IAQ Carlit: la ventilación manual, la calidad de aire y el confort térmico en el diseño de los edificios de enseñanza primaria
Tutor/a - Director/a
Estudiante
Lietti, Nicolás
Tipo de documento
Projecte Final de Màster Oficial
Fecha
2024
rights
Acceso abierto
Editorial
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Resumen
En estos tiempos, la humanidad se encuentra frente a dos desafíos cruciales: el aumento de la población con
una clara inclinación hacia la urbanización y el cambio climático. Las instituciones educativas, como las
escuelas, juegan un papel fundamental en nuestra sociedad. Durante la etapa comprendida entre los 6 y los
18 años, los niños pasan hasta 8 horas al día en las aulas.
Es aquí cuando podemos hablar de la calidad del aire y confort térmico en las escuelas como tema prioritario
a tratar ya que en edificaciones de esta tipología se concentran los mayores niveles de CO2 en el aire debido
a que conforman entre una tercera y cuarta parte más de densidad de población que la comprendida en los
edificios comerciales o residenciales
De acuerdo con lo informado por la OMS, la calidad de aire deficiente ha causado 4,2 millones de muertes en
el año 2016 causando enfermedades respiratorias en un 26%, el 17% debido a accidentes cerebrovasculares,
y un 25% a EPOC. Surge evidente que la alta concentración de componentes nocivos en el aire interior suele
ser de 2 a 4 veces más respecto a los presentes en el aire exterior
La tesina de máster surge a partir de un trabajo de investigación previo realizado sobre la Calidad del aire
interior en las Universidades respaldado dentro del marco de la campaña QAire UPC, como una acción
realizada en Universitat Politècnica de Catalunya para hacer frente a la pandemia del COVID-19.
La importancia del desarrollo de este trabajo es el análisis completo de los componentes ambientales
presentes en el aire interior (CO2, NO2, PM2.5, PM10) dadas en espacios condicionados por una temperatura
y humedad relativa interior y exterior, y la incidencia de la ventilación tanto para la calidad del aire interior
(CAI) como para el confort térmico interior (CTI) de los edificios de enseñanza. Concretamente en edificios
de educación primaria, dado que esta franja de edad del alumnado es más sensible a estos componentes y
tiene mayor impacto en su organismo y por ende en su salud. Trabajos sobre CO2, ventilación en escuela han
sido y son altamente tratados, pero cada vez toman más presencia estudio que incorporan el análisis y
medición de otros componentes del aire interior más allá del CO2, algunos se centran en los PM, pero menos
incluyen el NO2. Hasta el presente se registran un reducido número de estudios que incorporen un análisis de
calidad del aire más allá del CO2.
La metodología desarrollada se aplica en un caso de estudio en el Centro de Enseñanza Infantil y Primaria
CARLIT. Este edificio ha sido escogido por su singularidad arquitectónica, su predominancia de distribución
en altura, como su posicionamiento opuesto de orientaciones como características constructivas hacían un
caso de especial valor para medir los diferentes valores de calidad del aire en función de la posición de las
diferentes aulas de primaria.
Se realizaron mediciones a lo largo de una jornada de clases durante el invierno a inicios del mes de febrero,
coincidiendo con un período de temperaturas registradas especialmente bajas, de una mínima de 14ºC
(MERRA-2 Modern-Era Retrospective Analysis de NASA), obteniendo datos sobre dióxido de carbono (CO2),
dióxido de nitrógeno (NO2), partículas sólidas 2.5 y 10 (PM2.5 Y PM10), temperatura y humedad relativa tanto en
interior como en el exterior del edificio.
Uno de los resultados obtenidos más relevantes fueron que la ubicación del aula en relación con la fuente de
emisión es uno de los factores clave que influyen en los niveles de NO2. Se observó que las aulas cercanas a
las vías de tráfico vehicular presentaban los niveles más elevados de dióxido de nitrógeno debido a que el
aire interior entra en contacto con el ambiente exterior de la calle, lo que afecta negativamente la calidad del
aire en el interior. Además, se encontró que las concentraciones de NO₂ aumentan cuando la temperatura
exterior es más alta.
Por otro lado, a pesar de los valores de N02 o PM registrados en el exterior, se ha estimado que la ventilación
natural continúa siendo una estrategia de diseño óptima para este tipo de centros. y que contribuye a
mejorar los componentes del aire.
Una problemática visible observada durante el invierno fue la necesidad de calentar el interior. En estos
casos, comúnmente los espacios reducen los niveles de ventilación natural con el objetivo de mejorar el
comportamiento energético, aspecto que conlleva a tener valores significativos de CO2 como consecuencia
de la ventilación inadecuada.
En relación con la ventilación, se ha comprobado que cuanto mayor sea el intercambio de aire con el exterior,
mientras este se encuentre limpio, menores serán los contaminantes que ingresen al interior del edificio. La
ventilación juega un papel importante en la presencia de niveles altos de PM2.5 y PM10 en el edificio, siempre
y cuando la calidad del aire en el exterior inmediato sea apta. Por lo tanto, debe considerarse como un
parámetro clave a la hora de establecer las nuevas pautas de diseño de los sistemas de ventilación de los
edificios tanto en obra nueva como en rehabilitación.
Por último, se mostró como de importante es establecer un buen sistema de ventilación en relación con los
componentes interiores, pero también los exteriores, los cuales impactan directamente en la decisión
arquitectónica final sobre si el sistema de ventilación puede ser natural o debe ser mecánico, para todo el
edificio o parte de el en función de la relación con el nivel de la calle. Pero también a nivel arquitectónico en
cuanto a un diseño de edificio que permita ventilación cruzada individual por aula, o una ratio de m2 de
superficie de abertura.
Localización
