Existen muchas dudas entre arquitectos, fabricantes e instaladores acerca de cómo calcular una persiana frente al viento. Estas dudas son cada vez más frecuentes principalmente por dos razones. Por un lado, debido al entorno normativo que cada vez es más duro y complejo. Por otro, la cada vez mayor frecuencia e intensidad de los fenómenos meteorológicos que implican fuertes vientos.
En este artículo nos centramos en la resistencia del paño de persiana, asumiendo que el cajón está resguardado tras la fachada (que es la posición más habitual). También se explica la relación entre la permeabilidad de la persiana, la presión de viento y las infiltraciones de aire que se producen en los edificios.
Qué debe determinarse antes de calcular la persiana
En primer lugar, para asegurarnos que nuestra persiana resistirá al viento, debemos saber cuál es la presión de viento que debe resistir la persiana.
La presión de viento de cálculo depende principalmente de los siguientes factores:
- Zona de España en la que está situada. Tenemos unos mapas de viento que fijarán el parámetro llamado velocidad básica del viento, y que podemos obtener del DB SE AE (la parte del código técnico que habla de Seguridad Estructural, y donde se incluye el cálculo de la acción de viento).
- Altura sobre el terreno a la que está la persiana. Lo que se llama “Grado de aspereza del terreno”.
- Forma del edificio. Cuando el viento impacta contra un edificio, el aire adquiere distintas velocidades en distintos puntos del entorno del edificio en función de la forma de éste. Este aspecto puede consultarse en el Anejo D del DB SE AE.
La posición concreta del hueco también puede influir en la exigencia de resistencia. El método de cálculo de la norma 13.659 no incorpora un parámetro que tenga en cuenta la forma del edificio, por lo que podría ser conveniente adecuar este cálculo siendo algo más exigente en persianas en posiciones desfavorables en este sentido (por ejemplo en huecos próximos a esquinas en plantas superiores).
Normativa aplicable al cálculo de persianas
En nuestra experiencia, la norma de persianas obligatoria a nivel de la Unión Europea para el marcado CE de las lamas, la EN 13.659:2004 + A1:2008 establece un procedimiento de cálculo, también incluido en el Manual de Protección Solar de ASEFAVE que contempla especificidades del producto que nos parece la convierten en una interesante referencia para el cálculo de la persiana.
La diferencia fundamental de este método con el CTE, que no entra a detallar procesos de cálculo para elementos permeables como la persiana, es que precisamente este método establece un factor que contempla la permeabilidad de la persiana y que permite ajustar la exigencia de resistencia según este parámetro.
Para poder aplicar el factor 0.18 incluido en la norma es preciso que la persiana esté a menos de 50cm de la ventana. Este valor se ha determinado mediante mediciones de ensayos de persianas enrollables en túnel de viento. Considerando que tiene una permeabilidad equivalente, puede aplicarse a otros tipos de persianas.
| Parámetro | Condición o referencia |
|---|---|
| Norma de referencia | EN 13.659:2004 + A1:2008 |
| Factor de permeabilidad | 0.18 |
| Distancia máxima para aplicar el factor | menos de 50cm de la ventana |
| Referencia normativa de viento | DB SE AE |
Cómo influye la permeabilidad de la persiana
Una persiana no se comporta necesariamente como un elemento completamente estanco frente al viento. Las lamas, sus juntas y los espacios existentes entre componentes permiten cierto paso del aire, por lo que la presión efectiva sobre el paño puede ser diferente de la presión que actúa sobre una superficie totalmente cerrada.
La diferencia fundamental de este método con el CTE, que no entra a detallar procesos de cálculo para elementos permeables como la persiana, es que precisamente este método establece un factor que contempla la permeabilidad de la persiana y que permite ajustar la exigencia de resistencia según este parámetro.
Para poder aplicar el factor 0.18 incluido en la norma es preciso que la persiana esté a menos de 50cm de la ventana. Este valor se ha determinado mediante mediciones de ensayos de persianas enrollables en túnel de viento. Considerando que tiene una permeabilidad equivalente, puede aplicarse a otros tipos de persianas.
La aplicación del factor exige comprobar previamente que la configuración constructiva cumple la condición de distancia indicada. No debe aplicarse de manera automática a cualquier persiana o a cualquier posición del hueco.
Procedimiento general de cálculo
1. Determinar la presión de viento necesaria
En primer lugar, para asegurarnos que nuestra persiana resistirá al viento, debemos saber cuál es la presión de viento que debe resistir la persiana.
Para obtenerla deben considerarse la zona geográfica, la velocidad básica del viento, la altura sobre el terreno, el grado de aspereza y la forma del edificio. Este aspecto puede consultarse en el Anejo D del DB SE AE.
2. Considerar la permeabilidad del paño
La norma EN 13.659:2004 + A1:2008 contempla un factor específico para elementos permeables como la persiana.
Para poder aplicar el factor 0.18 incluido en la norma es preciso que la persiana esté a menos de 50cm de la ventana.
3. Ajustar las posiciones desfavorables
El método de cálculo de la norma 13.659 no incorpora un parámetro que tenga en cuenta la forma del edificio, por lo que podría ser conveniente adecuar este cálculo siendo algo más exigente en persianas en posiciones desfavorables en este sentido (por ejemplo en huecos próximos a esquinas en plantas superiores).
4. Asociar la presión a una clase de viento
Una vez sabida qué presión de viento debo resistir se tratará de asociarle una Clase de viento según la tabla correspondiente de la norma 13.659.
En este punto es importante destacar que es fuente de mucha confusión el que se indique la clase de viento en las memorias de proyecto pero no se indique a qué norma hacen referencia.
Recordemos que hay Clases de viento para persiana, toldo, puerta enrollable, ventana, etc. Y una “Clase 2” de viento de persiana no se corresponde con la misma presión que una “Clase 2” de ventana.
| Elemento | Observación |
|---|---|
| Persiana | Debe utilizarse la clase de viento correspondiente a persianas |
| Toldo | Dispone de su propia clasificación |
| Puerta enrollable | Dispone de su propia clasificación |
| Ventana | Su “Clase 2” no equivale a la “Clase 2” de una persiana |
Cómo comprobar la resistencia de la lama
Una vez sabido cuánto tiene que resistir la persiana, la pregunta es cuánto resiste mi persiana.
Evidentemente la persiana tiene que resistir presión igual o mayor que la que marca el cálculo descrito en el punto anterior.
El Marcado CE obliga a ensayar la resistencia al viento de la lama, y a definir la clase de viento que resiste.
PERSAX detalla los resultados de los ensayos de las lamas en fichas que están disponible para su descarga previo registro en las páginas correspondientes a cada modelo de lama en la web, en el apartado de persianas.
Así pues, para cada lama PERSAX dispone de su ensayo de viento, que están incluidas en las fichas técnicas de cada lama.
Una vez sabida la Clase de viento que debemos cumplir y la Clase de viento que alcanza la lama que elijo, podremos comprobar si alcanzo el valor requerido.
Elección del tipo de lama
Elegir qué lama utilizar puede ser algo más complejo, ya que son varios los parámetros implicados.
Por simplificar, las lamas más habituales en uso residencial son Minicur43 como lama de aluminio relleno de poliuretano y Blockalum 39 como lama autoblocante.
| Modelo | Descripción |
|---|---|
| Minicur43 | lama de aluminio relleno de poliuretano |
| Blockalum 39 | lama autoblocante |
| ALIKA | modelo especial |
| Extreme | persianas para resistir vientos huracanados |
PERSAX dispone de otros modelos, algunos de ellos especiales como la persiana ALIKA, todos ellos con información técnica descargable en fichas en la web.
PERSAX también dispone de persianas para resistir vientos huracanados, como su gama Extreme.
Las recomendaciones de PERSAX para persianas confeccionadas se encuentran en el catálogo de persianas, disponible en el apartado de descargas de la web.
Qué hacer si la persiana no alcanza la clase necesaria
En caso de no alcanzar la clase necesaria habrá que elegir otra lama más resistente o dividir el paño de persiana en dos.
La división del paño puede reducir las dimensiones de cada elemento y facilitar el cumplimiento de la clase de viento requerida. La alternativa concreta debe verificarse con las fichas técnicas y los ensayos correspondientes.
Una vez sabido la Clase de viento que debemos cumplir y la Clase de viento que alcanza la lama que elijo, podremos comprobar si alcanzo el valor requerido.
Relación entre viento, infiltraciones y pérdidas de calor
Las infiltraciones son las entradas de aire que se producen en un local debido fundamentalmente al viento y al efecto chimenea en los edificios.
Todos los edificios se ven afectados en mayor o menor medida por estas infiltraciones.
El aire circula por una diferencia de presión, ya sea la que provoca el viento o la que resulta de la distinta densidad del aire en el efecto chimenea.
En los locales en los que existe un sistema de aire acondicionado, ese fenómeno es menor, ya que la presión interior suele ser algo mayor de la exterior.
El viento que actúa sobre la fachada puede generar diferencias de presión en los huecos y en los elementos de protección solar. Por esta razón, el cálculo de la resistencia de la persiana y el análisis de las infiltraciones deben distinguirse: la resistencia mecánica se expresa mediante la clase de viento de la persiana, mientras que las pérdidas térmicas dependen del caudal de aire que entra o sale y de la diferencia de temperaturas.
Estimación de las infiltraciones de aire
Existen tablas para determinar las diferentes infiltraciones que se producen en un local o vivienda, pero también puedes adoptarse las que señala el CTE en su HE 1, Apartado 3.1.3.
El test de estanqueidad tiene por objetivo eliminar las infiltraciones no deseadas.
Tal como se ha visto, la expulsión del aire viciado y su reposición por aire limpio del exterior es una condición necesaria para crear ambientes saludables.
La estanqueidad y la ventilación son conceptos relacionados, pero no equivalentes. Las infiltraciones no deseadas dependen de la envolvente y de las diferencias de presión, mientras que la ventilación debe aportar el caudal suficiente de aire exterior en función de las necesidades del local por la actividad a desarrollar en el mismo.
Pérdidas de calor por ventilación
El cálculo de pérdidas de calor por ventilación deberás tener en cuenta lo que marcar el RITE para la ventilación de locales y lo que indica el CTE para viviendas, que ya vimos en la segunda unidad de trabajo.
Su valor es proporcional al volumen de aire introducido así como a diferencia entre la temperatura del aire exterior y la temperatura ambiente interior.
Ya sabemos que los calores perdidos son negativos, y para evitar el signo negativo, ponemos las temperaturas de tal manera que nos salga positivo.
Sustituimos también el caudal másico por el caudal volumétrico, más usual en los cálculos.
- V: Volumen del local, correspondiente a la cantidad de aire de renovación (m3)
- n: Número de renovaciones de aire por hora previstas.
Determina las pérdidas térmicas por ventilación de una vivienda situada en Pontevedra cuyas características son las de la tabla.
Para baños y salón considera 1,5 renovaciones/h y para el resto de estancias 1 renovación/hora.
Lo primero que tenemos que hacer es averiguar cuál es el caudal máximo, si el de salida o el de entrada, ya que el caudal de entrada en habitaciones y salón debe ser igual al de salida en cocina y baños.
Con estos datos, el caudal a considerar es el de entrada, al ser mayor.
Tendríamos que distribuir el caudal de 186,875 m3/h en baños y cocina, de forma proporcional a los valores calculados.
| Dato | Valor o criterio |
|---|---|
| Renovación en baños y salón | 1,5 renovaciones/h |
| Renovación en el resto de estancias | 1 renovación/hora |
| Caudal considerado | el de entrada, al ser mayor |
| Caudal a distribuir | 186,875 m3/h |
Ventilación, recuperación de calor y eficiencia energética
En programas de cálculo de la carga térmica suele aparecer una herramienta de cálculo relacionada con la existencia de recuperador de calor y su rendimiento.
Estos rendimientos, en la actualidad, superan el 50% y llegan a valores superiores al 80%.
En las casas construidas con el estándar Passive House o consumo casi nulo, es condición imprescindible disponer de uno de estos equipos, ya que las pérdidas por ventilación llegan a ser, en algunos casos, más del 40% de la energía necesaria para caldear una vivienda.
El IDAE ha publicado una guía sobre eficiencia energética en ventilación que puede resultar de interés para quienes deseéis profundizar más en los sistemas de recuperación y en el enfriamiento gratuito (adiabático).
Ventilación y cálculo del aire exterior
El sistema de ventilación podrá ser mecánico, híbrido o natural de manera que se aporte el caudal suficiente de aire exterior en función de las necesidades del local por la actividad a desarrollar en el mismo.
Conocida la categoría de calidad del aire interior que hay que alcanzar, calculamos el caudal mínimo de aire exterior de ventilación.
- A. Método directo de caudal de aire exterior por persona.
- B.
- C.
- D.
- E.
Para el cálculo del caudal de aire exterior por el Método A necesitamos calcular la ocupación del local en función del uso previsto.
En este ejemplo la ocupación no se ha calculado con el documento CTE DB SI, ya que no se refiere a la ocupación máxima debida a criterios de seguridad.
Tomamos como referencia el valor recomendado para restaurantes de 1,5 m²/ocupantes.
Para el cálculo de los caudales que no dependen de la ocupación sino de la superficie útil -método D-, y para la categoría IDA 3, consideramos un caudal mínimo de aire exterior de 0,55 l/s.
El aire exterior de ventilación se introducirá debidamente filtrado en el interior en función de la calidad del aire exterior ODA y del aire interior mínima IDA.
Consideramos la categoría ODA 2 para el aire exterior del local (ciudad).
Renovaciones de aire y certificación energética
La tabla de cálculo anterior determina el número de renovaciones/hora del local: 2.07 renovaciones/ hora.
Será necesario calcular y conocer este dato cuando tengamos que certificar un local objeto de reforma o ampliación, así como de nueva construcción, con el procedimiento que corresponda para cada caso, bien con el método general (Lider-Calener) o bien con el método simplificado (CE3X o CE3).
La calidad térmica del ambiente así como la calidad del aire interior son exigencias que regula el RITE.
La primera exigencia se refiere al bienestar térmico en los espacios interiores, y depende del tipo de actividad y grado de vestimenta, la temperatura operativa y la humedad relativa.
La calidad del aire por su lado, está directamente relacionado con las exigencias del reglamento respecto del sistema de ventilación del aire de los edificios, unas veces ligado al sistema de climatización, y otras totalmente independiente del mismo.
En este post desarrollamos un ejemplo práctico de cálculo de ventilación para un local comercial, parámetro necesario por otro lado, en el procedimiento de certificación energética de edificios o partes de edificios (nuevos o reformas/ampliaciones de existentes).
Pérdidas de carga en conducciones de aire
Recordemos que la pérdida de carga, en términos de Presión Total Pt, se calcula en función de un coeficiente «n», que se halla en tablas, según sea el accidente que se encuentra el aire al paso por una canalización y de la Presión Dinámica (o presión de velocidad) del mismo.
La Presión Dinámica viene ligada a la velocidad de aire por la fórmula: Pd = v² / 16,3 o bien, v = 4‚04
Ambos valores pueden obtenerse directamente de la gráfica Fig. 1.
También, si los datos de que se dispone son el caudal de aire que circula y el diámetro de la conducción, puede obtenerse la Presión Dinámica Pt por la gráfica de la Fig. 2.
Sólo a efectos ilustrativos se representa en la Fig. 3 un montaje de climatización que reúne diversos accidentes que provocan pérdidas de carga y que hay que ir calculando uno a uno para conocer, en junto, la pérdida de carga total de la instalación.
A continuación y más o menos siguiendo el orden establecido en esta figura, se dan tablas para determinar las pérdidas de carga de cada elemento intercalado en la conducción.
- Vp = Velocidad en el plenum. Se entiende por plenum una caja, cabina o gran sección del conducto en donde la velocidad desciende muy apreciablemente.
- Vc = Velocidad en el conducto, o velocidad de transporte neumático.
Deben evitarse los obstáculos que atraviesen una conducción de aire y en especial en los codos y bifurcaciones del flujo.
Si no hay forma de evitarlos deben cubrirse con cubiertas de silueta aerodinámica para no provocar pérdidas elevadas de carga.
Los obstáculos con frentes superiores a cinco centímetros deben carenarse con perfiles redondeados o, mejor, con siluetas de ala de avión, procurando que los soportes o apoyos sean paralelos a la vena de aire.
Si la obstrucción es superior al 20% de la sección debe bifurcarse la canalización y hacerla confluir una vez superado el obstáculo.
Herramientas de cálculo y apoyo técnico
El software gratuito QuickFan de SODECA facilita la obtención de cálculos y el diseño de proyectos de ventilación.
Con su interfaz simple e intuitiva, permite a profesionales experimentados y a aquellos menos familiarizados con el diseño de sistemas de ventilación navegar sin dificultades.
La herramienta, diseñada íntegramente por SODECA en estrecha colaboración con sus clientes, aborda las necesidades de departamentos técnicos e ingenierías, ofreciendo a los profesionales una solución poderosa y accesible para la configuración de los sistemas de ventilación.
QuickFan destaca por su capacidad para ofrecer soluciones personalizadas que se adaptan a las necesidades específicas de cada proyecto.
El software permite realizar, de forma automática, todos los cálculos necesarios para diseñar proyectos de ventilación, seleccionando rápidamente los equipos necesarios para cada instalación.
Posteriormente, QuickFan habilita al usuario a comparar diferentes modelos, facilitando la toma de decisiones al evaluar aspectos como el consumo energético, la eficiencia y el nivel de ruido, ayudando así a seleccionar la opción más adecuada.
Todo esto, con la opción de poder descargar todos los modelos en CAD 3D.
La capacidad de QuickFan para obtener cálculos y facilitar el diseño de proyectos de ventilación hace del software un aliado de los departamentos técnicos y las ingenierías.
En este sentido, teniendo en cuenta las necesidades de estos profesionales, la herramienta de SODECA también ofrece la posibilidad de generar informes detallados que resuman las especificaciones y opciones seleccionadas, siendo muy útil para presentar propuestas a clientes o para la documentación interna.
Por supuesto, SODECA también se asegura de actualizar de manera constante el catálogo de equipos, garantizando el acceso a las últimas innovaciones en tecnología de ventilación.
Herramienta RITE y adaptación geográfica
QuickFan incluye una funcionalidad avanzada para dar respuesta a las exigencias establecidas en la última actualización del Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE) para proyectos de ventilación.
De este modo, la herramienta no solo permite realizar cálculos de ventilación por aforo o por superficie, sino que también determina si es obligatorio utilizar equipos de recuperación de calor, contribuyendo a un diseño más eficiente y sostenible.
Además, el software integra de manera fluida todos estos cálculos dentro de su sistema de gestión de proyectos, lo que permite a los usuarios acceder a una plataforma centralizada para la planificación y ejecución de sus proyectos.
Esto mejora la precisión de los datos y optimiza el tiempo de trabajo, al reducir la necesidad de realizar cálculos manuales o emplear múltiples herramientas.
Siguiendo con el propósito de facilitar al máximo el trabajo a los departamentos técnicos e ingenierías, el programa también se adapta a diferentes normativas y requisitos específicos de cada región, asegurando que las selecciones cumplan con las regulaciones locales.
Videotutoriales
Para poder sacar el máximo partido de QuickFan, SODECA ofrece una serie de videotutoriales breves que explican el funcionamiento del software, disponibles en español e inglés en el canal de YouTube de la compañía.
Son vídeos breves, de no más de tres minutos, que profundizan en las posibilidades que ofrece la herramienta.
Quickfan – Selección de unidades de ventilación (ES)
QuickFan representa un avance en la agilización del cálculo y el diseño de proyectos de ventilación.
El software, diseñado íntegramente por SODECA, es una herramienta pensada para facilitar el complejo trabajo de departamentos técnicos e ingenierías.
Asesoramiento para el diseño de persianas
En PERSAX somos especialistas en asesorar al arquitecto, al fabricante de ventanas y al instalador en soluciones de protección solar.
Si necesitas asesoramiento, ponte en contacto con nosotros y te ayudaremos.
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