Las instalaciones mecánicas comprenden el conjunto de instalaciones, obras, equipos y/o ductería que se incorpora a la edificación para el traslado vertical de los usuarios (ascensores); para mantener por medios mecánicos las condiciones ambientales y la renovación del aire (aire acondicionado y ventilación forzada) y otros requerimientos dinámicos de la edificación (motores de puertas). El uso adecuado de estas instalaciones debe tomar en cuenta los horarios de uso, las características de las actividades y el número de usuarios.

Se debe adaptar el diseño, la ubicación y la selección de los equipos de ascensores y/o montacargas a las necesidades de uso de la edificación bajo una óptica de funcionalidad y eficiencia energética. Esto es importante pues en muchos casos los edificios se diseñan suponiendo un nivel de ocupación notablemente superior o inferior al uso real. En términos generales los ascensores deben manejar alrededor de un 12% de la población del edificio en sólo cinco minutos.

Figura 115 Dotación de unidades de ascensores en función al uso y horario de ocupación Fuente: www. acae.es/acae1/t/tke1/tke1.html

La automatización permite establecer programas de funcionamiento de acuerdo a las necesidades de uso y evita los picos de demanda, lo cual ocurre cuando varios ascensores arrancan al mismo tiempo. También controla el uso durante los períodos de baja demanda (horas nocturnas, fines de semana y días de asueto).

Figura 116 Programe los tiempos de arranque y abertura de los ascensores Fuente: www. acae.es/acae1/t/tke1/tke1.html

Existen modelos de ascensores basados en sistemas eficientes energéticamente, tales como los de velocidad variable y controles mediante tiristores (scr), u otras tecnologías adecuadas a los requerimientos de uso. La inversión inicial en estos equipos puede ser importante pero puede justificarse por su impacto en el ahorro energético y en los costos de funcionamiento de las edificaciones durante su ciclo de vida.

Las nuevas tecnologías de ventanas, cristales y marcos (ver Ventanas y otras aberturas, pág. 77) no sólo reducen los picos de demanda eléctrica y los costos económicos anuales de electricidad, sino que influyen en la reducción del tamaño del sistema de aire acondicionado y en la disminución en la emisión de gases al ambiente.
Los requerimientos de cargas de enfriamiento determinan la potencia del equipo, y tamaño de ventiladores, bombas, ductos y del resto de las instalaciones, por lo cual se disminuyen los costos iniciales de inversión, además de disminuir los costos por uso y mantenimiento del sistema de aire acondicionado de la edificación.

Gráfico 16 Requerimientos de potencia total del sistema de aire acondicionado con vidrios dobles claros y espectralmente selectivos (fuente: DOE Building America Program / National Renewable Energy Laboratory)

La eficiencia de uso de los sistemas de aire acondicionado en Venezuela generalmente se expresa en m2/ton, equivalente al área de construcción acondicionada por tonelada de refrigeración instalada. Es común conseguir edificaciones que trabajan con índices de 20 m2/ton, mientras que en otros países, en los cuales se aplican adecuadas normas energéticas, se logra diseñar edificaciones con índices de aproximadamente 40 m2/ ton.

Es aconsejable realizar un estudio técnico y económico de las diferentes ofertas del mercado en sistemas de aire acondicionados, que incluya: costo inicial, costo de uso y mantenimiento, potencia, consumo eléctrico, impacto ambiental, etiquetado de eficiencia, garantías, uso de fluidos contaminantes, etc.

Otros aspectos a considerar acerca de la instalación para lograr su óptimo rendimiento son: condiciones generales de la acometida eléctrica, ubicación del sistema de aire acondicionado y protección de la radiación solar directa.

Este rango de temperatura es adecuado como temperatura de diseño y funcionamiento para el sistema de acondicionamiento activo. Por debajo de las temperaturas de las franjas de confort de uso internacional se requiere más potencia del sistema de aire acondicionado. Es importante resaltar que por cada grado °C por debajo de estas temperaturas, el sistema de aire acondicionado consume aproximadamente 3% más de energía.

Para sistemas de acondicionamiento central, según el tamaño y uso de la edificación, son recomendables sistemas que permitan una atención individual a cada ambiente o grupos de ambientes, de acuerdo a sus exigencias particulares; estos sistemas deben posibilitar un uso más racional de acuerdo a las tareas, horarios de uso y cantidad de personas de los diferentes espacios.

Es recomendable sectorizar la edificación en función de las actividades y horarios de ocupación de los espacios, para así acondicionar cada sector por medio de sistemas centrales de aire acondicionado.Se pueden reducir los flujos de aire acondicionado en ambientes de baja ocupación como por ejemplo, pasillos de circulación, hall de ascensores, accesos, depósitos, etc.

Es importante disponer de equipos de aire acondicionado independientes en los espacios de usos eventuales, como por ejemplo salas de usos múltiples, anfiteatros, salas de conferencia y ciertas oficinas gerenciales. De esta manera se racionaliza el consumo de energía en áreas desocupadas y el sistema central trabaja más eficientemente al verse aliviado de estas cargas térmicas de usos temporales.

Figura 117 Ejemplos de diferentes componentes de sistemas de aire acondicionado (fuente: www.almaluz.com/catalogo/)

Se debe aprovechar la luz natural, proteger la edificación de la radiación solar, e incorporar instalaciones, equipos y accesorios energéticamente eficientes, los cuales producen menos calor, para reducir así las exigencias al sistema de aire acondicionado. Por cada kW ahorrado en el sistema de iluminación se reduce la capacidad del sistema de aire acondicionado en aproximadamente 0,28 toneladas de refrigeración.

La calidad en el diseño y en la construcción es un factor clave para la racionalidad energética. Durante la construcción se deben disponer las instalaciones y equipos del sistema de aire acondicionado de acuerdo con las indicaciones del proyecto: potencia de los equipos, tamaño y trayectoria de la ductería, tamaño y ubicación de las rejillas, etiquetado de eficiencia energética de los equipos y otras especificidades.
Deben evitarse infiltraciones a través de los ductos de suministro del aire, así como a través de las ventanas y los marcos que conforman los cerramientos de la edificación.

El sistema de ventilación forzada generalmente se diseña para un determinado nivel de ocupación máximo que en general sólo ocurre durante un corto período. Esa posible sobre-estimación del número de ocupantes conduce a un sobre-diseño del sistema de inyección de aire fresco, lo cual afecta notablemente la capacidad y consumo energético del sistema. Debe resaltarse que generalmente se recomienda que la extracción sea inferior a la inyección, esto para que la edificación sea presurizada positivamente reduciendo así posibles infiltraciones.

Un método económico para renovar el aire es la utilización de ventiladores para estimular el movimiento del aire en ambientes acondicionados en forma natural. Un ventilador de techo puede contribuir de manera determinante a mejorar el confort térmico de los espacios. Los ventiladores presentan bajo consumo de energía, son económicos y no producen emisiones de gases al ambiente.

En la combinación de un buen diseño que incluya protecciones solares y aberturas, los ventiladores pueden contribuir con el adecuado refrescamiento de las viviendas y espacios acondicionados en forma pasiva en países de clima tropicales como el de Venezuela.
Son artefactos que por su bajo consumo o potencia no requieren una instalación especial. Sin embargo, como norma de seguridad, deben poseer un enchufe con conexión a tierra. Al usar alargador de corriente es importante recordar que también debe poseer conexión a tierra.

Figura 118 Ejemplo de diversos modelos de ventilador Fuente: www.almaluz.com/catalogo/