Diseño del sistema de climatización de un edificio de oficinas en Badajoz

Abstract

El objetivo de este proyecto es diseñar y evaluar una solución de climatización eficaz para un edificio de oficinas en Badajoz. El objetivo principal de este proyecto es crear un lugar de trabajo cómodo y saludable para los trabajadores mientras se optimiza el consumo de energía y se reduce el impacto ambiental. La elección de los equipos adecuados, la distribución del aire y la implementación de tecnologías avanzadas para el control y monitoreo del clima interior serán parte del diseño del sistema de climatización, con el fin de garantizar que todas las instalaciones cumplan con los estándares actuales de eficiencia energética y confort térmico.

La creciente importancia de la sostenibilidad y la eficiencia energética en el sector de la construcción fue la motivación para elegir este proyecto. Los edificios de oficinas, que representan una porción importante del consumo energético urbano, deben incorporar soluciones innovadoras de climatización para enfrentar el cambio climático y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Badajoz, debido a su clima continental y sus veranos extremadamente calurosos, presenta un desafío especial para el diseño de sistemas de climatización que puedan mantener un ambiente interior cómodo sin consumir demasiada energía.

El edificio está formado por tres volúmenes, cada uno con una altura de tres pisos (baja más dos), orientados transversalmente a la parcela. Cada volumen tiene un ancho de 15.60 m y una longitud de alrededor de 45 m. El soportal se forma al retranquear el volumen central en la planta baja. Estos volúmenes se conectan por su extremo suroeste en sus dos últimas crujías, creando un edificio en forma de peine. En un lado de los volúmenes ("dientes" del peine) se forman dos áreas abiertas que conectan con el jardín al aire libre y concentran las circulaciones verticales y accesos. Estos espacios, denominados "Atrios", también sirven como áreas de desahogo para las oficinas que miran hacia ellos. En el extremo noreste, el patio se cierra en forma de L, uniendo el último volumen con el resto del edificio mediante una barra longitudinal, que también forma un soportal en planta baja. Este patio se cierra al noroeste con un volumen independiente, que alberga un núcleo de aseos y está girado 45º respecto al resto del edificio. Las cargas térmicas se calcularán despacho por despacho y consisten en la carga de la radiación solar, la carga de ocupación, infiltración, transmisión de calor a través de las paredes y equipos que presentes en cada uno de los despachos.

En este proyecto se dimensionarán los equipos de climatización según las cargas térmicas calculadas, que son 1320 kW de refrigeración para el verano y 585 kW de calefacción para el invierno.

Con las cargas térmicas se dimensionarán todos los equipos necesarios para climatizar el edificio, estos equipos son los siguientes: enfriadoras, calderas, fancoils, climatizadores, bombas, conductos de aire de impulsión y retorno, tuberías de agua caliente y fría y por ultimo las rejillas de impulsión y retorno. Por último, se ha calculado un presupuesto para el total del sistema de climatización según los equipos seleccionados anteriormente, por un total de 2.421.382,61euros.

The objective of this project is to design and evaluate an efficient climate control solution for an office building in Badajoz. The main goal is to create a comfortable and healthy workplace for the employees while optimizing energy consumption and reducing environmental impact. The selection of appropriate equipment, air distribution, and the implementation of advanced technologies for the control and monitoring of the indoor climate will be part of the HVAC system design, ensuring that all installations comply with current standards of energy efficiency and thermal comfort. The growing importance of sustainability and energy efficiency in the construction sector was the motivation for choosing this project. Office buildings, which represent a significant portion of urban energy consumption, must incorporate innovative climate control solutions to address climate change and the need to reduce greenhouse gas emissions. Badajoz, with its continental climate and extremely hot summers, presents a particular challenge for the design of HVAC systems that can maintain a comfortable indoor environment without excessive energy consumption. The building consists of three volumes, each with a height of three floors (ground plus two), oriented transversely to the plot. Each volume is 15.60 m wide and approximately 45 m long. The central volume is recessed on the ground floor, creating a portico. These volumes connect at their southwest end in their last two bays, forming a comb-shaped building. On one side of the volumes (the "teeth" of the comb), two open areas connect to the outdoor garden and concentrate the vertical circulation and access points. These spaces, called "Atriums," also serve as relief areas for the offices facing them. At the northeast end, the patio is enclosed in an L shape, connecting the last volume to the rest of the building via a longitudinal bar, which also forms a portico on the ground floor. This patio is closed off to the northwest by a separate volume that houses a core of restrooms, rotated 45º relative to the rest of the building. Thermal loads will be calculated for each office and include solar radiation load, occupancy load, infiltration, heat transmission through walls, and equipment present in each office. In this project, HVAC equipment will be sized according to the calculated thermal loads, which amount to 1320 kW of cooling for the summer and 585 kW of heating for the winter. Based on these thermal loads, all necessary equipment to climatize the building will be sized. This equipment includes chillers, boilers, fan coils, air handling units, pumps, supply and return air ducts, hot and cold-water pipes, and finally, supply and return air grilles. Finally, a budget has been calculated for the entire HVAC system based on the selected equipment, totaling 2,421,382.61 euros.