ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Especialidad Mecánica
CLIMATIZACIÓN DE UN CENTRO ACUÁTICO
EN GRANADA
Autor: Ana Pérez Blasco
Director: Javier Martín Serrano
Madrid
AUTORIZACIÓN PARA LA DIGITALIZACIÓN, DEPÓSITO Y DIVULGACIÓN EN RED DE PROYECTOS FIN DE GRADO, FIN DE MÁSTER, TESINAS O MEMORIAS DE BACHILLERATO
1º. Declaración de la autoría y acreditación de la misma.
El autor Dña. Ana Pérez Blasco
DECLARA ser el titular de los derechos de propiedad intelectual de la obra:
CLIMATIZACIÓN DE UN CENTRO ACUÁTICO EN GRANADA, que ésta es una obra
original, y que ostenta la condición de autor en el sentido que otorga la Ley de Propiedad Intelectual.
2º. Objeto y fines de la cesión.
Con el fin de dar la máxima difusión a la obra citada a través del Repositorio institucional de la Universidad, el autor CEDE a la Universidad Pontificia Comillas, de forma gratuita y no exclusiva, por el máximo plazo legal y con ámbito universal, los derechos de digitalización, de archivo, de reproducción, de distribución y de comunicación pública, incluido el derecho de puesta a disposición electrónica, tal y como se describen en la Ley de Propiedad Intelectual. El derecho de transformación se cede a los únicos efectos de lo dispuesto en la letra a) del apartado siguiente.
3º. Condiciones de la cesión y acceso
Sin perjuicio de la titularidad de la obra, que sigue correspondiendo a su autor, la cesión de derechos contemplada en esta licencia habilita para:
a) Transformarla con el fin de adaptarla a cualquier tecnología que permita incorporarla a internet y hacerla accesible; incorporar metadatos para realizar el registro de la obra e incorporar “marcas de agua” o cualquier otro sistema de seguridad o de protección.
b) Reproducirla en un soporte digital para su incorporación a una base de datos electrónica, incluyendo el derecho de reproducir y almacenar la obra en servidores, a los efectos de garantizar su seguridad, conservación y preservar el formato.
c) Comunicarla, por defecto, a través de un archivo institucional abierto, accesible de modo libre y gratuito a través de internet.
d) Cualquier otra forma de acceso (restringido, embargado, cerrado) deberá solicitarse expresamente y obedecer a causas justificadas.
e) Asignar por defecto a estos trabajos una licencia Creative Commons. f) Asignar por defecto a estos trabajos un HANDLE (URL persistente).
4º. Derechos del autor.
El autor, en tanto que titular de una obra tiene derecho a:
a) Que la Universidad identifique claramente su nombre como autor de la misma
b) Comunicar y dar publicidad a la obra en la versión que ceda y en otras posteriores a través de cualquier medio.
c) Solicitar la retirada de la obra del repositorio por causa justificada.
d) Recibir notificación fehaciente de cualquier reclamación que puedan formular terceras personas en relación con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos de propiedad intelectual sobre ella.
5º. Deberes del autor.
El autor se compromete a:
a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningún derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.
b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la intimidad y a la imagen de terceros.
c) Asumir toda reclamación o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daños, que pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e intereses a causa de la cesión.
d) Asumir la responsabilidad en el caso de que las instituciones fueran condenadas por infracción de derechos derivada de las obras objeto de la cesión.
6º. Fines y funcionamiento del Repositorio Institucional.
La obra se pondrá a disposición de los usuarios para que hagan de ella un uso justo y respetuoso con los derechos del autor, según lo permitido por la legislación aplicable, y con fines de estudio, investigación, o cualquier otro fin lícito. Con dicha finalidad, la Universidad asume los siguientes deberes y se reserva las siguientes facultades:
➢ La Universidad informará a los usuarios del archivo sobre los usos permitidos, y no garantiza ni asume responsabilidad alguna por otras formas en que los usuarios hagan un uso posterior de las obras no conforme con la legislación vigente. El uso posterior, más allá de la copia privada, requerirá que se cite la fuente y se reconozca la autoría, que no se obtenga beneficio comercial, y que no se realicen obras derivadas.
➢ La Universidad no revisará el contenido de las obras, que en todo caso permanecerá bajo la responsabilidad exclusive del autor y no estará obligada a ejercitar acciones legales en nombre del autor en el supuesto de infracciones a derechos de propiedad intelectual derivados del depósito y archivo de las obras. El autor renuncia a cualquier reclamación frente a la Universidad por las formas no ajustadas a la legislación vigente en que los usuarios hagan uso de las obras.
➢ La Universidad adoptará las medidas necesarias para la preservación de la obra en un futuro. ➢ La Universidad se reserva la facultad de retirar la obra, previa notificación al autor, en
supuestos suficientemente justificados, o en caso de reclamaciones de terceros.
Madrid, a 05 de Julio de 2018
ACEPTA
Fdo………
Motivos para solicitar el acceso restringido, cerrado o embargado del trabajo en el Repositorio Institucional:
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Especialidad Mecánica
CLIMATIZACIÓN DE UN CENTRO ACUÁTICO
EN GRANADA
Autor: Ana Pérez Blasco
Director: Javier Martín Serrano
Madrid
CLIMATIZACIÓN DE UN CENTRO ACUÁTICO EN GRANADA
Autor: Pérez Blasco, Ana
Directores: Martín Serrano, Javier
Entidad Colaboradora: ICAI - Universidad Pontificia Comillas
El objetivo del siguiente proyecto es el diseño del sistema completo de
climatización para la instalación de un centro acuático situado en la provincia de Granada,
en Andalucía, España. Esto diseño se hará asegurando el cumplimiento del marco técnico
y legal vigente en la actualidad.
En primer lugar, será necesario el estudio meteorológico completo de la zona donde
se sitúa el centro para poder tomar en consideración la temperatura y humedad a la hora
de escoger los aparatos necesarios. Para esto, se tomarán para la instalación de calefacción
el día más desfavorable de invierno y para la instalación de refrigeración el día más
desfavorable de verano. También se fijarán las condiciones de humedad y temperatura
para el diseño en función de la sala.
Después, será necesario el estudio de las características constructivas del edificio,
teniendo en cuenta desde los materiales de los que está construido hasta la orientación de
las distintas estancias dentro del edificio.
El edificio cuenta con un total de tres plantas: una planta baja, una planta sótano
(nivel inferior a la planta baja) y una planta primera (nivel superior a la planta baja).
Este proyecto se centrará en el estudio en profundidad de tres salas características
vestuarios, unas duchas y unos inodoros y la zona de la piscina; donde se incluye una
piscina de competición de tamaña semiolímpico, una piscina de aprendizaje, las playas
correspondientes a ambas y una zona de gradas. En total se climatizarán una superficie
total de 1891,8 m
2.
Cada zona, debido a sus características de tamaña y carga, necesitará de un tipo de
climatizadores distintas.
En la zona de los despachos se instalarán fan-coils que irán conectados a una UTA
de pretratamiento de aire. Los fan-coils son idóneos para este tipo de locales debido a su
fácil mantenimiento e instalación, y porque permiten la autorregulación de las
condiciones de cada sala.
En el vestuario se instalará un climatizador todo aire exterior. Los aires generados
dentro de los aseos deberán ser sacados de las habitaciones al exterior.
Por último, para el local de la piscina se instalará un climatizador que aprovechará
el aire extraído del local para la climatización del aire exterior.
En total habrá que combatir 297,3 kW de carga de verano y 212,3 kW de carga de
invierno. Para ello se instalarán un equipo frigorífico y una caldera. Estos equipos se
conectarán al resto de la instalación mediante tuberías y conductos, para los que habrá
que diseñar bombas y rejillas.
Para concluir se calculará un presupuesto para la instalación, obteniendo un total de
DESIGN OF A HVAC SYSTEM FOR AN AQUATIC CENTER IN
GRANADA
Author: Pérez Blasco, Ana
Directors: Martín Serrano, Javier
Collaborating Entity: ICAI - Universidad Pontificia Comillas
The aim of the following project will be the design of the HVAC system of an
aquatic center located in Granada, Spain. This will be done to the fulfilment of the
technical and legal framework currently in force.
Firstly, it will be necessary to develop a meteorological study to take in
consideration the temperature and the humidity of the area in the development of the
HVAC system. This will be determined by the days with worst conditions. To calculate
the loads in summer it will be necessary to choose the hottest day, and for the loss of
winter it will be necessary to choose the coldest day. This will ensure that the installations
will be able to fight the charges generated by the building throughout the year.
Secondly, it will be necessary to evaluate the construction features of the building,
taking into consideration everything from the material from which it is made of to the
location of each room.
The building has a total of three floors: ground floor, first floor (above the ground
floor) and a basement (below the ground floor).
This project will concentrate in three rooms, all different to each other and that are
always present in this type of buildings: an office space; a bathroom, with a changing
Olympic swimming pool, a smaller pool for learning and a terrace. In total, this project
will cover 1891,8 m
2.
Each room will need a different solution, depending on its size and loads.
The office spaces will have a system of fan-coils which will need of a climate
control system to pretreat the air. This system is perfect for this space because of its
simplicity when being installed and because it will allow for autoregulation of the
temperature of the room, which increases satisfaction levels.
The bathroom will have a climate control system which will work only with
external air. The air generated in these types of rooms will have to be ejected to the
exterior as its conditions are not valid to be reused.
Lastly, the pool area will have a climate control system which will used both air
from the room and from the exterior to acclimate this part of the building.
To accomplish this, it will be necessary to install a refrigeration plant and a boiler.
This equipment will have to be able to fight the 297,3 kW produced during the summer
and the 212,3 kW lost in winter. Both machines will be connected to the climate control
systems by pipelines and conduits, which will transport water and air with the help of
pumps, fans and grids.
To finish off the project it will be necessary to estimate a final budget. This budget
ÍNDICE DEL PROYECTO
I.
MEMORIA
II.
PLANOS
III.
PRESUPUESTO
IV.
ANEXOS
Proyecto Fin de Grado
CLIMATIZACIÓN DE UN CENTRO ACUÁTICO EN GRANADA
Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI
Ana Pérez Blasco
1
ÍNDICE MEMORIA
1.
Introducción ... 3
1.1.
Motivación del proyecto... 3
1.2.
Objetivos del proyecto ... 4
1.3.
Normativa de la aplicación ... 4
1.4.
Características del edificio ... 7
1.5.
Hipótesis de Diseño ... 11
1.5.1.Condiciones Climatológicas Exteriores ... 11
1.5.2.Condiciones Interiores ... 13
1.5.3.Calidad del aire en las salas ... 14
1.5.4.Renovaciones de aire ... 15
1.5.5.Cargas internas ... 17
1.5.6.Nivel de ocupación ... 19
1.5.7.Características constructivas ... 21
1.6.
Cálculo de Cargas... 23
1.6.1.Cargas de verano ... 24
1.6.2.Cargas de invierno ... 25
1.6.3.Cargas generadas en la piscina ... 25
1.7.
Diseño de la instalación... 27
1.7.1.Diseño de Fan-Coils ... 27
1.7.2.Diseño de Climatizadores ... 28
1.7.3.Diseño de Equipos frigoríficos ... 29
1.7.4.Diseño de Calderas ... 30
1.7.5.Diseño de la Red de Tuberías ... 30
1.7.6.Diseño de Bombas ... 31
1.7.7.Diseño de la Red de Conductos ... 31
2.
Cálculos ... 32
2.1.
Cálculo de cargas ... 32
2.1.1.Cargas de verano ... 32
2.1.2.Cargas de invierno ... 37
2.1.3.Cargas generadas por la piscina... 38
2.2.
Cálculo de los caudales de ventilación ... 42
2.3.
Selección de equipos ... 42
2
2.3.2.Climatizadores ... 43
2.3.3.Equipos Frigoríficos ... 46
2.3.4.Calderas ... 46
2.4.
Cálculo de redes ... 46
2.4.1.Red de tuberías ... 46
2.4.2.Selección de bombas ... 47
2.4.3.Red de conductos ... 47
2.4.4.Selección de difusores ... 48
2.4.5.Selección de ventiladores ... 49
3.
Resultados ... 49
3.1.
Cálculo de cargas ... 49
3.1.1.Cargas de verano ... 49
3.1.2.Cargas de invierno ... 51
3.1.3.Cargas generadas por la piscina... 52
3.2.
Cálculo de caudales de ventilación ... 54
3.3.
Selección de equipos ... 56
3.3.1.Fan-coils ... 56
3.3.2.Climatizadores ... 58
3.3.3.Equipos frigoríficos ... 59
3.3.4.Calderas ... 59
3.4.
Dimensionamiento de redes ... 59
3.4.1.Red de tuberías ... 59
3.4.2.Selección de bombas ... 63
3.4.3.Red de conductos ... 67
3.4.4.Selección de difusores ... 69
3
1.
Introducción
1.1.
Motivación del proyecto
La climatización de este tipo de instalaciones es tremendamente importante por varias
razones.
Por un lado, mediante una correcta climatización de los edificios podemos asegurar el
estado de confort de las personas que visiten las instalaciones. Este confort equivale a un
bienestar térmico que siempre es importante que se de en el mayor número de personas que
habitan un espacio. Al tratarse de un edificio destinado al ocio, esto se vuelve tremendamente
importante. Si asumimos que se trata de un edificio que pertenece a una empresa privada, es
indispensable que las personas que visiten el centro se sientan lo mejor posible, ya que esto
aumentará la posibilidad de que estos clientes vuelvan y el negocio prospere. Si de lo contrario
se trata de un edificio de carácter público, el confort de las personas es igualmente importante
ya que se trata de un edificio abierto al todo el público y su satisfacción es muy relevante para
la comunidad. El confort de las personas dentro de todos los edificios es un lujo al que la
población se ha acostumbrado en los últimos años, y es algo que siempre se exige. Si no se
diera, las personas dejarían de visitar dicho lugar, lo que conllevaría un malgasto de recursos.
Por otro lado, al tratarse de un centro acuático, se vuelve especialmente importante la
climatización de los locales para garantizar una calidad de aire que no desemboque en la
aparición de bacterias dentro de las instalaciones. La humedad que hay en este tipo de locales
es siempre un factor que eleva el riesgo de aparición de enfermedades, por lo que será
4
Por último, los edificios de estas magnitudes siempre suponen un gran consumo de
recursos como agua o electricidad. Esto obliga a un correcto análisis de sus características para
el dimensionamiento y diseño de la instalación que no desemboque en un malgasto de energía.
1.2.
Objetivos del proyecto
El principal propósito del siguiente proyecto será el diseño de la instalación de
climatización de un edificio localizado en la provincia de Granada, Andalucía. Se deberá
cumplir con la normativa y las leyes vigentes en la actualidad (
1.3
).
Este diseño supondrá el dimensionamiento de conductores y tuberías y la elección de los
equipos necesarios (bombas, calderas, climatizadores… etc.) para garantizar el confort dentro
de las salas del edificio. Esto se hará mediante aparatos con la capacidad de combatir las cargas
térmicas que se dan en los distintos locales, que dependerán de factores como las características
climáticas de la zona, la orientación del edificio o las características térmicas buscadas para el
interior del edificio.
Se buscará también la continuidad del diseño, buscando siempre las opciones que
impliquen un mantenimiento sencillo y consumos razonables para las dimensiones del edificio.
1.3.
Normativa de la aplicación
La instalación cumplirá, tanto en los equipos suministrados como en su montaje, toda la
Normativa Legal Vigente, más en particular se recuerda:
−
Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y sus
Instrucciones Térmicas Complementarias, aprobadas por el Real Decreto
1751/1998 de 31 de Julio.
−
Norma Básica NBE-CT-79, sobre Condiciones Térmicas en Edificios, aprobada
5
−
Normas Tecnológicas del Ministerio de la Vivienda (NTE-ISV/1975 sobre
construcción de conductos de evacuación y chimeneas (B.O.E. de 5 y 12 de Julio
de 1975).
−
Real Decreto 1630/1992 por el que se dictan disposiciones para la libre
circulación de productos de construcción, en aplicación de la Directiva del
Consejo 89/106/CEE.
−
Real Decreto 275/1995 de 24 de febrero por el que se dictan las disposiciones de
aplicación de la Directiva del Consejo 94/42/CEE, modificada por el artículo 12
de la Directiva del Consejo 93/68/CEE.
−
Directiva del Consejo 93/76/CEE referente a la limitación de las emisiones de
dióxido de Carbono mediante la mejora de la eficacia energética (SAVE).
−
Real Decreto 1428/1992 de 27 de noviembre que aprueba las disposiciones de
aplicación de la directiva 90/396/CEE sobre aparatos de gas.
−
Real Decreto 2177/1996 de 4 de octubre en el que se aprueba la NBE-CPI/96
sobre Condiciones de Protección contra Incendios de los Edificios.
−
Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas, aprobado
por Real Decreto 2414/1961 de 30 de noviembre.
−
Ley de Prevención de Riesgos Laborales aprobada por Real Decreto 31/1995 de
8 de noviembre y la Instrucción para la aplicación de la misma (B.O.E. 8/3/1996).
−
Orden de 12/1/1998 de la Consejería de Industria, Turismo, Trabajo y
Comunicaciones sobre requisitos adicionales de Instalaciones de gas en locales
destinados a uso doméstico, colectivos o comercial.
−
Real Decreto 1523/1999, de 1 de octubre, por el que se modifica el Reglamento
de Instalaciones petrolíferas, aprobado por Real Decreto 2085/1994, de 20 de
octubre y sus instrucciones técnicas complementarias MI-IP 03, aprobada por
REAL DECRETO 1427/1997, de 15 de septiembre, y MI-IP 04 aprobada por el
Real Decreto 2201/1995, de 28 de diciembre.
Todas las Normas UNE y de la CEE a las que se hace referencia en las RITE y que
citamos a continuación.
−
UNE 53394:1992 IN Materiales plásticos. Código de Instalación y manejo de
6
−
UNE 53399:1993 IN Plásticos. Código de Instalaciones y manejo de tuberías
de poli (cloruro de vinilo) no plastificado (PVC-U) para la conducción de agua a
presión. Técnicas recomendadas.
−
UNE 53495:1995 IN Materiales plásticos. Código de instalación de tubos de
polipropileno copolímero para la conducción de agua fría y caliente a presión.
Técnicas recomendadas.
−
UNE 60.601: 2000 Instalación de calderas a gas para calefacción y/o agua
caliente de consumo calorífico superior a 70 kW.
−
UNE 74105-1:1990Acústica. Métodos estadísticos para determinación y
verificación de los valores de emisión acústica establecidos para máquinas y
equipos. Parte 1: Generalidades y definiciones.
−
UNE 74105-2:1991Acústica. Métodos estadísticos para determinación y
verificación de los valores de emisión acústica establecidos para máquinas y
equipos. Parte 2: Métodos para valores establecidos para máquinas individuales.
−
UNE 74105-3:1991Acústica. Métodos estadísticos para determinación y
verificación de los valores de emisión acústica establecidos para máquinas y
equipos. Parte 3: Método simplificado (provisional) para valores establecidos
para lotes de máquinas.
−
UNE 74105-4:1990 Acústica. Métodos estadísticos para determinación y
verificación de los valores de emisión acústica establecidos para máquinas y
equipos. Parte 4: Métodos para valores establecidos para lotes de máquinas.
−
UNE 100000:1995 Climatización. Terminología.
−
UNE 100000/1M:1997 Climatización. Terminología.
−
UNE 100001:1985 Climatización. Condiciones climáticas para proyectos.
−
UNE 100002:1988 Climatización. Grados-día base 15 grados C.
−
UNE 100010-1:1989 Climatización. Pruebas para ajuste y equilibrado. Parte 1:
Instrumentación.
−
UNE 100010-2:1989 Climatización. Pruebas para ajuste y equilibrado. Parte 2:
Mediciones.
−
UNE 100010-3:1989 Climatización. Pruebas para ajuste y equilibrado. Parte 3:
Ajuste y equilibrado.
−
UNE 100014:1984 Climatización. Bases para el proyecto. Condiciones exteriores
de cálculo.
7
−
UNE 100020:1989 Climatización. Sala de máquinas.
−
UNE 100030:1994 IN Prevención de la legionela en instalación de edificios.
−
UNE 100100:1987 Climatización. Código de colores.
−
UNE 100151:1988 Climatización. Pruebas de estanqueidad de redes de tuberías.
−
UNE 100152:1988 IN Climatización. Soportes de tuberías.
−
UNE 100153:1988 IN Climatización. Soportes anti vibratorios. Criterios de
selección.
−
UNE 100155:1988 IN Climatización. Cálculo de vasos de expansión.
−
UNE 100156:1989 Climatización. Dilatadores. Criterios de diseño.
−
UNE 100157:1989 Climatización. Diseño de sistemas de expansión.
−
UNE 100171:1989 IN Climatización. Aislamiento térmico. Materiales y
colocación.
−
UNE 123001:1994 Chimeneas. Cálculo y diseño.
−
UNE-EN ISO 7730:1996 Ambientes térmicos moderados. Determinación de los
índices PMV y PPD y especificaciones de las condiciones para el bienestar
térmico.
1.4.
Características del edificio
El objeto de estudio del proyecto será un Centro Acuático situado en la provincia de
Granada, Andalucía.
Cuenta con un total de 5 plantas, dos de ellas sobre rasante (planta baja, primera planta y
cubierta) y las otras dos bajo rasante (planta sótano y planta sótano 2).
La distribución del edificio es la siguiente:
−
Planta Baja: vestíbulo, zona de despachos y aulas, parque infantil, zona de
atención sanitaria, baños.
8
−
Planta sótano: zona de pequeñas salas para actividades concretas (masajes,
estética facial, solárium… etc.), vestuarios, SPA, almacén.
−
Planta sótano 2: vasos de las distintas piscinas, vaso del hidromasaje. Está planta
es no es accesible por el público.
−
Cubierta: sala de bombas y equipos.
Cabe destacar que el local de la piscina, que incluye tanto una piscina olímpica de
competición como un vaso de aprendizaje, se extiende a un total de tres plantas (baja, sótano y
primera).
El proyecto se centrará en la climatización de tres salas características dentro del edificio,
siendo la superficie total de 1891,8 m
2.
1.
Vestuario:
El vestuario elegido para el proyecto es el vestuario femenino situado en la planta sótano.
Está compuesto por 3 zonas distintas:
Zona
Área
Características
Taquillas
19,9 m
2Zona con un total de 25 bloques
(4 taquillas por bloque)
Duchas
11,4 m
2Número total de duchas = 6
Inodoros
11.9 m
2Número total de retretes = 2
Antesalas
7,14 m
2Localizados en la entrada y salida del local.
El área total del local es de 50,34 m
2.
9
Los despachos están situados en la planta baja. Se incluirán esta zona un total de 6
locales con las siguientes características:
Local
Área
Efectiva
Altura
z. ocupada
Altura
Total
N.º de
Ventanas
N.º de
Puertas
Despacho 1
16,01 m
23 m
4,4 m
(1)1
1
Sala de Reuniones
20,62 m
23 m
4,4 m
(1)1
2
Despacho 2
20,88 m
23 m
4,4 m
(1)2
2
Despacho 3
15,97 m
23m
4,4 m
(1)1
1
Despacho 4 y 5
(2)15,97 m
23m
4,4 m
(1)1
1
(1) Todos los locales de esta zona tendrán incluido un forjado de 0,4 m ancho y un falso
techo de 1m de altura.
(2) Los despachos 4 y 5 tienen las mismas características.
3.
Local de la Piscina:
Como se ha comentado anteriormente, el local de la piscina se extiende a lo largo de 3
10
El local está compuesto por las siguientes zonas:
Zona
Área
Características
Piscina de
competición
312,5 m
2
Piscina Semiolímpica
(1)Playa P. de
competición
806,35 m
2
-
Piscina de
Aprendizaje
153,36 m
2
Cota de fondo variable
(2)Playa P. de
Aprendizaje
324,96 m
2
-
Zona de Gradas
154,85 m
2Capacidad máxima = 120 personas
Ilustración 1 Esquema de una piscina semiolímpica
−
Superficie total = 444,65 m
211
Ilustración 2 Esquema de la piscina de aprendizaje
−
Superficie total = 187,44 m
2−
Volumen de agua de la Piscina = 99,87 m
31.5.
Hipótesis de Diseño
1.5.1.
Condiciones Climatológicas Exteriores
El centro acuático estará localizado en la provincia de Granada, Andalucía, donde hay
una severidad climática tipo C3.
La severidad climática es una clasificación de las diferentes zonas teniendo en cuenta
tanto las condiciones estivales como invernales. Es por esta razón que es un criterio que se
tiene en cuenta tanto en la instalación de calefacción como de refrigeración. La clasificación
12
SEVERIDAD
CLIMÁTICA
- VERANO +
1
2
3
4
+ INV
IE
RN
O
-
A
A3
A4
B
B3
B4
C
C1
C2
C3
C4
D
D1
D2
D3
E
E1
Tabla 1 Clasificación de la severidad climática
Que Granada sea tipo C3 significa que la zona sufre de veranos cálidos e inviernos
medianamente fríos. Es decir, las condiciones meteorológicas de Granada se pueden considerar
moderadamente extremas.
Para la realización de los cálculos necesarios en el diseño del sistema de climatización es
preciso conocer las condiciones climatológicas exteriores. Se escogerá el momento más
desfavorable para los tipos de instalaciones que se van a diseñar. Para la instalación de
calefacción de escogerá el momento más frio del año, mientras que la instalación de
refrigeración se escogerá el momento más caluroso del año.
Esta información viene recogida en el
IDAE Condiciones climáticas exteriores de
proyecto
, en el
apartado 6. Datos de Estaciones
. Se elige la información recogida por la
estación situada en la base aérea de Granada (indicativo N.º. 5514), cuya posición es:
−
Latitud: 37°08’13’,
−
Altitud: 03
°
37’53’’W
13
Se tomarán los siguientes valores:
Temperatura seca
Humedad relativa
Temperatura del terreno
-0,6
°
C
84 %
7,5
°
C
Tabla 2 Condiciones del Proyecto de Calefacción
Los valores anteriores están tomados a un percentil del 99%.
Temperatura seca
Humedad relativa
Temperatura del terreno
35,3
°
C
45 %
33,8
°
C
Tabla 3 Condiciones del Proyecto de Refrigeración
Los valores anteriores están tomados a un percentil del 1%.
Estos datos corresponden con el mes de Julio a las 15:00.
1.5.2.
Condiciones Interiores
1.5.2.1.
Condiciones Psicrométricas
Para obtener el nivel de confort en todas las salas del edificio se diseñará para las
siguientes condiciones:
1.
Vestuario
Temperatura Verano
Temperatura Invierno
Humedad relativa
24
°
C
22
°
C
50 %
14
2.
Zona de despachos
Temperatura Verano
Temperatura Invierno
Humedad relativa
24
°
C
22
°
C
50 %
Tabla 5 Condiciones psicrométricas para la zona de despachos
3.
Local de la piscina
Temperatura Local
Temperatura Agua
Humedad relativa
27
°
C
25
°
C
65 %
Tabla 6 Condiciones psicrométricas para el local de la piscina
Se diseñará para que la temperatura del local este siempre 2
°
C por encima de la
temperatura del agua en los vasos de respectivas piscinas.
1.5.3.
Calidad del aire en las salas
En función del uso que se le dé a cada local, hay ciertos parámetros que se deben respetar
para asegurar que existe en todo momento unos niveles de salubridad aceptables. Estos valores
vienen marcados por el RITE, apartado 1.1.4.2.2.
Primero se deberá determinar la categoría de calidad de aire correspondiente a cada uno
de los tipos de locales a climatizar. Esta información se recogerá en la siguiente tabla:
Local
Categoría
Vestuario
IDA 3
Calidad Moderada
Zona de despachos
IDA 2
Calidad Media
15
Teniendo en cuenta esto, se aseguran los siguientes niveles para cada tipo de IDA:
IDA 2
IDA 3
Tasa de ventilación por persona
12,5 l/s
8 l/s
Concentración CO
2(sobre aire EXT)
500 ppm
800 ppm
Tasa de ventilación por unidad de superficie
0,83 l/s·m
20,55 l/s·m
2Tabla 7 Restricciones de cada tipo de IDA
Se respetarán siempre estos niveles dentro de las distintas instancias dentro del edificio.
1.5.4.
Renovaciones de aire
Como continuación a lo anterior (
1.5.3
), se deberá garantizar un volumen de aire
renovado a la hora para garantizar la higiene del aire y evitar la aparición de patógenos que
puedan poner en peligro los niveles de salubridad. Esto depende en parte de la calidad del aire
que se busque, pero también de otros parámetros que se analizarán a continuación por cada tipo
de local.
1.
Vestuario
El vestuario está formado por 3 partes distintas (
1.4
) y cada una deberá ser analizada por
separado.
a.
Taquillas
IDA 3
Q
personaQ
superficie28,8 m
3/h
1,98 m
3/h·m
216
b.
Duchas
El local donde se encuentran las duchas no se climatizará.
c.
Inodoros
El reglamento estipula que debe haber entre 8 y 15 renovaciones del volumen del local
por retrete. Para diseño de la instalación se hará para 12 renovaciones por retrete y se tomará
como volumen del local el espacio donde se encuentran los retretes, pero sólo la parte habitable
del local (no se tendrá en cuenta el volumen del bajo techo).
Volumen del
Local
N.º de retretes
Renovación
35,77 m
32
12 veces el
volumen del local
por retrete
Tabla 9 Renovaciones para la zona de inodoros
2.
Zona de despachos
Toda la instalación de los locales de esta zona será diseñada para cumplir:
IDA 2
Q
personaQ
superficie45 m
3/h
3,1 m
3/h·m
217
3.
Local de la Piscina:
El local completo deberá respetar:
IDA 2
Q
personaQ
superficie45 m
3/h
3,1 m
3/h·m
2Tabla 11 Renovaciones para el local de la piscina
Además, por tratarse de un local con piscina climatizada se deberá asegurar un caudal
mínimo de 2,5 l/s por unidad de superficie de vaso de piscina y playa de piscina. Esta superficie
exime a la zona de gradas que se tratará como un local de gran ocupación.
Superficie Total
Q
renovación1597,17 m
29 m
3/h por m
2Tabla 12 Renovaciones para el local de la piscina
1.5.5.
Cargas internas
Se considerarán como cargas internas a todas aquellas aportaciones de calor que deben
ser combatidas por la instalación que provenga del interior de la sala. Es decir, las cargas
internas serán todas aquellas cargas que no procedan de la conducción o radiación a través de
los muros, cerramientos o cristales.
Se tendrán en cuenta dos tipos de cargas internas.
1.5.5.1.
Actividad de las personas
Todos los ocupantes de los locales desprenderán una cantidad de calor, tanto sensible
18
Esto ocurre por una serie de razones:
−
Radiación: La temperatura humana ronda los 37
°
C, por lo que al estar a una
temperatura superior a la temperatura de la sala desprenderá calor.
−
Convección: La diferencia de temperatura con el aire que rodea al cuerpo
generará corrientes que ayudarán a la transmisión de calor.
−
Conducción: Debido al contacto de las personas con los cuerpos dentro de la
estancia.
−
Evaporación: Debido a la traspiración del cuerpo humano.
−
Respiración: el aire que expulsa el ser humano durante la respiración estará a
mayor temperatura que el ambiente, por lo que también contribuirá a la carga
interna.
La siguiente tabla recoge el calor latente y sensible que se usará para el diseño de la
instalación:
Local
Nivel de Actividad
Calor
Sensible
Latente
Vestuario
Actividad de pie
65 kcal/h
60 kcal/h
Zona de despachos
Trabajo de oficinista
60 kcal/h
50 kcal/h
Local Piscina
(1)Espectadores
60 kcal/h
50 kcal/h
Tabla 13 Calor sensible y latente en función de la actividad
(1) El calor que despenden los nadadores será absorbido por el agua y se tendrá en cuenta
19
1.5.5.2.
Iluminación
La iluminación en las salas generará una carga que se tendrá que combatir. Se tomará
como valor para los cálculos 30 W/m
2.
1.5.6.
Nivel de ocupación
Como se ha visto en apartados anteriores (
1.5.4
y
1.5.5
) el nivel de ocupación de cada
sala es un parámetro muy importante ya que de ello depende tanto el volumen de aire de
renovación del local como la carga interna sensible y latente a combatir por la instalación.
1.
Vestuario
Zona
Área
Ocupación
Taquillas
19,9 m
220 personas
Duchas
11,4 m
2-
Inodoros
11.9 m
2-
El espacio destinado a las duchas y a los inodoros no se climatizará, por lo que no es
20
2.
Zona de despachos
Zona
Área
Ocupación
Despacho 1
16,01 m
22 personas
Sala de Reuniones
20,62 m
26 personas
Despacho 2
20,88 m
22 personas
Despacho 3
15,97 m
22 personas
Despacho 4 y 5
15,97 m
22 personas
3.
Local de la piscina
Zona
Área
Ocupación
Piscina de
competición
312,5 m
2
5 personas
Playa P. de
competición
806,35 m
2
25 personas
Piscina de
Aprendizaje
153,36 m
2
15 personas
Playa P. de
Aprendizaje
324,96 m
2
15 personas
Zona de Gradas
154,85 m
2120 personas
El nivel de ocupación se ha determinado tomando el momento más desfavorable, que en
para el local de la piscina es durante una competición.
Para el cálculo del agua evaporada por la piscina, se utilizará un nivel de ocupación de
21
1.5.7.
Características constructivas
1.5.7.1.
Factor de Ganancia solar
La ganancia solar se refiere al aumento de temperatura a causa de la radiación solar que
incide en cristales. El factor de ganancia solar (FGS) representa la relación entre la energía total
que incide sobre el cristal y la energía que afecta al edificio (energía solar que atraviesa el
cristal).
Este efecto puede ser beneficioso en épocas frías ya que ayuda en la instalación de
calefacción, por esta razón no se tendrá en cuenta en el diseño de esta instalación. Por otro lado,
durante los meses de calor, siempre será un factor perjudicial para la instalación y por tanto, sí
se tendrá en cuenta.
Se tomará un factor de ganancia solar para el edificio de: FGS = 0,48
1.5.7.2.
Factor de viento
Parámetro de que depende la orientación de los cerramientos y del material del que están
construidos. Se tomarán lo siguientes valores:
Orientación
fv
CRISTAL
N
1,35
NE
1,35
E
1,25
SE
1,15
S
1,00
SO
1,10
O
1,20
NO
1,25
22
MUROS
NE
1,20
E
1,15
SE
1,10
S
1,00
SO
1,05
O
1,10
NO
1,15
CUBIERTA
H
1,00
SUELO
H
1,00
1.5.7.3.
Dimensiones de puertas y ventanas
En el cálculo de cargas de las diferentes salas es importante tener en cuenta las
dimensiones de la ventanas y puertas. Para todo lo que sigue, se ha asumido:
−
Altura de las puertas: 2,5 m
−
Altura de las ventanas: 2 m
Los anchos de puertas y ventanas vienen definidos en el plano.
1.5.7.4.
Coeficientes de trasmisión de los cerramientos
El coeficiente de transmisión de los cerramientos es la característica de cada material de
transmitir energía calorífica mediante la conducción. Se define como el flujo de calor existe
entre dos superficies paralelas unitarias por unidad de tiempo cuando entre ellas existe un
gradiente de temperatura unitario y viene determinado por la ley de Fourier:
𝐾 =
𝑞̇
|∇𝑇|
La unidad del coeficiente de transmisión será:
𝐾𝑐𝑎𝑙
23
Se tomarán los siguientes valores para los diferentes locales del edificio:
Cristal
k = 4,00
Muros exteriores
k = 0,688
Tabiques
k = 1,33
Tejados
k = 0,46
Suelos interiores
k = 1,10
Suelos exteriores
k = 1,10
Techos
k = 2,02
Puertas
k = 2,00
Cerramientos Piscina
k = 1,5
1.6.
Cálculo de Cargas
Para el correcto diseño de la instalación climatológica del edificio es imprescindible el
cálculo de cargas térmicas del edificio. Estas dependen tanto de las aportaciones interiores
como exteriores.
Las aportaciones exteriores engloban todas aquellas cargas que afecten al edifico debido
a la diferencia de temperatura que existe entre el local y el exterior. Esto incluyen factores
como la insolación de cristales y muros, coeficientes de transmisión de los diferentes
componentes del edificio o la orientación del edificio.
Las aportaciones interiores de calor son producidas por los ocupantes de los locales o por
los diferentes elementos internos como maquinaria, ordenadores, iluminación… etc.
Estas cargas pueden ser sensibles, si contribuyen al cambio de temperatura de la sala, o
24
Durante los meses de invierno, se deberá combatir la pérdida de carga por parte de la
sala. Es por esta razón que para la instalación de calefacción solo se tendrán en cuenta las
cargas sensibles y no las latentes, ya que estas últimas no serán nunca perjudícales para la
instalación.
En cambio, durante los meses de verano se deberá combatir la ganancia de carga en la
sala. Para la instalación de refrigeración se tendrán en cuanta tanto las cargas latentes como
sensibles, ya que siempre serán desfavorables para la instalación.
1.6.1.
Cargas de verano
Las cargas de verano se calcularán para el diseño de la instalación de refrigeración. Se
tendrán en cuenta todos aquellos factores que supongan un aporte de calor a la sala.
Se considerará:
−
Ganancia debida a la radiación solar a través de cristales, para lo cual habrá que
estudiar tanto la superficie de los cristales como su orientación dentro del edificio.
−
Ganancia debida a la radiación solar a través de muros exteriores y tejados, para
lo cual habrá que estudiar tanto la superficie de muros como su orientación dentro
del edificio.
−
Ganancia por transmisión en paredes exteriores y techos, para lo cual habrá que
tener en cuenta las propiedades de los materiales con los que está construido el
edificio.
−
Ganancia por trasmisión entre el local y locales no climatizados (LNC).
−
Ganancia debido a la ocupación del local, para lo cual habrá que tener en cuenta
la actividad que realizan las personas dentro de las salas.
25
El edificio se diseñará para que exista una sobrepresión dentro del mismo. De esta forma
no existirán infiltraciones y no se tendrán en cuenta para el cálculo de cargas.
No se tendrán en cuenta las transmisiones de calor debidas a la conducción entre tabiques
que separen habitaciones climatizadas, ya que al estar ambas a la misma temperatura no habrá
salto térmico. Del mismo modo, sí se tendrán en cuenta las transmisiones de calor a través de
tabiques que comuniquen con locales no climatizados, ya que sí existirá una variación de
temperatura y en consecuencia un intercambio de calor.
1.6.2.
Cargas de invierno
Las cargas de verano se calcularán para el diseño de la instalación de calefacción. Se
tendrán en cuenta todos aquellos factores que supongan una pérdida de calor en la sala. Por
esta razón, no se tendrá en cuenta las cargas latentes, ya que siempre favorecen el aumento de
temperatura en las salas. Se tendrán en cuenta las cargas sensibles, que incluyen:
−
Perdida por transmisión en paredes exteriores y techos, para lo cual habrá que
tener en cuenta las propiedades de los materiales con los que está construido el
edificio y su orientación.
−
Pérdidas por trasmisión entre el local y locales no climatizados (LNC).
De la misma forma que en el caso de las cargas de verano, no se tendrá en cuenta la
transmisión de calor a través de tabiques que separen habitaciones climatizadas, pero si el
intercambio de calor por conducción entre tabiques de locales no climatizados.
1.6.3.
Cargas generadas en la piscina
La existencia de las diferentes piscinas dentro del edificio obliga a hacer un estudio
26
El diseño de la instalación se hará de manera que la temperatura del local este siempre
2
°
C por encima del agua del vaso de la piscina y a una humedad relativa de 65%. Esto generará
las siguientes pérdidas:
a)
Pérdidas de calor debido al caudal de agua evaporado (Q
E)
b)
Pérdidas debido a la radiación de calor (Q
R)
c)
Pérdidas por convección de calor (Q
C)
d)
Pérdidas por transmisión entre las paredes del vaso (Q
T)
e)
Pérdidas por renovaciones del agua del vaso (Q
RE)
3 Esquema de las pérdidas de calor de una piscina
Las pérdidas vendrán definidas por:
−
Temperatura del vaso de la piscina
−
Temperatura y humedad del aire del local
−
Número de bañistas en la piscina
27
1.7.
Diseño de la instalación
El diseño de la instalación se centrará en las tres salas características descritas en el
apartado 1.4 Características del edificio
. Cada zona requerirá una instalación particular,
diseñada a medida para sus características.
El diseño tendrá tres etapas. Primero, será necesario elegir el equipo necesario para
combatir las cargas de cada sala. Se elegirá entre fan-coils y climatizadores en función del
tamaño del local y la potencia necesaria. Se hará de la siguiente forma:
Vestuario
Climatizador
Zona de despachos
Fan-Coils
Local de la piscina
Climatizador
Segundo será necesario el diseño de las tuberías que abastecerán de agua fría y caliente
a los equipos. Se instalarán bombas en todos los circuitos de agua.
Tercero y último, se diseñará la red de conductos para la distribución del aire climatizado
en los locales. De forma análoga, será necesario seleccionar ventiladores para los conductos.
Para concluir, se escogerán otros equipos como calderas, equipos frigoríficos e
intercambiadores para completar el diseño de la instalación.
1.7.1.
Diseño de Fan-Coils
Los Fan-Coils son equipos usados para el aclimatamiento del aire de salas de menos
28
Están formados por una batería de agua fría, agua caliente o ambas, basándose en el
intercambio de calor entre el aire y el agua. Además, tendrán instalado un ventilador que
garantiza que el aire circule a través de las baterías.
4 Esquema básico de un Fan-Coil
Los fan-coils serán instalados en la zona de despachos. Debido al pequeño tamaño de las
salas solo será necesario la instalación de un quipo por cada sala. Esto permitirá que la
regulación de temperatura de cada despacho se haga de forma individual, lo que aumentará el
nivel de satisfacción por parte de los ocupantes de la sala, así como el consumo total de la
instalación ya que se podrá prescindir del uso de uno de los equipos cuando alguno de los
despachos se encuentre desocupado. Esta independencia entre los equipos resulta también muy
ventajosa cuando se de alguna avería.
Los fan-coils irán instalados en el falso techo de las habitaciones, por lo que su instalación
será muy sencilla. Para el funcionamiento de las baterías, será necesario el abastecimiento de
agua caliente y fría al equipo mediante tuberías. Además, se diseñará una Unidad de
Tratamiento de Aire (UTA) auxiliar a los equipos, que pretratará aire exterior. Esta UTA será
colocada en una de las salas de máquinas de la planta baja.
1.7.2.
Diseño de Climatizadores
Los climatizadores son equipos de tratamiento de aire de mayor tamaño y potencia,
utilizados en locales donde la cantidad de carga a combatir es mayor. Están formados por dos
29
una batería de agua caliente y otra de agua fría. Igual que los fan-coils, se basan el intercambio
de energía térmica entre el agua y el aire.
5 Esquema básico de un climatizador