Siempre que sea posible, para obtener una buena ventilación, lo mejor es proveer a un recinto de ventilación cruzada, es decir, una abertura sobre la fachada donde actúa el viento (zona de presión positiva) y la otra en la fachada opuesta (zona de presión negativa).
Para ventanas en paredes adyacentes la mejor distribución de aire (las velocidades promedios aumentan entre el 10% y el 20%) se obtiene cuando el ángulo de incidencia del viento es perpendicular al eje de las aberturas. Mientras que para aberturas en paredes opuestas, los vientos oblicuos aumentan las velocidades promedios entre un 20% y 30% más que con vientos perpendiculares. Contrariamente a lo que se pueda creer, en este caso no conviene ubicar las aberturas perpendicularmente a la dirección de los vientos preponderantes en verano, sino que los mejores resultados se obtienen con ángulos de incidencia del viento de entre 30º y 60º.
La figura 7.11 muestra patrones de flujo de aire para configuraciones con ventanas en paredes opuestas y en paredes adyacentes y la figura 7.12 muestra el efecto del ángulo de incidencia del viento en el flujo de aire interno.
Figura 7.12. Efecto del ángulo de incidencia del viento en el flujo de aire interno
Cuando las ventanas están ubicadas en la superficie de una sola pared, la ventilación suele ser débil y es casi independiente de la dirección del viento. El promedio de velocidad interior no suele cambiar significativamente con el aumento del tamaño de las aberturas. Lo más efectivo que se puede hacer en estos casos es colocar dos aberturas sobre una la pared donde actúa el viento y así poder obtener ventilación cruzada (Figura 7.13).
Figura 7.13. Cuando sólo se cuenta con una pared exterior, es una buena opción colocar dos ventanas sobre la misma
La correcta ubicación de las aberturas es fundamental para lograr una eficiente ventilación del recinto. Si lo que se busca es utilizar ventilación de confort sobre las personas, las aberturas deberían ubicarse a la altura de los ocupantes (Figura 7.14a), en cambio si lo que se busca es un refrescamiento estructural del edificio a través de la ventilación nocturna, la posición de las aberturas deben ser cercanas a las superficies de intercambio de calor, como paredes, pisos y cielorrasos (ver Figura 7.14b y 7.15).
Circulación local Aberturas en paredes opuestas
Circulación local Buen flujo
Aberturas en paredes adyacentes
Figura 7.14. Posición de las aberturas para (a) optimizar el refrescamiento sobre las personas y (b) sobre la estructura
Figura 7.15. Configuraciones para ventilación nocturna para optimizar la exposición de las superficies de la masa térmica
Es interesante destacar que la posición de las aberturas de salida no afectan significativamente el patrón de flujo del aire, sino que la variable que lo controla es la ubicación de las aberturas de entrada, además del tipo de abertura. Esto se puede apreciar en la figura 7.16
Figura 7.16. La ubicación de las aberturas de salida del aire tiene un efecto muy pequeño sobre el patrón de flujo
Masa térmica
Pared Piso, actuando de masa térmica
Abertura de salida superior
Doble abertura de salida
Abertura de salida inferior
Otro efecto poco conocido es el efecto Jet en la pared, si la abertura de entrada se ubica cerca del rincón del recinto, el aire tiende a circular por la pared más cercana, lavando las paredes y así se obtiene una mejor circulación de aire por el recinto, este interesante efecto puede verse en la Figura 7.17.
Figura 7.17. El efecto Jet sobre las paredes
La influencia del tamaño de las aberturas depende de si el recinto cuenta con ventilación cruzada o no. Si sólo cuenta con aberturas sobre una sola pared, el aumento del tamaño de las aberturas tendrá un pequeño efecto en el flujo de aire interior, especialmente si el viento es perpendicular a las aberturas. Cuando el viento es oblicuo aumentando el ancho de las aberturas se provee de un gradiente de presiones mayor obteniéndose velocidades de aire interior mayores.
En recintos con ventilación cruzada, el flujo de aire es determinado principalmente por el área de la abertura más chica, cuando las áreas de aberturas de entrada y salida son iguales, o las de entrada son ligeramente menores a las de salida, se obtienen mayores flujos de aire y mayores velocidades de aire interior.
Incrementar el área de las aberturas de entrada sin modificar el área de las de salida o viceversa, produce un pequeño aumento de la velocidad de aire interior. Cuando la abertura de entrada es menor a la de salida, la velocidad máxima interior es mucho mayor, pero la velocidad promedio sólo es un poco mayor, comparado con áreas de abertura iguales. En cambio, cuando el área de las aberturas de entrada es mayor a las de salida, la distribución de velocidades en el recinto es mucho más uniforme.
Teniendo en cuenta estas características, se puede sugerir utilizar áreas de aberturas de entrada menores que la de salida, si se quiere obtener un flujo concentrado en un área restricta, esto es ideal en recintos donde los ocupantes estén cerca de la abertura de entrada, por ejemplo en un dormitorio donde la cama esté cerca de la ventana. En cambio, se aconseja utilizar áreas de aberturas de entrada mayores que la de salida, en salas de estar donde se necesite una mejor distribución del aire. La figura 7.18 muestra el efecto de áreas de aberturas desiguales.
Figura 7.18. Efecto del tamaño de abertura relativo en el flujo de aire
Denota la región con mayor movimiento de aire
Abertura de entrada Abertura desalida
Abertura de