CLIMATIZACIÓN DE UN CENTRO COMERCIAL UBICADO EN TOLEDO Autor: Cartas Verdugo, Sara Director: Hernández Bote, Juan Antonio Entidad Colaboradora: ICAI-Universidad Pontificia Comillas RESUMEN DEL PROYECTO El objetivo de este proyecto es definir la instalación y justificar la ventilación y climatización de un Centro Comercial situado en Toledo. En primer lugar se tienen en cuenta las características constructivas del edificio, así como las condiciones exteriores en las que se encuentra ubicado. Es decir, se determinan las condiciones climatológicas (Temperatura seca, temperatura húmeda y humedad) tanto en régimen de verano como de invierno; la ubicación del Centro Comercial (Altitud y Latitud); y la orientación de las respectivas fachadas. Debe conocerse a priori la distribución de los distintos locales del edificio que se desean climatizar y los coeficientes de transmisión de muros, tabiques y acristalamientos. En el caso de estudio se climatizarán las zonas comunes denominadas Mall y los locales comerciales privativos. El Centro Comercial posee una superficie de 59.592 m 2 distribuidos entre la Planta Primera, Planta Baja y Entreplanta, en las cuales se observa similitud en la distribución de los locales. Dichas plantas están destinadas a Galería Comercial para pequeño y mediano comercio, localizándose una zona de Hipermercado y área de ocio para Restaurantes en la zona Este del Edificio. Además dispone de cuatro zonas de aparcamiento, dos de ellas subterráneas y otras dos sobre la superficie del terreno. Debe tenerse en cuenta las condiciones interiores del edificio en función de su aplicación, de su ocupación e iluminación. La ASHRAE ratifica unos valores de 25ᵒ de temperatura y 50% de humedad en régimen de verano, y una temperatura de 22ᵒ y 50% de humedad en régimen de invierno. En segundo lugar se realiza el cálculo de las cargas térmicas en las condiciones más desfavorables, tanto en verano como en invierno, que se dan en los distintos locales comerciales privativos. Esta información permite al usuario en cuestión conocer qué
tipo de climatizador debe instalar para compensar dichas cargas. Además de los locales comerciales, también se ha llevado a cabo el cálculo de las ganancias y pérdidas de calor de las zonas comunes y del área de ocio destinado a restaurantes. El estudio de las cargas térmicas en las condiciones más desfavorables no se lleva a cabo de la misma manera en verano que en invierno. En verano pueden distinguirse las cargas externas e internas. Las cargas externas son debidas a la radiación solar a través de superficies de vidrio y a la ganancia solar y transmisión a través de muros y techos. Las cargas interiores son debidas a la ocupación, la iluminación y los equipos utilizados en el edificio. En cuanto a invierno, solo se contabilizan las cargas exteriores dado que las cargas interiores suponen una ganancia de calor en el total de las cargas. Una contribución de las mismas en el cálculo total supondría no evaluar las cargas térmicas en las condiciones más desfavorables. Las pérdidas de calor con el exterior son debidas a la transmisión a través de paredes, techos y cristales y a la infiltración del aire exterior a través de ventanas y puertas. En tercer lugar se lleva a cabo la elección de equipos en función de las cargas térmicas resultantes. En el caso de estudio todos los locales comerciales se dotarán de climatizadores tipo fan-coils, sin embargo la determinación de un equipo determinado no es objeto de estudio del proyecto, sino del usuario en cuestión. La producción de frío y calor se llevará a cabo mediante 10 enfriadoras de agua de 1.175kW y 3 calderas de gas de 900kW. Posteriormente se diseña la red de tuberías y se determina el cálculo de los diámetros de las mismas en función del caudal que atraviesa. El objetivo de la red de tuberías es transportar el fluido desde la producción de frio o calor hasta la unidad terminal ubicada en cada local. Para el transporte de agua hasta la producción de frio y calor se ha dotado a la instalación de bombas dobles y simples de tipo centrífugo con rotor húmedo. En el caso de estudio se lleva a cabo un sistema de distribución de cuatro tubos, es decir, dos tuberías independientes se emplean tanto para la impulsión como para el retorno, una de ellas transporta el agua fría y la otra el agua caliente. De esta manera obtenemos dos circuitos independientes de frio y calor satisfaciendo las cargas térmicas
de los distintos locales. El material de las tuberías será de acero DIN 2440 y DIN 2448, sin superar en ningún caso una pérdida de carga de 30 mmca/ml y una velocidad del fluido de 2 m/s. En la sección Planos de la Memoria Descriptiva se encuentran los planos correspondientes a la red de tuberías de agua fría y agua caliente, de impulsión y de retorno, tanto de la planta baja como de la planta primera. Seguidamente, se diseña la red de conductos para una correcta distribución del aire en las zonas comunes, denominadas Mall. El dimensionamiento de los mismos se ha llevado a cabo mediante el método de pérdida de carga por rozamiento constante de manera que en ningún caso debe superarse una pérdida de carga de 1.2 mmca/ml y una velocidad del aire de 12 m/s. Estos conductos serán de chapa de acero galvanizada de espesor perceptivo con protección de chapa de aluminio. El aire transportado a través de los conductos tiene como destino los distintos difusores localizados en el Mall. Estos difusores son de tipo circular plano de conos múltiples cuyas características se presentan en la siguiente memoria. Los difusores se implantan equidistantes entre sí de manera que entre un difusor y el siguiente hay una distancia aproximada de 6 m. En la presente Memoria se localizan los planos correspondientes a la distribución de aire en las zonas comunes tanto de la planta baja como de la planta primera. Además se instalan válvulas y accesorios para la regulación del fluido a través de tuberías y conductos. Se instalan válvulas de equilibrado, válvulas de mariposa y válvulas de esfera. La elección tanto de equipos como de válvulas y accesorios se ha extraído de los catálogos que pueden encontrarse en el Anexo de la Memoria Descriptiva. Los sistemas de control de los diversos equipos de climatización y ventilación se efectúan de forma centralizada, de esta manera se puede conocer el estado de cada equipo así como realizar órdenes de funcionamiento sobre los mismos. Este sistema centralizado es un complemento a los controles manuales y automáticos de los que disponen cada uno de los equipos. Por último se ha realizado el presupuesto correspondiente a los equipos necesarios para la instalación de climatización correspondiente utilizando los catálogos que aparecen en
el Anexo junto con el precio que se encuentra ahora mismo en el mercado. Se ha obtenido una cantidad de 4.423.656,02. A esta cantidad habría que añadir el coste que supone el montaje de la instalación. Madrid, a 18 de Junio de 2015
AIR CONDITIONING OF A SHOPPING CENTRE IN TOLEDO Author: Cartas Verdugo, Sara Director: Hernández Bote, Juan Antonio Collaborating Organization: ICAI-Universidad Pontificia Comillas PROJECT SUMMARY The aim of this Project is to define and justify the installation of ventilation and air conditioning of a Shopping Mall located in Toledo. First of all, the structural characteristics of the building and the external conditions in which it is located must be taken into account. That is, the weather conditions (dry temperature, humid temperature and humidity) are a determining factor for summer as much as for winter; the Shopping Centre location (latitude and altitude); and the orientation of the respective front of the building. Also, one must take note of the distribution of the different rooms in the building that is to be acclimatized, and the transmission coefficients of walls and glazing. In the case study, the common areas, called Mall, and the property business premises will be acclimatized. The Shopping Centre has an area of 59.592 m 2 distributed between the first floor, the ground floor and the mezzanine, where the distribution of the premises are similar. These floors are designed within the Shopping Centre for small and medium business, and a localized area for restaurants in the East building. It also has four parking areas, two underground and two above the ground surface. We have to take into account the inside conditions of the building according to their application, occupation and lighting. ASHRAE ratify a temperature of 25 and 50% of humidity in the summer, and 22 temperature and 50% of humidity in the winter. Secondly, we have to calculate the thermal loads in the most unfavourable conditions that we can find in the private property of the commercial area, in summer so much as in winter. This information allows the user to know what kind of air conditioning must be installed to offset these loads. In addition to the stores, there is also a calculation of heat gains and losses in the Mall and leisure area destined to restaurants.
The study of the thermal loads in the most unfavourable conditions does not take place in the same way in summer as it does in winter. In the summer we can distinguish external and internal loads. On the one hand, external loads are due to sunlight through glass surfaces and transmission through wall and ceilings. On the other hand, internal loads are due to occupation, lighting and equipment used in the building. As for in the winter, only external loads are accounted for since the internal charges represent a gain in the total heat loads. Taking this into account in the total calculation would not evaluate the thermal loads under the most unfavourable conditions. The heat losses to the outside are due to transmission through walls, ceilings, crystals and outdoor air infiltration through windows and doors. Thirdly, we have to choose the equipment according to the total thermal loads. In the present case study, all commercial premises will be equipped with air conditions like fan-coil, but the determination of any particular equipment will lie in the hands of the user. The production of cold and heat is carried out by 10 water chillers (1175kW each one) and 3 gas boiler (900kW each one). Subsequently, the pipes system is designed and the diameters of the pipes are calculated depending on the flow. The aim of the pipe system is to transport fluid from the production of heat or cold to the terminal unit located in each premise. In order to transport water to the production of cold and heat this was achieved through the installation of single and double centrifugal pumps with wet rotor. In this case study, there is an analysis of a distribution of four tubes systems, that is, two separate pipes which are used for both drive and return to, one carrying cold water and one hot water. In this way we obtain two independent circuits of hot and cold counteracting the thermal loads of different areas. The material used is steel pipes DIN 2440 and DIN 2448, without in any case exceeding a pressure drop of 30 mmca/ml and a flow velocity of 2 m / s. In the "Drawing" section of the Descriptive Memory we can find the draws pipe system cold water pipes and hot water impulsion and return, both the ground floor and the first floor flat.
Consequently, the air duct system is designed for a good air distribution in the Mall. The sizing has been carried out by the method of constant pressure drop by friction so that in any case it must overcome a pressure drop of 1.2 mmca/ ml and an air velocity of 12 m / s. These ducts shall be of galvanized steel perceptive thick aluminum sheet protection. The air transport through the ducts is destined to reach the different diffusers located in the Mall. These diffusers are flat circular types of multiple cones whose characteristics are presented in the following specification. The diffusers are implanted equally spaced so that between one diffuser and the next there is a distance of approximately 6 m. In the report, one can find the draws of air distribution in common areas on the ground floor and the first floor flat. In addition, valves and fittings for fluid regulation are installed through pipes and ducts systems. Also, balancing valves, butterfly valves and ball valves have been installed. The choice of both equipment and valves and fittings is taken from catalogs that can be found in the Annex to the report. The control systems of the various air conditioning and ventilation equipment are made centrally, so one can verify the status of each team as well as place orders operating on them. This centralized system is a supplement to the manual and automatic system that the equipment has. Finally, there is also a budget for the equipment needed for the installation of air conditioning using the corresponding catalogs listed in the Annex along with the current market price. The total amount obtained is 4,423,656.02. To this amount one should add the cost of building and putting together the installation. Madrid, a 18 de Junio de 2015