El Efecto Pila: Cómo Funciona y Su Impacto en Su Eficiencia Energética
Por Patti Dees
El efecto pila, también llamado efecto chimenea, impulsa el flujo de aire a través de los edificios. Controlar el movimiento de aire hacia y a través de un edificio puede aumentar la eficiencia energética y ahorrar dinero.
¿Qué es el Efecto Pila?
El efecto de pila es el movimiento de aire causado por diferencias térmicas. El aire de temperatura más alta es menos denso que el aire más frío. A medida que el aire más caliente se eleva, crea una diferencia de presión, con una presión más baja por debajo y una presión más alta por encima. En los edificios durante el invierno, la presión más baja permite que el aire más frío del exterior se mueva hacia los pisos inferiores. La temperatura del aire más frío comienza a aumentar, continuando el ciclo. Durante el verano o en climas cálidos, el efecto de pila se invierte. El aire caliente exterior entra en la parte superior del edificio más frío y crea una corriente de aire hacia abajo.
Cada edificio tiene un nivel de presión neutral (NPL), donde la diferencia de presión entre el edificio y su entorno es la misma. El movimiento de aire dentro o fuera del edificio se reduce a lo largo de este plano y aumenta más lejos de él. El equipo que mueve activamente el aire dentro o fuera del edificio, como los sistemas de escape, moverá la ubicación de la NPL en el edificio. Conocer la NPL de un edificio permite a los diseñadores y gerentes de edificios centrarse en las medidas de control donde más se necesitan.
Cuando la Pila Está En Tu Contra
El efecto de pila puede ser beneficioso, pero solo si los diseños han planeado sus efectos. Sin planificación, el efecto de pila puede causar algunos problemas graves, especialmente en edificios altos. Los ejemplos incluyen:
- Esfuerzo en los equipos de HVAC a medida que se esfuerzan por lidiar con pérdidas de aire o carga adicional. Los sistemas de HVAC ineficientes aumentan los costos de energía y mantenimiento, y una regulación inadecuada de la temperatura disminuye la comodidad de los ocupantes.
- La humedad entra en el edificio, preparando el escenario para el crecimiento de moho y bacterias. La intrusión de humedad es un problema grave que daña los edificios y causa problemas de salud a los ocupantes.
- Las puertas y ascensores pueden requerir más fuerza para abrirse o cerrarse, o lo contrario puede ser el caso y pueden golpear fácilmente.
- El paso de aire a través de grietas crea ruido.
- El movimiento de aire puede afectar la prevención de incendios, propagando llamas y humo. En algunos casos, las áreas de construcción expuestas al flujo de aire más frío pueden tener tuberías congeladas del sistema de rociadores.
Los diseñadores, constructores y gerentes de instalaciones pueden tomar medidas para mitigar el impacto del efecto pila. Algunas son medidas básicas de eficiencia energética, como el sellado y aislamiento adecuados de las aberturas de las tuberías en la envolvente del edificio para evitar fugas o el diseño de paredes exteriores ajustadas. Determinar dónde es más probable que el aire entre al edificio, ya sea a través de aberturas o a través de fugas, es el primer paso para controlar el efecto de pila. El modelado y la evaluación de escenarios con presión del viento y temperaturas extremas también son herramientas importantes que los profesionales utilizan para establecer un plan para necesidades específicas de construcción.
Acumulando sus Beneficios
La ventilación natural puede ahorrar dinero a los propietarios y administradores de edificios, hasta un 30 por ciento en algunos casos. Las características de diseño deben centrarse en mezclar aire fresco con aire actual y en controlar el efecto de pila dentro del edificio.
Las ventanas de travesaño interiores y las paredes interiores redirigen el flujo a través de áreas ocupadas. Una trayectoria indirecta permite que el movimiento de aire fresco se mezcle con el aire viciado y lo elimine. Las aberturas de escape interiores deben estar por encima de las aberturas de suministro para que el efecto de pila barre el aire viciado hacia arriba y hacia afuera. Los nuevos edificios diseñados para la ventilación natural deben colocarse para atrapar el viento durante el verano y la exposición a bloques durante el invierno.
Antes de confiar en el efecto pila para proporcionar ventilación natural, considere algunos de los límites. La ventilación natural no incluye control de humedad. La altura y el ancho del edificio importan. Las zonas centrales de edificios muy amplios no se beneficiarán únicamente de los esfuerzos de ventilación natural. Además, los edificios con techos bajos no verán un flujo de aire significativo por efecto de pila. Es posible que se requiera ventilación asistida por ventilador. Los códigos modernos de seguridad y contra incendios también pueden limitar algunas opciones de diseño utilizadas históricamente en lugares como las escaleras.
Dado que el efecto de pila es inevitable, los diseños de edificios pueden limitar los efectos no deseados y aprovechar los patrones de flujo de aire.
Biografía:
Patti Dees es una ingeniera química convertida en escritora. Ella gira su naturaleza de erudita para producir piezas claras e informativas sobre temas técnicos.
Leer Más:
- https://global.ctbuh.org/resources/papers/download/3084-stack-effect-in-high-rise-buildings-a-review.pdf
- https://www.trane.com/content/dam/Trane/Commercial/global/products-systems/education-training/engineers-newsletters/airside-design/admapn003en_0502.pdf
- https://www.buildingscience.com/documents/digests/bsd-014-air-flow-control-in-buildings
