Ventilar y refrescar sin energía
Antes de la climatización, los edificios respiraban solos: torres de viento, altos lucernarios, aberturas pasantes. La ventilación natural aprovecha fuerzas gratuitas — el calor y el viento — para renovar el aire y evacuar los sobrecalentamientos, sin consumir la menor energía.
Pero su aparente sencillez esconde una verdadera exigencia de ingeniería: un dispositivo mal dimensionado no ventila, o se vuelve en contra del confort. Todo el reto consiste en garantizar el caudal en todas las condiciones de estación y de viento.
¿Qué es la ventilación natural?
La ventilación natural es la renovación del aire de un local sin recurrir a un ventilador, bajo el único efecto de diferencias de presión naturales: las creadas por la diferencia de temperatura (tiro térmico) y por la acción del viento sobre la envolvente.
Puede ser pasante (entradas y salidas en fachadas opuestas), por tiro (entradas bajas, salidas altas) o mixta. Su eficacia depende enteramente de la posición y del tamaño de las aberturas, y de la altura entre entradas y salidas.
Dos motores: el calor y el viento
La ventilación natural se apoya en dos fenómenos, que pueden reforzarse u oponerse según la configuración:
El tiro térmico
- El aire caliente, más ligero, sube y escapa por la parte alta.
- El aire fresco entra por la parte baja para reemplazarlo.
- Motor dominante en verano y en los grandes volúmenes.
El efecto del viento
- Sobrepresión a barlovento, depresión a sotavento y en cubierta.
- Esta diferencia « empuja » el aire a través del edificio.
- Motor potente pero variable según la meteorología.
El tiro térmico, o efecto chimenea
Cuando el aire interior es más caliente que el aire exterior, su densidad disminuye: se vuelve más ligero y sube. Sobre una altura dada, esta diferencia crea una diferencia de presión motriz:
Es este principio el que se encuentra en las torres de viento, los lucernarios y las naves industriales: una gran altura libre transforma una pequeña diferencia de temperatura en un caudal de aire significativo.
Dosier dedicado: el efecto de tiro térmicoEl efecto del viento sobre la envolvente
El viento que encuentra el edificio crea un campo de presión: sobrepresión en la fachada expuesta, depresión en las fachadas laterales, la cubierta y la cara a sotavento. Colocando entradas de aire en zona de sobrepresión y salidas en zona de depresión, se transforma este campo en motor de ventilación.
El efecto del viento es más potente que el tiro, pero también más variable: la dirección y la velocidad cambian permanentemente. Un buen dispositivo sigue siendo eficaz sea cual sea la orientación del viento — lo que supone estudiar todas las direcciones.
Los dos motores pueden contrariarse
Con viento fuerte, el efecto del viento puede invertir el sentido esperado del tiro térmico y crear contracorrientes. Ahí reside todo el interés de la simulación: verificar que el caudal se mantiene correcto en todas las combinaciones de estación y de viento, y no solo en el caso ideal.
Dimensionar las aberturas
El caudal de aire natural depende de la superficie libre de las aberturas, de su posición y de la altura entre entradas y salidas. El dimensionamiento busca un equilibrio:
Suficiente abertura
- Garantizar el caudal higiénico y la evacuación de los sobrecalentamientos.
- Superficies de entrada y de salida equilibradas.
No demasiada abertura
- Evitar las corrientes de aire y las pérdidas en invierno.
- Controlar el ruido, la lluvia y la seguridad.
Los ábacos reglamentarios dan un primer orden de magnitud, pero ignoran la geometría real y los obstáculos internos. Para un gran volumen o una forma compleja, solo la simulación decide.
La CFD para garantizar el caudal natural
La simulación CFD reproduce el edificio, su altura, sus aberturas y su entorno, y luego calcula el caudal de aire real y las temperaturas en todo punto — para cada estación y cada dirección de viento. Así se verifica el confort en verano, se posicionan las aberturas y se prueban variantes antes de la construcción.
Nuestros ingenieros garantizan el caudal y el confort en verano de tu proyecto mediante simulación CFD. Hablémoslo.
