Diseño de ventilación de conductos de tela.

Por Nick Kaufman Hace una década, el diseño de la estética de un sistema de ventilación expuesto en aplicaciones de techos arquitectónicos abiertos comenzó con la selección del color, el material y el método de dispersión. La suspensión o el extremo superior del sistema de ventilación era la menor preocupación estética; por lo general, era la última opción, o simplemente una ocurrencia tardía en el proceso. Después de todo, los sistemas de suspensión que consisten en anclajes, varillas roscadas, abrazaderas, cables, rieles y otros productos básicos de hardware difícilmente eran la base para un diseño interior estético.

Para los sistemas de conductos de tela, este enfoque de diseño de abajo hacia arriba ya no se aplica. En cambio, los ingenieros consultores, arquitectos y contratistas de diseño/construcción están descubriendo que el proceso de diseño casi se ha 'invertido' debido a las nuevas innovaciones de arriba a abajo que han revolucionado los sistemas de suspensión/retención, especialmente para la ventilación de conductos de tela. Estos sistemas mantienen la tela estéticamente tensa y sin arrugas. La tendencia actual es diseñar ahora sistemas de ventilación de conductos de tela literalmente de "arriba a abajo" porque la elección del sistema de suspensión/retención es muy importante para la estética y el rendimiento de todo el sistema de ventilación.

El motivo de los nuevos sistemas de suspensión. El conducto de tela no es nuevo. De hecho, se ha utilizado en edificios comerciales durante casi 40 años a nivel internacional, y ahora domina una participación de mercado del 15 al 20 por ciento del mercado de ventilación de cielo raso arquitectónico abierto de América del Norte. Las razones de su creciente popularidad incluyen el hecho de que son más rápidos de instalar, más livianos y más aerodinámicos en comparación con las categorías tradicionales de conductos en espiral, redondos y de otro tipo de metal. Tampoco necesita revestimientos potencialmente dañinos para el medio ambiente, como selladores de conductos, imprimadores de pintura, pintura y otros tratamientos de metal desnudo que contienen compuestos orgánicos volátiles (COV) que normalmente liberan gases en áreas de respiración ocupadas. Además, su diseño de ventilación lineal que normalmente se extiende por toda la longitud del conducto es superior para dispersar el aire a un ritmo más suave y uniforme que los registros de conductos de metal con corrientes de aire cada 3 m (10 pies).

Si bien el conducto de tela tiene muchas ventajas, uno de los principales inconvenientes de las iteraciones anteriores del ensamblaje era la flacidez y las arrugas inherentes al desinflarse durante los períodos de inactividad de la unidad de tratamiento de aire (AHU): la estética aerodinámica prevista parece más una pancarta que un conducto redondo. . Una preocupación relacionada era el despliegue y el movimiento que a veces era seguido por un sonido de estallido durante los arranques de AHU.

El reciente debut del sistema de tensión en conductos o dispositivos de tensión cilíndricos (CTD) por parte de los fabricantes de conductos de tela ha revertido esta preocupación. Los CTD mantienen el material tenso con una apariencia inflada y sin arrugas, independientemente de la operación de la AHU. Se pueden usar en diámetros de tela que van desde 203 a 1524 mm (8 a 60 pulg.).

La primera generación de este tipo de suspensión presentaba aros metálicos internos de 360 ​​grados cada 1,5 m (5 pies) que mantienen la redondez del conducto y minimizan la flacidez y las arrugas. Los aros livianos, que están sostenidos por cables verticales atados a una suspensión o riel de cable horizontal, mantienen el conducto de tela permanentemente abierto.

Un ejemplo de ello es la Escuela Secundaria Harry Ainlay del Sistema de Escuelas Públicas de Edmonton. El gimnasio de la escuela de 48 años tiene un sistema de conductos de tela CTD estilo aro. El sistema perimetral de 58 m (190 pies) de largo de 508 a 762 mm (20 a 30 pulgadas) de diámetro, de color plateado, no poroso, fue una solución de ingeniería de valor para el mayor gasto de instalación de conductos en espiral. conducto de metal redondo. Sin embargo, el conducto de tela ofrece más beneficios que solo precio. Los CTD de aro son una solución más estética al conducto metálico y con menor mantenimiento. A diferencia del conducto de metal, la tela no se abolla con las pelotas descarriadas y otros objetos deportivos voladores en los ambientes típicos de los gimnasios.

En el caso de Harry Ainlay, el uso frecuente de bádminton en el gimnasio provocó un sistema de estilo perimetral, que fue instalado por el contratista mecánico de Edmonton, Paragon Ventilation, con la asistencia técnica del representante del fabricante local. (Edmonton's Ameresco Consulting fue el diseñador de HVAC para el proyecto.) Las ventilaciones lineales, que consisten en orificios de 31,75 mm (1 1⁄4 pulg.) con una separación de 51 mm (2 pulg.) (de centro a centro), corren toda la longitud de la ubicación de las 6:00 del fondo del conducto. Este posicionamiento arroja el aire hacia abajo, en lugar de hacia afuera, lo que podría perturbar el vuelo de los ligeros volantes de bádminton durante los tiempos de ejecución del manejo del aire. El conducto de metal con registros muy probablemente habría creado demasiada turbulencia de descarga de aire.

Nuevas generaciones de CTD La segunda generación de CTD presentaba un soporte cilíndrico de 360 ​​grados unido a una columna esquelética central con un dispositivo de trinquete tensor. En lugar de solo los aros internos, apretar la tuerca ajustable en campo accesible en la columna de tensión de 1,8 m (6 pies) de largo separa los aros de soporte delantero y trasero. Esto no solo mantiene una apariencia inflada, sino que también suaviza la tela para eliminar cualquier arruga, dando así una apariencia aerodinámica.

Otro complejo deportivo en Saskatchewan, Martensville Field House (ubicado en las afueras de Saskatoon), utiliza el estilo ajustable en campo de CTD para mantener un sistema de conductos de tela de apariencia elegante, que fue diseñado por Associated Engineering (Saskatoon) e instalado por Modern Niagara (Martensville ).

El sistema perimetral de 204 m (670 pies) de largo comienza y termina en una caída plenum de techo de metal que distribuye 20 388 m3/h (12 000 cfm) cada uno a la derecha y a la izquierda de 1016 mm (40 in) de diámetro, no -Corridas de tela blanca porosa. Los respiraderos modelados por computadora y cortados con láser personalizados tienen 12, 19 y 25 mm (1⁄2, 3⁄4 y 1 pulg.) de diámetro. Están dispuestos linealmente en arreglos que van desde las 4:00 hasta las 8:00 en el fondo del conducto. Los orificios más pequeños y más grandes dispersan el aire hacia los asientos más altos y más bajos, respectivamente, para transmitir una distribución uniforme del aire a los espectadores, independientemente de su altura en las gradas.

La tercera generación de CTD es una solución de ingeniería de valor que emplea una combinación de cestas tensoras y aros internos para soportar, agilizar y tensar el sistema de tejido. El sistema está suspendido de un cable de tensión o de un sistema de suspensión de rieles. Los bloqueos tensores, que están unidos a las canastas tensoras y al sistema de suspensión, se ajustan manualmente para estirar y bloquear la tela externamente en una apariencia tensa y suave.

Los tensores, que comprenden dos anillos universales de 360 ​​grados de múltiples radios separados por un tubo de conexión de aluminio, se colocan en múltiples ubicaciones en todo el sistema, generalmente ubicados en los extremos opuestos de las secciones de tela y en puntos intermedios para longitudes extendidas. Las longitudes máximas de las secciones tensadas son 12,2 m (40 pies). Los aros internos instalados de fábrica están espaciados cada 1,5 m (5 pies) para eliminar la caída de longitud media.

Si bien muchos fabricantes de conductos de tela ofrecen garantías estándar de hasta una década en la tela instalada con los sistemas de suspensión de estilo antiguo, los nuevos sistemas de suspensión/retención tienen garantías extendidas de hasta 20 años, según la tela y el fabricante. La tela es de la misma calidad, pero la eliminación de cientos (a veces miles) de ciclos de movimiento de inflado/desinflado elimina la fatiga de la tela, porque el material permanece en una posición estática durante todo su ciclo de vida.

Cómo diseñar de arriba hacia abajoComo los sistemas de suspensión/retención han cambiado el diseño de los conductos de tela, estos sistemas ahora deben usar el siguiente proceso de selección cronológica:

Un ejemplo de elegir el sistema de suspensión primero por estética, frente a otras opciones, es la nueva instalación en Drummondville, Que., de un destacado proveedor internacional de productos para techos, impermeabilizantes y barreras de aire/vapor. La compañía planea fabricar paneles aislantes para paredes y techos en el nuevo edificio de 22 300 m2 (240 000 pies cuadrados). La distribución de aire de la tela se eligió por el potencial de instalación/ahorro de mano de obra y su peso ligero, y luego se agregó un CTD que tensa la tela para una estética aerodinámica.

El proyecto de diseño/construcción de la firma local Aeronergie se cambió en el último momento del conducto de metal en espiral especificado anteriormente porque se consideró que el conducto de tela era más beneficioso que una configuración tradicional para el proyecto, explicó el presidente del consultor de ventilación industrial, Carl Binette.

"Estéticamente, las líneas limpias y la apariencia aerodinámica del conducto de tela siempre han demostrado su superioridad sobre las nervaduras y los difusores sobresalientes de metal en espiral durante el funcionamiento de la AHU", explicó. "Cuando las AHU están inactivas, el sistema de tensión en el conducto ayuda a que la tela redonda mantenga una apariencia inflada, en lugar de combarse o arrugarse en el conducto de tela que no está soportado internamente".

Los dos tramos de color gris de 61 m (200 pies) de largo y 1524 mm (60 pulgadas) de diámetro se instalaron en menos de tres días. Se especificó tejido poroso frente a no poroso para mejorar la dispersión del aire y el confort del aire interior. La porosidad diseñada en fábrica generalmente equivale a un 15 por ciento de flujo de aire a través del tejido del conducto de tela, mientras que el 85 por ciento restante fluye a través de las rejillas de ventilación lineales.

La selección de conductos de tela también ayudó a que el propietario de la instalación buscara créditos para su solicitud como edificio con certificación de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED).

Para cualquier posible proyecto LEED, las consideraciones de los conductos de tela incluyen:

Otro proyecto de Aeroenergie es el Pat Burns Arena de $8.9 millones en Stanstead, Que. La pista de última generación ofrece asientos para espectadores para más de 500 y ofrece distribución de aire desde unidades de recuperación de energía que alimentan el primer sistema de conductos de tela estilo CTD de Québec. El equipo de diseño de la arena también incluyó al ingeniero consultor, Patrick Bourget ing., Dupras Ledoux ingenieurs (Montréal) y al contratista mecánico, Sylvain Duquesne Ventilation GR Inc. (Laval, Que.).

El conducto textil fue diseñado en fábrica para dispersar el aire acondicionado de manera uniforme y sin corrientes de aire desde cuatro filas de orificios de ventilación lineales de diámetro pequeño, de 16 a 25 mm (5⁄8 a 1 pulgada), que abarcan toda la longitud del conducto a 6: 30, 7:15, 8:15 y 9:00 posiciones diseñadas en fábrica. El conducto textil de 813 mm (32 in) de diámetro pasa a un diámetro reducido de 610 mm (24 in) a mitad de camino desde los orígenes de la pared de la sala mecánica hacia el lado opuesto de la arena.

El sistema CTD mantiene el conducto textil estéticamente tenso las 24 horas del día, los 7 días de la semana, mientras mantiene a los espectadores en un 40 por ciento de humedad relativa (HR) y cómodo, según los estándares de la arena de hockey, con un punto de ajuste de temperatura de 14 C (58 F).

El conducto textil también debería ahorrar costos de mantenimiento de la arena en comparación con el metal, ya que no puede abollarse con discos de hockey rebeldes, no necesita reaplicaciones costosas y tóxicas de recubrimientos anticorrosivos, y puede lavarse comercialmente para eliminar contaminantes y mantener una calidad de aire interior óptima ( CAI). Otro ahorro de costes es el de la energía (debido a las temperaturas uniformes de la dispersión del aire en las zonas de espectadores y de patinaje), lo que se traduce en una reducción de los tiempos de funcionamiento de los equipos mecánicos de climatización.

Conclusión La creciente sofisticación del diseño actual de suspensión de ductos de tela requiere pasos de especificación decididamente diferentes a los sistemas de hace una década. Los fabricantes de conductos de tela pueden ser fundamentales para ayudar a los especificadores y contratistas de diseño/construcción a especificar el sistema que mejor se adapte a la estética, el rendimiento y el presupuesto de la aplicación.

Nick Kaufmann, LEED AP, es director de fabricación e ingeniería de DuctSox Corp., un fabricante de conductos/accesorios de tela. Con 21 años de experiencia en la industria HVAC/R, es miembro de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) y posee cuatro patentes relacionadas con HVAC sobre flujo de aire, ajuste de flujo de aire e in- Sistemas de tensado de conductos para conductos textiles. Se puede contactar a Kaufmann en [email protected].