Climatización de un edificio de oficinas en Barcelona

Abstract

Este proyecto tiene por objeto la climatización de un edificio de oficinas situado en la ciudad de Barcelona, ajustándose a las condiciones técnicas y legales que le son de aplicación y garantizando unas condiciones de habitabilidad en términos climáticos adecuados. El edificio se compone de tres plantas sobre rasante, con una superficie de 3528 m2, más dos plantas subterráneas de aparcamiento, las cuales no se incluyen en el estudio al no estar climatizadas. La superficie total del edificio es de 10.850 m2. La planta del edificio es trapezoidal, con fachadas principales de orientación norte y sur. El cerramiento exterior está compuesto en su totalidad por cristal en sus orientaciones norte y sur. El edificio cuenta con dos accesos principales situados en las fachadas norte y sur. Este proyecto tiene por objeto la climatización de un edificio de oficinas situado en la ciudad de Barcelona, ajustándose a las condiciones técnicas y legales que le son de aplicación y garantizando unas condiciones de habitabilidad en términos climáticos adecuados. El edificio se compone de tres plantas sobre rasante, con una superficie de 3528 m2, más dos plantas subterráneas de aparcamiento, las cuales no se incluyen en el estudio al no estar climatizadas. La superficie total del edificio es de 10.850 m2. La planta del edificio es trapezoidal, con fachadas principales de orientación norte y sur. El cerramiento exterior está compuesto en su totalidad por cristal en sus orientaciones norte y sur. El edificio cuenta con dos accesos principales situados en las fachadas norte y sur. La planta baja está compuesta por un vestíbulo de entrada, una pequeña sala de oficinas, así como por un auditorio. Se trata de un auditorio de doble altura (planta baja y primera). Tanto la primera como la segunda planta están formadas en su totalidad por oficinas (y el auditorio en el caso de la primera), salas de reuniones, despachos y zonas comunes. Las instalaciones a desarrollar comprenderán la totalidad de los sistemas de refrigeración y calefacción necesarios durante todos los días del año, por lo tanto se han dimensionado los equipos teniendo en cuenta los supuestos más desfavorables en términos energéticos Las condiciones climáticas interiores se han establecido en 24ºC y una humedad relativa del 50% en verano y 22ºC en invierno. Para realizar el cálculo de las cargas, se han tenido en cuenta aquellos valores que supongan alejarse de las condiciones de confort. En verano se contemplan las cargas exteriores de transmisión, radiación, así como las cargas interiores de ocupación, iluminación y equipos que aportan calor al edificio. En invierno se consideran solamente las pérdidas exteriores de transmisión, que enfrían el edificio. En ambos casos se evitarán las cargas por infiltración al crearse una sobrepresión en el edificio. Una vez obtenidas las cargas, se procederá a la selección de los equipos correspondientes. En todas las estancias se utilizarán fan-coils tipo cassette a cuatro tubos, salvo en el vestíbulo de la planta baja, el salón de actos y las oficinas de la primera planta, cuyo aire será tratado por completo mediante climatizadores. Se han proyectado un total de 58 fan-coils y 5 climatizadores.La producción de agua caliente se realizará mediante dos calderas de baja temperatura de 120 kW cada una, mientras que el agua fría se obtendrá de dos enfriadoras de 273 kW de potencia unitaria. Para transportar el agua entre la caldera, el grupo frigorífico, los climatizadores y los fancoils se utilizarán tuberías de acero, las cuales se dimensionarán asegurándose que las pérdidas de carga sean inferiores a 20 mm.c.a./ml y que la velocidad del fluido no supere los 2 m/s. Se instalarán 12 bombas simples de rotor húmedo para vencer la perdida de carga de los circuitos de agua. Cada circuito dispondrá de dos bombas en paralelo de la misma potencia máxima calculada, asegurando el correcto funcionamiento de la instalación en caso de avería. Para absorber el aumento de volumen del agua de la instalación producido por el incremento de temperatura, se dispondrá de vasos de expansión de tipo cerrado, uno para el circuito de agua fría y otro para el de agua caliente. Asimismo, se ha diseñado una red de conductos que permita transportar el aire primario desde los climatizadores a los fan-coils. Este aire primario intercambiará calor con las tuberías de agua y se mezclará con el aire de retorno, para ser expulsado a la temperatura y humedad requerida. En el caso de los módulos acondicionados mediante climatizadores, el aire se enviará por los conductos de impulsión de acuerdo con las condiciones de temperatura y humedad establecidas, distribuyéndose por la habitación mediante difusores. La extracción y el retorno utilizarán un mismo circuito, entrando el aire en los conductos a través de las rejillas distribuidas Se han seleccionado los conductos de aire teniendo en cuenta que se prevé una velocidad de fluido inferior a 10 m/s en redes generales e inferior a 5 m/s en ramales finales y elementos de difusión. También se ha tenido en cuenta el criterio de perdida de carga constante, siendo este de 0,1 mm.c.a/ml para conductos de impulsión y de 0,08 mm.c.a/ml para conductos de retorno. Para impulsar el aire a través de los conductos se instalarán 8 ventiladores de tipo centrífugo en el interior de los climatizadores. Se han dimensionado atendiendo a la perdida de carga más desfavorable de cada circuito. Por último se han seleccionado las rejillas y difusores teniendo en cuenta la sección calculada del conducto en el ramal final, una velocidad de salida del aire entre 2 m/s y 5 m/s y una potencia sonora inferior a 45 dB En el proyecto se adjuntan las hojas de cálculo y tablas empleadas así como los catálogos de los equipos seleccionados. También se incluyen los planos de tuberías y conductos del edificio con sus correspondientes esquemas de principio. El importe total del presupuesto de los equipos de aire acondicionado y calefacción, los materiales, el montaje y la puesta en marcha de la instalación de climatización del edificio de oficinas situado en Barcelona asciende a la cantidad de 1.424.453€ (un millón cuatrocientos veinticuatro mil cuatrocientos cincuenta y tres euros) antes de impuestos.

The objective of this project is the climate control of an office building located in the city of Barcelona, in accordance with the applicable legal and technical requirements, and assuring adequate living conditions in climate terms. The building consists of three floors above ground level, with a surface of 3.528 m2 and two additional underground parking floors, which are not subject to climate control and, therefore, not included in the analysis. The total building surface is up to 10.850 m2. The building exhibits a rectangular floor plan, and has north and south main facades with two main accesses to the building. The outer enclosure is fully made up of glass. The ground floor consists of an entrance hall, a small office room, as well as an auditorium. It is a double-height auditorium (ground and first). Both the first and the second floors are made entirely of offices (and the audience in the first floor), meeting rooms, offices and common areas. Project’s facilities will include the cooling and heating systems required all year round. Accordingly, the systems have been sized taking into account the most unfavorable conditions energy wise. The climate values inside the building have been fixed at 24ºC and a relative humidity of 50% in summer, and 22ºC in winter. In the computation of the loading factors, it has been considered those values that would imply to move away from the comfort zone. In summer, transmission, sun radiation are taking into account, as well as those inside loads related to the building occupation levels, lighting, and heatgenerating devices. In winter, it has been only taken into account transmission outside leaks that cool the building. In both cases, infiltration related loads will be avoided due to the overpressure that will exist in the building. Load calculation has been followed by the selection of the required equipment. All rooms and spaces will be equipped with four-tube cassette fan coil units, with the exception of the hall, the auditorium and the offices of the first floor where air will be fully processed using an air handler. The project envisages a total of 58 fan coils and 5 air handling units. Two 120 kW-low-temperature boilers will take care of the production of hot water, whereas cold water will be obtained from two 273 kW-chiller units. Steel pipes will be used for water transportation between the boiler, the chiller unit, the airconditioning systems, and the fan coils. They will be dimensioned to assure that load leakage stays below 20 mm.Wg./m and that fluid speed does not exceed 2 m/s. To overcome load leakage in water circuits, 12 simple-humid-rotor pumps will be installed. Each circuit will have in parallel two pumps of the same calculated power to assure the proper functioning of the facility in case of failure. Two closed-expansion vessels will absorb the increase in water volume due to temperature rise, one for the cold-water circuit and the other one for the hot-water circuit. Additionally, it has been designed a pipe network that will allow transporting the primary air from the air handling units to the fan coils. This primary air will interchange heat with the water tubes and will be mixed with the return air to be expelled out at the required temperature and humidity. In the hall, the auditorium and the offices of the first floor, air will be sent through the supply ducts in accordance with the temperature and humidity fixed conditions, distributing it across the room by means of diffusors. Air extraction and return will occur through the same circuit. Air will enter the ducts through the grills spread across these places. Air ducts have been selected considering an expected fluid speed lower than 10 m/s in the general network and lower than 5 m/s in the final branch lines and diffusion elements. It has also been taken into account the criterion of constant load loss, which amounts to 0.1 mm.Wg./m for the supply ducts and to 0.08 mm.Wg./m for the return ducts. To drive the air through the ducts 8 centrifugal fans will be installed inside the air handling units. These fans have been dimensioned considering the most unfavorable load loss in each circuit. Finally, grills and diffusors have been chosen bearing in mind the section computed in the final branch lines, an exit air speed between 2 m/s and 5 m/s, and a sound power below 45 dB. The tables and spreadsheets used in the project are included, as well as the brochures of the selected equipment. Likewise, duct and pipeline building plans are attached together with their related schematic layouts. The budget for the air-conditioning and heating equipment, other material, and setup of a climate control facility in a office building located in Barcelona amounts to 1.424.453 (one million four hundred twenty four thousands four hundred fifty three) before taxes.