Climatización de un Hospital en la ciudad de Madrid

Abstract

El objetivo de este proyecto consiste en la climatización de la planta baja de un hospital situado en la ciudad de Madrid. El sistema de climatización se va a desarrollar teniendo en cuenta las condiciones técnicas y legales recogidas en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE). La zona de la planta baja a climatizar tiene forma rectangular con 4479,44 m2 totales de superficie. Dispone de patios interiores, cuatro de misma dimensión y forma rectangular situados en la zona central; cinco de misma dimensión y forma cuadrada situados en la zona sur, y cuatro rectangulares situados en la zona norte. Se distinguen ocho áreas diferentes en función de los diferentes departamentos médicos distribuidos en la planta baja. Las instalaciones de climatización incluyen los sistemas de calefacción y refrigeración para conseguir mantener el estado de bienestar en el interior del edificio durante todas las estaciones del año. Con el objetivo de garantizar estas condiciones óptimas, la temperatura en el interior se debe encontrar entre los 23 y 25 grados C en verano y entre los 21 y 23 grados C en invierno. La humedad relativa estará comprendida entre el 45 y 60 % en verano y entre el 40 y 50 % en invierno. Las diferentes cargas térmicas provocan un desequilibrio en las condiciones de confort deseadas dentro del edificio. Para el cálculo de las cargas se tienen en cuenta las condiciones exteriores de partida explicadas en el apartado de Hipótesis de Diseño. Las condiciones climáticas elegidas son las más desfavorables, es decir, las de percentil 0,4% en verano y 99,6% en invierno. Las cargas externas en verano son la radiación solar y la transmisión a través de cristales y muros. Las cargas internas, iluminación, ocupación y procesos internos que son el uso de equipos médicos. En invierno las cargas sensibles son: pérdidas por transmisión en muros exteriores, vidrios y techo, y pérdidas por transmisión entre salas climatizadas colindantes con salas no climatizadas (LNC, Locales No Climatizados). No se consideran infiltraciones porque las estancias están sometidas a sobrepresión. Una vez conocidas las cargas que soporta cada una de las estancias, se procede a elegir los equipos necesarios para mantener las condiciones de confort: Los climatizadores se emplean en aquellos locales en los que las cargas a combatir son mayores o en los que sea necesario un tratamiento específico del aire. Las estancias tratadas de esta manera son las que están localizadas en la zona oeste de la planta baja y en los locales donde se encuentran los equipos de radiología. Los fancoils sirven para climatizar los locales en los que la carga a combatir no es tan elevada. Se sitúan en el falso techo de cada sala, por lo que el aire climatizado se produce dentro de la misma. La red de tuberías se encarga de suministrar agua fría y caliente a todo el edificio. Las tuberías transportan el agua desde las centrales de producción de agua hasta los fancoils o climatizadores de cada sala. Esta red consta de cuatro tuberías (impulsión y retorno de agua fría y caliente). Para su diseño se calcula el caudal total e individual que requiere cada estancia y con esos datos se puede determinar el caudal por cada tramo de tubería y el diámetro necesario. El sistema de producción de agua caliente se diseña para que la eficiencia energética sea máxima. En vista del valor de potencia calorífica demandada por el total de climatizadores y fancoils, se decide la instalación de una central térmica compuesta por una caldera de tipo Aldin EuroBongas BT-2/13 I que puede llegar a producir 220,3 kW. En vista del valor de potencia frigorífica demandada se decide la instalación de un único dispositivo de la marca MITSUBISHI ELECTRIC Climaveneta, de la serie NX-W 1104. Este tiene una capacidad de 359 kW, con la que quedan cubiertos los 314,8 kW demandados. Las bombas se instalan en el circuito secundario de tuberías para impulsar el agua a través de estas tuberías de forma eficiente. Se utilizan cuatro bombas, dos para el circuito de agua caliente y otras dos para el circuito de agua fría. Se dispone de cuatro bombas adicionales como repuesto en caso de avería. Las bombas elegidas de la marca WILO, operan con un caudal crítico, que es la suma del caudal demandado de cada estancia que corresponde a la zona en la que se encuentre la red de tuberías para cada bomba. La red de conductos trasporta el aire tratado a todas las salas a climatizar de la planta baja del hospital. Para determinar las características de la red de conductos se ha de calcular el rozamiento total en cada tramo de la red. El aire circula desde las zonas limpias a las sucias para garantizar la ausencia de gérmenes o sustancias nocivas en el hospital. En cuanto a los accesorios de la red, las rejillas son los elementos terminales que permiten la admisión de aire de las salas, de vuelta al climatizador. Los difusores distribuyen el aire impulsado en cada una de las salas. Están situados en el falso techo. La elección de los equipos se basa en el Pliego de Condiciones de este documento de proyecto. Se buscan equipos con las mejores características y con el mejor precio. El cálculo del presupuesto total de la instalación es de 653.076,206 euros.

The aim of this project is the design of the air conditioning system of the first floor in a hospital located in the city of Madrid. The air conditioning system will be developed considering the technical and legal conditions set out in the Regulation of Thermal Installations in Buildings (RITE). The first-floor area has a rectangular shape with a total surface area of 4479,44 m2. It has interior courtyards, four of the same size and rectangular shape located in the central area; five of the same size and square shape located in the south area, and four rectangular ones located in the north area. Eight different areas are distinguished according to the different medical departments distributed on the first floor. The air conditioning installations include heating and cooling systems to maintain the state of well-being inside the building during all seasons of the year. To guarantee these optimum conditions, the indoor temperature should be between 23 and 25 degrees C in summer and between 21 and 23 degrees C in winter. The relative humidity shall be between 45 and 60% in summer and between 40 and 50% in winter. The different thermal loads cause an imbalance in the desired comfort conditions inside the building. To calculate the loads, the starting external conditions explained in the Design Hypothesis section are considered. The climatic conditions chosen are the most unfavorable, 0.4% percentile in summer and 99.6 % in winter. External loads in summer are solar radiation and transmission through glass and walls. The internal loads are lighting, occupancy, and internal processes, which are the use of medical equipment. In winter the sensitive loads are: transmission losses in exterior walls, glass and roof, and transmission losses between air-conditioned rooms adjacent to non-air-conditioned rooms. Infiltrations are not considered because the rooms are subjected to overpressure. Once the loads are calculated, it is necessary to choose and design the equipment to maintain comfort conditions: Air conditioners are used in those rooms where the loads to be combated are greater or where specific air treatment is necessary. The rooms treated in this way are those located on the west side and in the rooms where the radiology equipment is located.

Fancoils are used to air-condition rooms where the thermal load to be fought is not so high. They are placed in the false ceiling of each room, so that the conditioned air is produced inside the room. The piping network is responsible for supplying hot and cold water to the entire building. The pipes transport the water from the water production plants to the fan coils or air conditioners in each room. This network consists of four pipes (supply and return of hot and cold water). For its design, the total and individual flow rate required by each room is calculated and with this data the flow rate for each pipe section and the necessary diameter can be determined. Hot water production system is designed for maximum energy efficiency. In view of the heating power demanded by the total number of air conditioners and fan coils, it is decided to install a thermal power plant consisting of an Aldin EuroBongas BT-2/13 I boiler capable of producing 220,3 kW. In view of the cooling capacity required, it was decided to install a single MITSUBISHI ELECTRIC Climaveneta NX-W 1104 series device. This has a capacity of 359 kW. Pumps are installed in the secondary piping circuit to drive the water through these pipes efficiently. Four pumps are used, two for the hot water circuit and two for the cold-water circuit. Four additional pumps are available as spare parts in case of failure. The chosen pumps operate with a critical flow rate, which is the sum of the demanded flow rate of each room corresponding to the zone in which the piping network for each pump is located. The duct network conveys the treated air to all rooms. To determine the characteristics of the duct network, the total friction in each section of the network must be calculated. The air circulates from clean to dirty areas to ensure the absence of germs or harmful substances in the hospital. The grilles are the terminal elements that allow the admission of air from the rooms, back to the air conditioner. The diffusers distribute the supply air in each of the rooms. The choice of equipment is based on the specifications of this document (Pliego de Condiciones). The total budget estimated for the installation is 653.076,206 euros.