Climatización de un aeropuerto situado en Zaragoza

Abstract

El presente proyecto consiste en el diseño de las instalaciones de climatización de aun aeropuerto tomando como normativa de aplicación el RITE y el Código técnico de edificación. Deberá diseñarse para funcionar los 365 días del año las 24 h del día bajo cualquier condición de carga. El aeropuerto en cuestión se encuentra situado en las afueras de la ciudad de Zaragoza, a unos 10 Km del centro de la ciudad y 247 m sobre el nivel del mar. La geometría del edificio es curva, con la fachada de entrada principal orientada al norte y la zona de embarque orientada al sur. Está compuesto por un total de dos plantes a acondicionar y una cubierta donde irán ubicados los equipos de climatización. En la planta baja (P0) se pueden encontrar los vestíbulos de llegadas, las cintas de recogida de equipajes y un total de 119 locales destinados a uso comercial u oficinas; esta planta tiene una superficie total construida de 40479,4 m2. En la primera planta (P1) se encuentran los vestíbulos de facturación, diques de embarque y 59 locales destinados a uso comercial u oficinas; esta planta tiene una superficie total construida de 41643 m2. Por último, dando al exterior, se encuentra la cubierta, lugar de emplazamiento de los diferentes equipos de climatización. Las condiciones climáticas exteriores en la ciudad de Zaragoza se han obtenido de la Guía Técnica de Condiciones Climáticas Exteriores de Proyecto y son las siguientes:  Temperatura seca verano: 33,3 oC  Temperatura seca invierno: -2,3 oC Las condiciones climáticas interiores se han establecido en función de lo establecido en la instrucción IT 1.1.4.1 del RITE y son:  Temperatura verano: 25 oC  Humedad relativa verano: 50%  Temperatura invierno: 21 oC  Humedad relativa invierno: 45 % Metodología y resultados. Una vez se han establecido todas las condiciones de partida se procede a realizar los cálculos pertinentes para el diseño de la instalación. En primer lugar, se calculan las cargas a combatir en cada uno de los locales o zonas a climatizar, tanto en verano como en invierno. Para ello se deben conocer los materiales de los cerramientos de cada una de las zonas en cuestión, así como la orientación de las mismas en el caso del cálculo de cargas de verano, ya que las condiciones climáticas exteriores variarán en función de la hora y mes más desfavorables. Se deberá medir también la superficie de cada zona o local en los planos. Debido a la gran cantidad de locales (un total de 178) se ha decidido dejar en estos una preinstalación aire-agua con una toma de agua caliente de 100 W/m2 y una toma de agua fría de 200 W/m2, de esta manera los propietarios de cada local podrán seleccionar los aparatos finales que más se adecuen a sus necesidades. Han sido necesarios un total de 7 circuitos de distribución de agua en planta. Para el resto de las zonas a climatizar (vestíbulos, zonas de recogida de equipajes, embarque, etc) se ha realizado el pertinente cálculo de cargas. En verano se han tenido en cuenta las cargas externas por transmisión y radiación, y las cargas internas debidas al calor sensible y latente de los ocupantes y a los equipos e iluminación. En invierno se han tenido en cuenta únicamente las cargas por transmisión ya que el resto de cargas suponen un aporte positivo que favorece el confort. Debido a la elevada superficie de las zonas comunes para las cuales se realiza el cálculo de cargas, estas se han dividido en varias partes para facilitar su acondicionamiento. De esta manera habrá 2 vestíbulos de llegadas, 2 zonas de recogida de equipajes, 6 vestíbulos de facturación y 6 diques de embarque, lo que hacen un total de 16 zonas. Dado que la carga de cada una de estas zonas resulta muy elevada se empleará un sistema todo aire para su climatización. Serán necesarias por tanto un total de 16 unidades de tratamiento de aire para cada una de las zonas comunes, y un total de 7 unidades de aire primario para tratar el aire exterior que irá a las zonas con preinstalación aire-agua. El agua se reparte entre todos los locales con sistema aire-agua por medio de 7 circuitos de tuberías, las cuales serán de acero y se dimensionarán a partir de la potencia de cada local. No se instalarán fancoils ya que únicamente se deja la preinstalación, y por lo tanto queda en manos del propietario seleccionar los equipos finales. Para impulsar y hacer retornar el agua en los 7 circuitos secundarios situados en planta, y los primarios (desde las calderas y grupos frigoríficos hasta los climatizadores y plantas) situados en cubierta se emplearán bombas que se instalarán siempre por duplicado. Por lo tanto, serán necesarias un total de 28 bombas (14 para la impulsión y 14 para el retorno) para los circuitos secundarios situados en planta, y 8 bombas para los circuitos primarios de cubierta. En las zonas con sistema todo aire, éste irá desde cada uno de los 16 climatizadores hasta las diferentes zonas comunes por medio de una red de conductos de impulsión, empleando difusores como equipos finales. De la misma manera, se hará retornar el aire a través de las rejillas de retorno por medio de la red de conductos de retorno, los cuales se emplearán también para realizar la extracción de aire en caso de que sea necesario. Se han instalado un total de 934 difusores y 253 rejillas de retorno distribuidos uniformemente por las 16 zonas comunes. Los conductos se dimensionarán estableciendo una velocidad máxima de 10 m/s en tramos principales, 5 m/s en tramos finales, y una pérdida de carga máxima por metro lineal de 0,12 mmca. Los ventiladores de los climatizadores se dimensionarán en función del tramo más desfavorable para impulsión y retorno, utilizando el método de la pérdida de carga constante. La producción de agua fría y agua caliente se realiza por medio de 5 equipos frigoríficos de 1673 KW de potencia nominal cada uno y 3 calderas de 1400 KW de potencia nominal cada una. Una vez diseñada toda la instalación se ha calculado el presupuesto total de todos los equipos y materiales empleados, montaje y puesta en marcha de la misma, el cual asciende a 4.379.083,39 € (cuatro millones trecientos setenta y nueve mil ochenta y tres euros con treinta y nueve céntimos).

The present project consists of the design of the air conditioning installations of an airport. For such design the project takes into account the RITE and the CTE as the applicable regulations. The system must function for 365 days a year 24 hours a day under any load condition. The airport is located on the outskirts of Zaragoza, at a distance of approximately 10 km from the city center and at an altitude of 247 m over sea level. The geometry of the building is curve. The entrance façade is orientated to the North and the boarding area is orientated to the South. The airport consists of two floors which must be air conditioned and a sheathing where the air-conditioning units will be placed. On the ground floor we can find the arrivals hall, baggage hall and a total of 119 establishments for commercial or office use. The ground floor has a total constructed area of 40.479,4 m2. On the first floor we can find the check-in lobby, boarding gates and 59 establishments for commercial or office use. This floor has a total constructed area of 41.643 m2. Finally, we can find an exterior sheathing where the different air conditioning units are located. The exterior climatic conditions for the city of Zaragoza have been obtained from the Guía Técnica de Condiciones Climáticas Exteriores de Proyecto and are the following:  Summer Dry-Bulb Temperature: 33,3ºC  Winter Dry-Bulb Temperature: -2,3ºC The interior climatic conditions have been established based on the instruction IT 1.1.4.1 of the RITE and are the following:  Summer Temperature: 25ºC  Summer Relative Humidity: 50%  Winter Temperature: 21ºC  Winter Relative Humidity: 45% Methodology and Results Once all the initial conditions have been established we can commence to develop all the calculations necessary for the design of the installation. On first place, we calculate the loads that will be sustained by each one of the establishment or areas that need acclimatization, both in summer and winter. Therefor we must have knowledge of all the materials used in the enclosures, as well as the orientation of each of the areas of study for the summer loads (climatic exterior conditions vary depending on the most unfavorable hour and month). We must also know the area occupied by each of the areas of study. Due to the great number of establishments (178 total) we decided to leave them 100 W/m2 of hot water in Winter and 200 W/m2 of cold water in Summer, this way each of the owners can select the final units that most adapt to their necessities. A total of 7 water distribution circuits have been necessary. For the rest of the area to acclimatize (arrivals hall, baggage hall, boarding, etc) the relevant load calculation was developed. For the summer loads calculations we have considered: external transmission and radiation loads and the internal loads generated by the occupants and the units and illumination. For winter loads calculations only transmission loads have been considered. Due to the great surfaces of the common areas; the load calculation was developed dividing the common areas in smaller parts in order to facilitate the air conditioning. Following this line of thought there are 2 arrivals halls, 2 baggage halls, 6 check-in lobbies and 6 boarding places, summing up a total of 16 areas. Due to the high thermal loads of this places, a total air system is selected for their acclimatize. Therefor the project needs a total of 16 air treatment units for each of the common areas, and a total of 7 units of primary air for treating the exterior air that will flow through the preinstalled air-water areas. The water is distributed among all the establishments that use the air-water system using 7 pipelines. Such pipelines will be made of iron and will be dimensioned based on the power of each establishment. Fan-coils will not be installed because it is a final unit, the current project only studies the pre-installation. Therefor the use of fan-coils will be decided by each owner. To allow the flow of water through the 7 secondary circuits (located on the ground floor) and the primary circuits (from the boilers and chiller units to the different floors and air treatment units) located on the sheathing pumps will be used and installed in duplicate. A total of 28 pumps will be needed (14 for supply and 14 for the return) for the secondary circuits and 8 pumps for the primary circuits. In the 16 places with total air system, the air will travel through an air pipe network, using diffusion elements to distribute the air. In the same way, the air will return to the air treatment units through a return pipe network with grills along it. For the air extraction, the return pipe network will be used. A total of 934 diffusers and 253 return grills have been installed throughout the different common areas. The ducts have been dimensioned establishing a maximum speed of 10 m/s on the main tranches, and 5 m/s on the final tranches. The loss established for the project was 0,12 mmca/l. The vents from the air conditioning units have been dimensioned based on the most unfavorable flow tranche, using the constant loss method. In order to produce cold and hot water 5 refrigeration units, with an average of 1673 KW nominal power (each one) and 3 boilers, with an average of 1400 KW nominal power (each one) will be used. Once the installation was designed the budget of such installation was estimated taking into account all the units and materials used, the assembly and the commissioning of the system. Such budget was 4.379.083,39 € (four million three hundred and seventy nine thousand eighty three and thirty nine cents).