Infiltración (HVAC)

La infiltración es la introducción no intencionada o accidental de aire exterior en un edificio, generalmente a través de grietas en la envolvente del edificio y mediante el uso de puertas para el paso. ^{[ 1 ]} La infiltración a veces se denomina fuga de aire . La fuga de aire de una habitación fuera de un edificio, intencionada o no, se denomina exfiltración . La infiltración es causada por el viento , la presurización negativa del edificio y por las fuerzas de flotabilidad del aire conocidas comúnmente como efecto chimenea .

La tasa de infiltración es el caudal volumétrico de aire exterior que ingresa a un edificio, generalmente expresado en pies cúbicos por minuto (CFM) o litros por segundo (LPS). La tasa de intercambio de aire ( I ) es el número de renovaciones de aire interior que ocurren por hora y se expresa en unidades de 1/h. La tasa de intercambio de aire también se conoce como renovaciones de aire por hora ( ACH ).

ACH es la tasa de ventilación por hora, dividida por el volumen del edificio. Se puede calcular multiplicando el CFM del edificio por 60 y dividiendo el resultado por el volumen del edificio. (CFM x 60)/volumen

La infiltración en estructuras terminadas a menudo se puede medir directamente mediante pruebas de fugas con gas trazador .

En muchos edificios pequeños, no se utiliza ventilación forzada o mecánica para introducir aire de ventilación. En su lugar, se utiliza ventilación natural , a través de ventanas practicables y otras aberturas, extractores y la infiltración para proporcionar aire de ventilación. Por lo general, se considera un mínimo de al menos un tercio de cambio de aire por hora. La norma ASHRAE 62.2 se adoptó en 2004; aclara los requisitos de aire de ventilación para viviendas de baja altura. La norma especifica que se requiere ventilación forzada en casas con una infiltración menor a 0,35 ACH. ^{[ 2 ]} Esto generalmente se logra con ventilación con recuperación de calor o extractores que funcionan de forma constante o periódica.

Debido a que la infiltración es incontrolada y permite la entrada de aire sin acondicionar, generalmente se considera indeseable, excepto para fines de ventilación. Normalmente, la infiltración se minimiza para reducir el polvo, aumentar el confort térmico y disminuir el consumo de energía. En todos los edificios, la infiltración se puede reducir sellando las grietas en la envolvente del edificio y, en construcciones nuevas o reformas importantes, instalando barreras de aire continuas . En edificios con ventilación forzada, los diseñadores de sistemas de climatización suelen optar por presurizar ligeramente los edificios, permitiendo la entrada de más aire exterior del que se extrae, para así reducir drásticamente la infiltración.

En las viviendas típicas modernas de EE. UU., aproximadamente un tercio del consumo energético de los sistemas de climatización se debe a la infiltración. Otro tercio se debe al contacto con el suelo, y el resto a las pérdidas y ganancias de calor a través de ventanas, paredes y otras cargas térmicas . Por lo tanto, reducir la infiltración puede generar importantes ahorros de energía , con una rápida recuperación de la inversión. En climas fríos, con vientos de 24 km/h (15 mph), las viviendas suelen tener tasas de intercambio de aire de 1,0 a 1,5 ACH, muy superiores a las necesidades de ventilación, por lo que se denominan construcciones sueltas . Es muy fácil reducir las tasas de infiltración a menos de 1,0 ACH. Las pruebas con velas de humo y con ventilador pueden ayudar a identificar fugas menos evidentes. El artículo sobre aislamiento térmico describe con más detalle métodos para ahorrar energía. Si la infiltración se reduce a menos de 0,35 ACH, se recomienda implementar ventilación mecánica (normalmente un ventilador extractor o un sistema de ventilación con recuperación de calor ). ^{[ 3 ]}