Climatización y ventilación de un edificio de oficinas en Madrid
Resumen
El
objeto
de
este
proyecto
es
el
estudio
y
diseño
de
un
sistema
de
climatización
y
ventilación
en
un
edificio
destinado
a
oficinas
en
la
ciudad
de
Madrid.
Para
ello,
se
han
aplicado
todas
las
normativas
legales
vigentes
y
se
han
empleado
métodos
técnicos
y
económicos
aplicados
a
las
características
del
edificio.
El
edificio
posee
una
forma
circular.
Los
cerramientos
exteriores
verticales
se
han
realizado
con
un
muro
cortina
de
cristal
y
la
cubierta
de
hormigón
armado.
El
edificio
dispone
de
tres
plantas
y
un
sótano
dedicado
a
almacenes,
siendo
objeto
de
estudio:
planta
baja,
primera
planta
y
segunda
planta.
Cada
planta
tiene
una
superficie
de
2620,7
m2,
siendo
la
superficie
total
a
aclimatar
de
7862,1
m2.
El
sótano
y
los
baños
que
contiene
el
edificio
se
han
considerado
como
locales
no
climatizados
(LNC)
y
no
han
sido
objeto
de
estudio.
La
superficie
total
que
abarcan
las
zonas
LNC
es
de
2941,4
m2.
Cada
planta
está
dividida
en
cuatro
módulos
bien
diferenciados,
a
los
cuales
se
les
aplicarán
un
estudio
independiente
para
luego
sacar
conclusiones
generales
sobre
el
sistema
común
a
emplear.
Se
dispone
de
ocho
oficinas
en
la
segunda
planta
que
se
han
estudiado
de
forma
independiente.
El
área
total
que
ocupan
las
oficinas
es
de
137
m2
La
climatización
y
ventilación
del
edificio
debe
satisfacer
las
necesidades
de
confort
tanto
en
verano
(refrigeración)
como
en
invierno
(calefacción),
incluyendo
las
cargas
máximas
que
afectan
a
los
distintos
módulos
del
edificio.
Para
ello
se
emplea
un
sistema
de:
enfriadoras,
calderas,
climatizadores,
fan
coils,
tuberías,
conductos,
difusores
y
rejillas
para
lograr
aclimatar
de
manera
eficiente
todas
las
zonas
de
estudio
invierno,
para
las
cuales
se
han
tenido
en
cuenta
las
condiciones
externas
en
los
meses
de
julio
y
enero
respectivamente.
Las
cargas
que
afectan
al
edificio
se
clasifican
en:
exteriores
o
interiores
y
sensibles
o
latentes.
En
verano
se
tienen
en
cuenta
las
siguientes
cargas:
ocupación,
tratamiento
del
aire
exterior,
iluminación
y
aparatos
eléctricos,
transmisión
por
LNC,
transmisión
por
fachadas,
transmisión
por
cubierta
e
irradiación
a
través
de
cristales.
Además,
para
hallar
la
carga
máxima
de
cada
módulo
o
del
edificio
en
su
totalidad,
se
ha
realizado
un
estudio
de
las
distintas
horas
del
día
candidatas
a
producir
la
máxima
carga,
ya
que
hay
que
jugar
con
las
cargas
que
producen
la
irradiación
y
la
transmisión.
En
invierno
solo
se
tendrán
en
cuenta
las
cargas
exteriores
por
transmisión
y
las
de
tratamiento
del
aire
exterior,
ya
que
las
demás
cargas
internas
son
favorables
a
la
calefacción
el
edificio.
Las
cargas
por
transmisión
se
verán
acrecentadas
por
los
factores
de
régimen
y
viento,
que
son
diferentes
según
la
orientación
de
las
fachadas
del
edificio.
El
aire
exterior
debe
seguir
siendo
tratado
para
asegurar
la
ventilación,
aunque
en
el
cálculo
de
cargas
se
considere
el
edificio
vacío.
Una
vez
calculadas
las
cargas
del
edificio,
se
ha
escogido
el
sistema
de
climatización
y
ventilación.
Para
ello,
no
se
ha
sumado
la
carga
máxima
de
cada
módulo,
si
no
que
se
ha
dimensionado
el
sistema
tratando
al
edificio
como
un
solo
conjunto
y
se
ha
aplicando
factores
de
simultaneidad
de
ocupación
e
iluminación
para
evitar
así
su
sobredimensionamiento.
La
carga
total
a
tratar
será
de
965,5
kW
en
verano
y
de
1049
kW
en
invierno.
Se
ha
escogido
un
sistema
de
climatización
de
cuatro
tubos,
dos
para
refrigeración
y
dos
para
calefacción.
El
agua
caliente
está
generada
por
dos
calderas
de
condensación
a
gas
Vitocrossal
200
modelo
CM2
de
620
kW.
El
agua
fría
está
generada
por
dos
enfriadoras
por
condensación
de
aire
de
506
kW
marca
CARRIER
modelo
30RB
262-‐802.
Estos
equipos,
puestos
en
paralelo,
son
capaces
de
funcionar
independientemente
y
aislados
entre
sí.
Todos
los
equipos
de
generación
están
ubicados
en
la
parte
superior
derecha
de
la
cubierta
del
edificio.
La
renovación
del
aire
se
ha
llevado
acabo
mediante
un
sistema
de
climatización
de
cuatro
climatizadores.
Estas
baterías
se
encargan
de
tratar
el
aire
primario
e
introducirlo
en
los
diferentes
fan-‐coils
para
cumplir
las
exigencia
de
calidad
de
aire
IDA
2
del
RITE.
Cada
climatizador
trata
el
aire
de
un
mismo
módulo
para
las
tres
plantas.
Debido
a
la
complicada
atención
de
las
exigencias
locales
de
aire
primario
por
parte
de
este
sistema,
se
ha
instalado
en
cada
planta
y
antes
de
cada
fan-‐coil
compuertas
de
control
de
caudal
automáticas.
El
tratamiento
de
las
cargas
locales
de
cada
módulo
se
ha
llevado
a
cabo
por
un
sistema
de
fan-‐coils.
Cada
módulo
posee
tres
fan-‐coils
Termoven
CF-‐51
(siendo
en
total
de
treinta
y
seis)
capaces
de
contrarrestar
las
cargas
máximas
que
se
puedan
producir
en
cada
módulo.
Las
oficinas,
debido
a
su
menor
tamaño
y
poca
ocupación,
se
han
aclimatado
con
ocho
fan-‐coils
tipo
cassette
del
modelo
FCS
de
la
empresa
Termoven.
La
distribución
de
agua
desde
los
equipos
de
producción
a
las
distintas
baterías,
está
constituido
por
un
sistema
de
tuberías,
siendo
el
agua
motivada
por
un
sistema
de
bombas.
Existen
diez
circuitos
independientes
entre
si:
uno
para
enfriadoras
con
tres
bombas
(una
auxiliar),
uno
para
las
dos
calderas
con
tres
bombas
(una
de
auxiliar),
dos
circuitos
(calefacción
y
refrigeración)
para
las
baterías
de
climatizadores
con
dos
bombas
cada
circuito
(una
auxiliar),
seis
circuitos
(calefacción
y
refrigeración)
correspondientes
a
las
tres
plantas
con
dos
bombas
cada
circuito
(una
auxiliar).
Cada
bomba
se
encarga
de
contrarrestar
la
pérdida
de
presión
de
cada
circuito
de
tuberías
debido
a:
la
fricción
con
la
tubería,
los
cambios
de
flujo
debidos
a
tes,
codos
y
reducciones,
pérdidas
en
las
baterías,
valvulería,
elementos
antivibratorios
y
filtros.
En
el
dimensionamiento
de
las
tuberías,
se
ha
limitado
la
velocidad
del
agua
a
2
m/s
y
una
pérdida
de
carga
máxima
por
metro
lineal
de
30
mm.c.a.
El
sistema
de
válvulas
asegura
el
control
del
caudal
y
la
presión
de
los
circuitos.
Las
tuberías
son
de
acero
DIN
2240
y
DIN2448
electrosoldado
longitudinalmente.
Existen
tres
tipos
de
circuitos
de
conductos.
Uno
de
ellos
va
desde
los
climatizadores
exteriores
hasta
los
fan-‐coils
con
el
aire
primario.
Los
otros
dos
tipos
de
circuitos
corresponden
a
cada
fan-‐coil
(salvo
los
de
tipo
cassette).
Éstos
poseen
un
conducto
de
impulsión
y
otro
de
retorno
de
aire
secundario
para
lograr
el
intercambio
de
calor
deseado
en
el
módulo.
Cada
circuito
de
conductos
posee
una
compuerta
contraincendios.
Para
dimensionar
los
conductos,
se
ha
establecido
un
máximo
de
perdida
de
carga
de
0,1
mm.c.a
por
metro
lineal
y
una
velocidad
máxima
de
10
m/s.
Los
tubos
son
rectangulares
debido
a
la
falta
de
espacio
en
el
falso
techo.
Siempre
que
se
pueda,
se
mantendrá
la
medida
en
un
lado
en
el
conducto
rectangular.
Los
conductos
de
los
que
se
disponen
en
la
instalación
son
de
chapa
galvanizada,
aislados
con
protección
de
aluminio
y
de
tipo
Climaver
fibra
de
vidrio
Climaver
Neto.
Se
ha
establecido
un
ventilador
por
fan-‐coil,
motivando
el
aire
tanto
en
el
conducto
de
impulsión
como
el
de
retorno.
Los
climatizadores
poseen
su
propio
ventilador.
Estos
ventiladores
combaten
las
pérdidas
de
carga
del
recorrido
más
desfavorable
del
circuito
debidas
a:
fricción
en
conductos,
cambios
de
caudal,
pérdidas
en
difusión
y
compuertas.
La
difusión
del
aire
procedente
del
conducto
de
impulsión
de
los
fan-‐coils
es
llevada
a
cabo
por
noventa
y
nueve
difusores
circulares
Trox
600x48
mm
de
la
empresa
Technik.
Se
ha
respetado
una
distancia
mínima
en
su
colocación
y
no
superan
un
máximo
de
45
dB
de
potencia
sonora.
Están
distribuidos
de
manera
que
se
consiga
una
homogeneización
de
la
carga.
Se
han
colocado
un
total
de
treinta
y
dos
rejillas
Trox
525Hx525L
mm
de
la
empresa
Technik
para
el
retorno
del
aire
secundario,
para
después
pasar
a
mezclarse
con
el
aire
primario
antes
de
llegar
al
fan-‐coil.
Respetan
una
distribución
para
un
retorno
homogéneo
del
aire.
Se
han
aislado
las
tuberías
y
los
conductos
correctamente
para
no
perder
más
de
un
4%
de
la
potencia
que
transportan.
Además,
cuando
estén
expuestos
a
la
intemperie,
dispondrán
de
una
protección
de
aluminio
sobre
el
aislante
de
0,6
mm.
Los
espesores
de
los
aislante
se
pueden
consultar
en
la
sección
IT
1.2.4.2
del
RITE.
De
acuerdo
con
la
normativa
de
instalaciones
superiores
a
70
kW,
se
debe
de
llevar
una
serie
de
controles,
revisiones
y
mantenimientos
preventivos
según
contempla
la
IT
3.3
del
RITE.
Se
ha
cumplido
con
la
normativa
IT
1.3.4.3
contra
incendios.
El
presupuesto
total
del
proyecto
es
de
1.746.394,08
euros. The
target
of
this
project
is
to
study
and
design
the
air
conditioning
and
ventilation
of
an
office
building
in
Madrid.
To
do
that,
the
valid
laws
and
the
technical
and
economic
methods
have
been
applied
to
the
building
characteristics.
The
building
shape
is
circular.
The
building
vertical
envelopes
have
been
designed
with
glass
and
the
roof
has
been
built
with
concrete.
The
building
is
provided
with
three
floors
and
one
cellar
for
warehouses.
Each
floor
has
2.620
m2,
with
an
overall
conditioning
area
of
7862,1
m2.
The
toilets
and
the
cellar
have
not
been
studied
in
this
project,
so
they
have
been
treated
as
non-‐conditioned
areas
(LNC).
The
whole
LNC
have
occupied
2941,4
m2.
The
floor
lay
out
consists
of
four
well-‐
differentiated
sectors,
which
have
been
studied
in
a
separate
manner
to
then
make
common
conclusions
about
the
conditioning
system
election.
There
are
8
offices
in
the
second
floor,
which
have
been
divided.
All
the
offices
occupied
an
area
of
137
m2.
The
conditioning
and
ventilation
of
the
building
has
to
accomplish
the
requirements
of
comfort
in
summer
(cooling)
and
winter
(heating),
including
the
maximum
charges
that
affect
the
different
sectors.
A
system
of:
chillers,
boilers,
conditioners,
fan-‐coils,
diffusors
and
return
grills
have
been
used
in
an
efficient
way
to
fulfill
the
conditioning
objectives.
The
first
part
of
this
project
is
concerned
with
thermical
loads
in
summer
and
winter,
where
the
maximum
loads
of
the
external
conditions
in
July
and
January
have
been
taken
into
account.
The
loads
are
divided
in:
externals
or
internals
and
sensitive
and
latent.
These
are
the
charges
that
have
been
considered
in
summer:
occupation,
treatment
of
the
external
air,
illumination,
electric
devices,
transmission
loads
due
to
LNC,
transmission
loads
due
to
the
roof
and
irradiation
through
the
glass
wall.
To
calculate
the
maximum
sector
or
building
load,
it’s
necessary
to
study
the
possible
hours
which
are
likely
of
producing
the
maximum
load,
this
is
due
to
the
fact
that
irradiation
and
transmission
have
different
maximums
loads
depending
on
time.
In
winter,
the
external
loads
are
the
only
ones
that
have
been
considered,
as
the
other
internal
loads
make
a
favourable
contribution
to
the
building
heating.
The
transmission
loads
have
been
increased
by
the
regime
and
wind
factors,
which
are
different
due
to
the
building
facade
orientation.
The
external
(primary)
air
has
to
be
conditioned
to
ensure
the
ventilation,
in
spite
of
the
fact
that
the
calculation
of
the
building
has
been
considered
without
occupation.
Once
calculated
the
building
loads,
a
conditioning
and
ventilation
system
has
been
chosen.
To
calculate
this
system,
the
maximum
loads
of
each
sector
haven’t
been
summed
to
obtain
the
overall
result,
instead
the
system
has
been
designed
to
condition
the
whole
building
as
an
unique
sector.
They
have
been
applied
with
a
simultaneous
factors
for
illumination
and
occupation
to
avoid
oversizing.
The
overall
load
to
condition
is
965,5
kW
in
summer
and
1049
kW
in
winter.
A
four
pipe
systems
has
been
chosen,
two
of
them
are
dedicated
to
cooling
and
the
other
two
are
for
the
heating
system.
The
hot
water
is
produced
by
two
gas-‐condensed
boilers
Vitocrossal
200
CM2
model
of
620
kW.
Two
air-‐condensed
chillers
Carrier
30RB
262-‐802
of
506
kW
produce
the
cold
water.
These
units
have
been
connected
in
parallel
and
they
are
capable
of
working
independently
and
in
an
isolated
manner.
Four
conditioners
arranged
on
the
roof
drive
the
internal
air
renovation.
They
are
the
responsible
of
conditioning
the
primary
air,
which
will
be
led
to
the
fan-‐coil
system
placed
in
the
building
sectors.
The
quality
of
the
air
has
to
fulfill
the
IDA
2
specified
in
the
RITE.
Each
condicionator
conditions
the
same
sector
in
the
three
studied
floors.
With
this
system,
it’s
very
difficult
to
provide
the
local
primary
air
required
per
fan-‐coil
and
floor,
thus
there
have
been
automatic
control
flow
gates
installed.
The
conditioning
of
the
local
loads
of
each
sector
consists
of
a
fan-‐coil
system.
Each
sector
has
three
fan-‐coils
Termoven
CF-‐51.
All
together
they
are
capable
of
fighting
the
maximum
loads
that
can
be
produced
in
each
sector.
The
offices,
due
to
their
smaller
size
and
their
dew
occupation,
have
been
conditioned
with
eight
fan-‐coils
cassette
FCS
model
of
the
Termoven
company.
The
distribution
of
the
water
from
de
production
units
to
the
fan-‐coils
and
conditioners,
are
constituted
by
a
pipe
system.
The
water
is
driven
with
electropumps.
There
are
eight
independent
pipe
loops:
one
for
the
chillers
with
three
pumps
(one
is
auxiliary),
one
for
the
boilers
with
three
pumps
(one
is
auxiliary),
two
pipe
loops
(cooling
and
heating)
for
the
conditioners
with
two
pumps
each
one
(one
is
auxiliary),
six
pipe
loops
(cooling
and
heating)
corresponding
to
the
three
floors
with
two
pumps
(one
is
auxiliary).
Each
pump
has
to
be
capable
to
overcome
the
pressure
drop
of
its
corresponding
loop.
This
pressure
drop
is
due
to:
the
pipe’s
friction,
changes
of
the
flux
path
(t
forms,
reductions
or
elbows),
valves,
pressure
drops
in
the
conditioners
and
the
fan-‐coils,
antivibrations
devices
and
filters.
To
size
the
pipes,
the
water
speed
has
been
limited
at
2
m/s
and
the
pressure
drop
per
linear
meter
has
been
restricted
to
30
mm.c.a.
The
valve
system
ensures
a
right
control
of
the
flow
and
the
pressure
of
each
pipe
loop.
The
pipes
are
arranged
by
steel
Din
2240
and
Din
2448
with
a
longitudinal
electrowelded.
There
are
three
different
ductworks.
One
of
them
is
leaded
from
the
primary-‐air
conditioners
to
the
fan-‐coils.
Each
fan-‐coil
(except
the
cassettes
one)
with
an
impulsion
and
return
duct
of
secondary
air
to
achieve
the
heat
exchange
in
each
sector.
To
size
of
the
ductwork,
it
has
been
established
two
constraints:
the
threshold
velocity
in
the
ductwork
is
10
m/s
and
the
maximum
pressure
drop
per
linear
meter
is
0,1
mm.c.a.
The
ducts
have
a
rectangular
section
due
to
the
building
is
short
of
space
in
the
ceiling.
If
it
is
possible,
one
size
of
the
rectangle
should
be
kept.
The
ducts
are
made
of
galvanized
sheet
isolated
and
with
aluminium
protection
and
Climaver
fiberglass,
Climaver
Neto
type.
One
fan
per
fan-‐coil
has
been
chosen,
driving
the
air
through
the
impulsion
and
return
duct.
The
conditioners
have
their
own
fan.
These
fans
have
to
have
enough
power
to
impulse
the
air
through
the
most
unfavourable
pressure
drop
path.
The
diffusion
of
the
secondary
air
is
driven
by
ninety
diffusors
Trox
600x48
mm
of
Technik
Company.
They
respect
a
minimum
distance
among
them
in
their
emplacement
and
they
are
behind
the
noise
threshold
of
45
dB.
The
lay
out
of
the
diffusors
achieves
a
homogenization
of
the
conditioned
air.
Thirty-‐two
put
grids
Trox
525Hx525L
mm
of
Technik
Company
for
the
return
of
the
secondary
air
have
been
put.
After
the
return,
the
air
gets
back
again
to
the
fan-‐coil,
crossing
a
mixer
where
the
primary
and
secondary
air
are
mixed.
All
the
pipes
and
the
ducts
have
been
isolated
properly
to
not
loosing
more
than
a
4%
of
the
power
that
they
lead.
Therefore,
when
they
are
exposed
to
weather,
they
have
been
protected
with
a
0,6mm
protector
layer
of
aluminium.
The
thickness
of
the
insulator
can
be
found
in
section
IT
1.2.4.2
of
the
RITE.
According
to
the
regulations
that
apply
to
installations
with
a
consumption
higher
than
70
kW
of
the
IT
3.3
RITE,
it
is
necessary
to
make
preventive
controls,
revisions
and
maintenances.
The
regulations
IT
1.3.4.3
of
RITE
against
fire
have
been
fulfilled.
The
total
budget
of
the
project
is
1.746.394,08
euros.