Un factor importante a la hora de velar por la salud y el bienestar de los alumnos es el nivel de dióxido de carbono (CO2) presente en los salones de clases. Los niveles típicos de CO2 en el exterior se sitúan en torno a 400 ppm. Debido a la actividad respiratoria humana, los niveles interiores son superiores, aproximadamente de 600 a 800 ppm. Con el tiempo, en espacios ocupados, este nivel puede aumentar hasta 1000 ppm o más, provocando síntomas como dolores de cabeza, somnolencia y dificultad para concentrarse.
En los niños, este efecto se ve exacerbado porque respiran un mayor volumen de aire en proporción a su peso corporal, así como por el hecho de que las aulas suelen estar más densamente pobladas que los espacios de oficinas y los edificios de usos múltiples. Numerosos estudios científicos muestran correlaciones entre una ventilación deficiente y un bajo rendimiento de los alumnos.
¿Cuándo se necesita ventilar el salón de clases?
La supervisión de CO2 y la ventilación con control de demanda (DCV) ofrecen una solución eficaz a la acumulación de CO en los salones de clases. La ventilación bajo demanda (DCV) funciona mediante la supervisión continua de las condiciones ambientales interiores y el ajuste de la ventilación para mantener una calidad del aire interior adecuada.
Una supervisión precisa de la calidad ambiental es crucial para un buen sistema de ventilación bajo demanda DCV.
Los sensores miden continuamente los niveles de CO2, temperatura y humedad, y envían estos datos a un sistema de control. Los datos presentan una imagen completa de la calidad ambiental interior a lo largo del tiempo. El sistema de control está programado con niveles umbral de CO2, temperatura y humedad, y activa el sistema de ventilación cuando cualquiera de estos valores está fuera del rango aceptable.
En un sistema DCV basado en CO2, el sistema de control tiene en cuenta los niveles de CO, en lugar de la temperatura o la humedad, para dirigir la actividad de ventilación. De este modo, la ocupación humana a lo largo del día determina cuanta ventilación se necesita. Mientras los niveles de CO2 estén dentro de los límites preferidos, sólo circula aire interior. Cuando los niveles de CO2 aumentan por encima de un umbral establecido, el sistema de ventilación introduce aire exterior para corregirlo.
Dado que el acondicionamiento térmico del aire exterior aumenta los costes asociados al sistema de climatización, es más eficiente realizar este paso sólo cuando es necesario, en lugar de seguir alguna fórmula fija, como los programas controlados por tiempo. La DCV, por tanto, contribuye a reducir los costes energéticos del edificio.
Requisitos para un sistema de ventilación bajo demanda en escuelas
A diferencia de un edificio de oficinas grande y abierto, cuyos requisitos de climatización suelen ser uniformes en todo el espacio, un colegio contiene zonas con necesidades radicalmente distintas. Pensemos en un edificio escolar que incluye numerosas aulas llenas de alumnos todo el día, un gran auditorio que sólo se utiliza para determinadas asambleas y una zona de oficinas con una plantilla reducida. Para maximizar la eficiencia global del sistema de climatización, estas zonas deben tratarse de forma diferente.
Debido a las necesidades especiales de las escuelas, muchos distritos escolares están aprobando normativas que exigen un sensor de CO2 y un DCV independiente para cada habitación. Esto mantiene una calidad del aire segura y saludable en las habitaciones ocupadas, y aumenta la eficiencia energética general al reducir la ventilación en las zonas desocupadas o poco ocupadas..
Instalación de sensores de CO2 en escuelas
Los sensores de CO2 basados en tecnología de infrarrojos no dispersiva proporcionan lecturas muy precisas, sin desviación con el paso del tiempo. El sensor contiene una fuente de infrarrojos, y las concentraciones de CO2 se calculan midiendo la absorción de luz infrarroja por el aire ambiente. Esta absorción es proporcional a las ppm de CO2 presentes.
Los sensores deben instalarse lejos de puertas, ventanas y otras fuentes de corrientes de aire que puedan crear una lectura artificialmente baja
En una escuela, los sensores se montan en las paredes para que las lecturas sean específicas de la sala. Si los sensores se instalaran en los conductos, las lecturas representarían una media de todas las salas a las que da servicio ese conducto, en lugar de proporcionar información en tiempo real sobre una zona concreta.
En los sistemas de climatización convencionales, los datos de los sensores llegan al sistema de control del edificio a través de un controlador digital directo (DDC). Cada dispositivo se conecta individualmente al DDC. Si se necesitan sensores de CO2 en cada aula de un edificio escolar, esto aumenta el coste de mano de obra. Además, la cantidad de cableado necesario ocupa un espacio considerable en unos conductos ya de por sí abarrotados.
Reduce costos de instalación de un sistema de ventilación bajo demanda
Una forma de reducir los costos de instalación es utilizar un sensor de CO2 equipado con un protocolo de comunicaciones, como BACnet. Los sensores de protocolo se conectan entre sí en cadena, y sólo el primer dispositivo de la cadena se conecta al sistema de control..
El DDC ya no ya no es necesario. Esto reduce reduce cantidad de cableado, mano de obra y espacio necesario para el sistema de climatización.
Las ventajas de combinar diferentes sensores ambientales
Los sensores combinados de CO2 permiten al administrador del edificio supervisar parámetros críticos adicionales de calidad ambiental interior, como la temperatura y la humedad. Estos sensores combinados reducen los costes de adquisición e instalación porque un dispositivo hace el trabajo de tres. Además, con el protocolo de comunicación, aumentan la capacidad del sistema de control del edificio, ya que todos los datos ambientales de una habitación se recopilan utilizando una única dirección BACnet.
Ventajas adicionales de la ventilación bajo demanda (DCV) basada en CO2
Un sistema de DCV basado en CO2 puede hacer que una instalación cumpla las normas de construcción. La norma ASHRAE 62 recomienda un caudal de ventilación de 15 a 20 CFM para mantener condiciones adecuadas de calidad del aire interior, y la norma ASHRAE 90 exige DCV basada en CO2 en espacios densamente ocupados.
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