CLIMATIZACIÓN DE DOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN MADRID

Transcripción

1 CLIMATIZACIÓN DE DOS EDIFICIOS DE OFICINAS EN MADRID Autor: Villán Quílez, Alfonso Director: Martín Serrano, Javier Entidad colaboradora: Universidad Pontificia de Comillas ICAI. del Proyecto El objetivo de este proyecto es el de realizar el diseño completo de los sistemas de climatización de los edificios nº1 y 2, Kenia y Múnich, del Parque Empresarial San Fernando emplazado en la Av. Castilla nº2 de San Fernando de Henares, de acuerdo a las condiciones técnicas y legales a las que estará sujeta dicha instalación. La secuencia de los pasos seguidos para la realización del presente proyecto es la siguiente: En primer lugar analizamos cómo las características y el emplazamiento de nuestros edificios afectan a las cargas a las que se verán sometidos. Ambos edificios constan de tres alturas más una cubierta, la cual aprovechamos para ubicar nuestros equipos de calderas, climatizadores, bombas y enfriadoras de agua. Así mismo destacar que se trata de dos edificios fuertemente acristalados, por lo que las cargas derivadas de la radiación solar serán críticas. Este problema estará especialmente acentuado en el caso del edificio Kenia, cuya orientación oeste hace que su fachada principal quede expuesta a la radiación solar en el momento de mayor intensidad de la misma. Por otra parte, también debemos de tener en cuenta que ambos edificios estarán destinados a oficinas, a excepción de un local en el edificio Kenia, cuyo uso será comercial y al que sólo hemos dotado de la preinstalación necesaria para su acondicionamiento futuro. Como particularidad de estos edificios, decir que ambos están compuestos de plantas diáfanas, por lo que hemos debido fraccionar las mimas en módulos con un doble objetivo: El primero, es el de poder calcular correctamente la variación de carga que se produce entre una fachada y la otra a lo largo del día, a consecuencia de la variación de la posición solar. PFC Página 1

2 El segundo, el de poder garantizar un correcto funcionamiento del sistema en el caso, previsible, de que en un futuro se decida segmentar las plantas en pequeñas oficinas. También hemos tenido presentes a la hora de desarrollar el proyecto los datos de temperatura y humedad relativa, propios de la región climática de Madrid, así como de las características constructivas de nuestros edificios. Para el cálculo de las cargas térmicas de verano a las que se ve expuesto nuestro edificio: transmisión, radiación, ocupación, equipos e iluminación, hemos empleado el manual Carrier, realizando el cálculo para el momento de carga máxima de cada modulo. No se han tenido en cuenta las cargas debidas a infiltraciones, puesto que hemos proyectado la ventilación del edificio de manera que generemos una sobrepresión en el mismo, que hará que el aire se vea expulsado hacia el exterior, evitando infiltraciones. Para el caso de las pérdidas de invierno hemos tenido en cuenta el caso más desfavorable posible, que correspondería con el de un día nublado de febrero, a las ocho de la mañana. Para este cálculo sólo se tiene en cuenta las pérdidas por conducción, puesto que las cargas de radiación, iluminación y equipos, si bien jugarían a nuestro favor no son factores ni constantes ni seguros. Una vez obtenidos las cargas para cada módulo, hemos procedido a la selección de los equipos. En nuestro caso, y debido a la baja carga de cada módulo, nos hemos decantado por el uso de Fan-Coils, proyectando la instalación de 140 en el edificio Kenia y 276 en el edificio Múnich, complementados por sendos climatizadores del aire primario, que se encargarán de pre-tratar el caudal de ventilación de cada edificio. Para el dimensionamiento de dichos climatizadores de aire primario hemos empleado un ábaco psicométrico, a fin de determinar la carga que supone el llevar el caudal de aire de ventilación desde las condiciones exteriores a las condiciones neutras con las que lo introducimos en nuestro edificio. Con los equipos de Fan-Coils ya seleccionados, hemos procedido a su ubicación sobre plano, para el posterior trazado de las redes de conductos y tuberías, los cuales hemos dimensionado según la demanda que debían satisfacer, así como en cumplimiento de criterios de eficiencia energética y de sonoridad. PFC Página 2

3 Para el caso de los conductos de ventilación hemos trazado una red que satisfaga las necesidades de ventilación recogidas en el Rite, suministrando el caudal de aire proporcional a cada módulo en las proximidades del Fan-Coil del mismo. Además hemos proyectado la extracción del aire en una única toma por bajante, estado la misma emplazada en las proximidades de dicha bajante. De forma paralela realizaremos la extracción de aire necesaria en los aseos, a fin de garantizar la correcta renovación del aire en los mismos. Una vez conocidos los caudales necesarios, así como las pérdidas que se dan en nuestros circuitos, tanto de aire como de agua, hemos dimensionado adecuadamente las bombas y ventiladores necesarios para el correcto funcionamiento del sistema. De forma análoga hemos seleccionado los equipos de enfriamiento de agua, así como las calderas, a fin de satisfacer las necesidades de la instalación en el momento de carga máxima. Finalmente hemos procedido a la elaboración del presupuesto de nuestra instalación, el cual asciende a la cifra de ,33 para el edificio Kenia y a la de ,35 para el edificio Múnich, suponiendo un total de ,68. Madrid, Mayo 2011 PFC Página 3

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5 AIR CONDITIONING OF TWO OFFICE BUILDIINGS IN MADRID Author: Villán Quílez, Alfonso Director: Martín Serrano, Javier Collaborating Institution: Universidad Pontificia de Comillas ICAI. Project Summary The objective of this project is to design the air conditioning systems for the buildings nº 1 and nº 2, Kenia and Munich of the San Fernando business area in San Fernando de Henares, Madrid. In order to do so we shall regard all the concerning laws and technical parameters. We have followed the next steps in order to complete this project: First, we have analyzed how the technical parameters of the buildings and their locations affect the heat loads to which the buildings will be exposed. Both buildings are four flours high, including the buildings tops in which we will locate several equipment, such as: heaters, pumps, water coolers and air handling units. It is worth mentioning that both our buildings are heavily glazed, therefore the loads due to radiation will be critical for our projects, especially in the case of the Kenia building whose main façade is pointing west, and therefore it will be exposed to the largest amount of solar radiation. We shall also take in account that both buildings will be used as offices, excluding half of the Kenia Building s street level, which will have a commercial use. We will not design the air conditioning for this part of the building, but we will provide the required pre-installation for a future system. Another of the key characteristic of these buildings is that the owners will receive them with no inner walls, apart from the buildings cores in which the elevators, rest-rooms and other service areas are located. Therefore, for our study, we will divide them into smaller cells with a double purpose: PFC Página 5

6 The first one is to be able to calculate correctly the heat loads throughout the buildings; this is so because the areas of greater load vary over time due the variation of the sun s position. The second one is order to able to provide a system that will continue to be useful in the eventuality of the future owners dividing the flours into smaller offices, which is very likely to happen. We have also taken in account the usual weather parameters of temperature, and air humidity for the area in which our buildings are located, both for summer and winter. In order to calculate the heat loads to which our buildings are exposed we have used the Carrier manual, performing all the necessary calculations at the moment of greater load for each cell. There is no need to take in account the heat charge due to the air infiltrations as we have designed our ventilation system to generate an over pressure in the building, by extracting around half a volume per hour less that the volume of air that we impulse into our buildings. For the winter loads, we have had to keep in mind that our system must be able to heat up the building in the worst case scenario, that would be on a cloudy day of February at 8 O clock when there is no sun radiation, nor occupation, equipment or illumination (all of which would have accounted on our favor), therefore we must calculate our system in order to beat the loses due to heat transfer. Once we had all the heat loads and loses, we have chosen which equips to use. In this case we have decided to use Fan-Coils throughout the buildings, requiring 140 of them for the Kenia building and 276 for the Munich building, both supported by two air handling units (one for each building), that will deal for the loads coming from the ventilation system. The air handling units have been dimensioned through the use of a psychometric chart, which we have used to calculate the energy that we need in order to change the temperature and humidity of the outside air into the parameters of the inside. After dimensioning our Fan-Coils we have positioned them on our blueprints, later we have sketched our water pipes and air ducts, we have dimensioned both tanking in account the demand that they will have to cover and other criteria, such as energy efficiency an acoustic parameters. PFC Página 6

7 For the case of the air ducts, we have sized them in order to meet the ventilation requirements of the Rite, delivering air to each cell within the proximities of the Fan-Coils. We located the air extractions close to the main duct lines and also dimensioned the extractions required by the rest-rooms. Once we had our water and air flow rates and loses throughout their circuits, we have chosen the proper water pumps and fans. In a similar way we have also dimensioned the rest of the equipment, such as the heaters and cold-water generators, so that they can deal with maximum load of our buildings. Finally we have calculated the budget for the system, which amounts to 426, for the Kenia Building and 678, for the Munich building, adding a total of 1,105,695.68, plus VAT, four our project. PFC Página 7