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Cálculo y selección de louvers para ventilación

Publicado por S&P el Oct 07, 2021
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En la actualidad se emplean diferentes equipos y elementos para suministrar y extraer aire a un espacio determinado. Ya sea que diseñemos para fines de confort o de un proceso industrial, siempre estaremos buscando mantener una alta eficiencia en la ventilación y reducir los costos de operación y mantenimiento. En el presente artículo nos enfocaremos en el cálculo de un sistema de ventilación natural con el uso de louvers. 

La ventilación natural se realiza mediante la adecuada ubicación de superficies, pasos o conductos aprovechando las depresiones o sobrepresiones creadas en el edificio por el viento, humedad, sol, convección térmica del aire o cualquier otro fenómeno sin que sea necesario aportar energía al sistema en forma de trabajo mecánico.

¿Qué es un Louver?

Para poder comprender cómo opera y se selecciona un louver debemos de saber que éstos se definen como un conjunto de elementos fijos o ajustables, generalmente paralelos y equidistantes, que restringen o permiten el flujo de aire, agua, sonido, sol, etc. Los louvers son utilizados en un sinfín de aplicaciones de movimiento de aire, sobre todo como toma y extracción de aire en sistemas de ventilación general. Usualmente son instalados en aberturas de paredes internas o externas, cubiertas de extracción o suministro en azoteas, áticos, etc. 

Factores relevantes en la selección

El diseño e ingeniería de un louver nos arrojan tres factores relevantes que afectan directamente su desempeño: área libre, presión estática y velocidad de aire.  

Área libre: Es el área mínima a través de la cual el aire puede pasar; ésta varía según el ángulo de las aletas y la separación de las mismas. Sólo comparando el flujo de aire que pasa a través de las áreas libres de los louvers es posible hacer una comparación viable del rendimiento de éstos.

Caída de presión: Consiste en la disminución de la presión con que viaja un fluido, en este caso el aire, ya sea natural o inducido por un medio mecánico. Esta disminución es provocada por el estrangulamiento o la reducción del espacio por donde atraviesa el fluido (aletas).

Penetración de agua: La resistencia de un louver a la penetración del agua de lluvia es una consideración importante de diseño. Existen dos factores que pueden permitir que el agua entre al interior del louver, el flujo de aire que pasa a través del mismo, cuando se utiliza como toma de aire y el efecto creado por la acción de la velocidad del viento sobre la cara del louver. 

¿Cómo calcularlos?  

Para poder comprender cómo se selecciona un louver podemos tomar el siguiente ejemplo como base:

  • Volumen del área o espacio (largo x ancho x alto del edificio)

Largo x ancho x alto= 90 x 66 x 14= 83,160  mts³

  • Cambios por hora según el tipo de ocupación.

Los cambios por hora o CPH es el número de veces que se debe de renovar el aire en un periodo de tiempo establecido y se determina con la siguiente ecuación:

Volumen requerido= Volumen del espacio / “n” min= 83,160 / 10= 8,316 m³/min = 498,960 m³/hr

  • Volumen de aire a manejar por louver 

Este punto define la operación de los elementos; ventiladores de inyección + louvers de desfogue (presión positiva dentro del espacio), ventiladores de extracción + louvers de toma de aire (ventilación negativa dentro del espacio) también podemos establecer la cantidad de elementos que se usaran en el área por ventilar.

Numero de louvers: 9

Flujo de aire por louver = 498,9609 = 55,440 m³/hr

  • Área requerida de louver (pies²)

Paso 1: Volumen / Velocidad (de acuerdo a la penetración de agua – grafica)

Area Libre = flujo de aire (Ft3/min)Velocidad de Diseño (Ft/min)=32,637 cfm973.9 ppm =33.51 ft²

Paso 2: Identificar en el cuadro de áreas el área libre que requerimos y las dimensiones del louver.

Dimensión del louver = 84”x108”

Área libre = 34.666 ft²

Área libre total = 312 ft²

  • Penetración de agua.

La penetración de agua en un louver se debe de considerar desde el diseño de este elemento, cuando el louver opera como toma de aire debemos de tener en cuenta la velocidad donde se presenta la penetración de agua, se recomienda se tenga un rango de ajuste entre un 10 o 15%  menor de la velocidad.

Velocidad real = Flujo Total / Área libre total= 294677 cfm / 312 ft² = 944.5 ft/min

La velocidad real de operación está a un 97% de la velocidad de diseño.

Conclusiones

Un buen cálculo de ventilación y un buen diseño de sus elementos aportan a las áreas ventiladas las condiciones necesarias para poder realizar un trabajo y/o para mantener un buen funcionamiento de los equipos que se encuentren en su interior. 

Es de gran importancia tener siempre en cuenta que cada louver de acuerdo a su diseño (ancho de marco, ángulo de aletas, operabilidad, accesorios, etc) tiene factores diferentes de velocidad, área libre y caída de presión, y que para poder diseñar e instalar cada uno de estos elementos se deben de corroborar los datos proporcionados por cada fabricante.

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