diseÑo del sistema hvac del edificio con reactor

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA (ICAI)

DISEO DEL SISTEMA HVAC DEL EDIFICIO

DE CONTROL DE UN REACTOR

EXPERIMENTAL DE FUSIN

Autor: Manuel Allendesalazar Mora

Director: Juan Gutirrez Pagador

Entidad Colaboradora: Empresarios Agrupados

Madrid

septiembre de 2012

2

(a) Transformarla para adaptarla a cualquier tecnologa susceptible de incorporarla a internet;

realizar adaptaciones para hacer posible la utilizacin de la obra en formatos electrnicos, as

como incorporar metadatos para realizar el registro de la obra e incorporar marcas de agua

o cualquier otro sistema de seguridad o de proteccin.

(b) Reproducirla en un soporte digital para su incorporacin a una base de datos electrnica,

incluyendo el derecho de reproducir y almacenar la obra en servidores, a los efectos de

garantizar su seguridad, conservacin y preservar el formato. .

(c) Comunicarla y ponerla a disposicin del pblico a travs de un archivo abierto institucional,

accesible de modo libre y gratuito a travs de internet.2

(d) Distribuir copias electrnicas de la obra a los usuarios en un soporte digital. 3

4. Derechos del autor.

El autor, en tanto que titular de una obra que cede con carcter no exclusivo a la Universidad

por medio de su registro en el Repositorio Institucional tiene derecho a:

a) A que la Universidad identifique claramente su nombre como el autor o propietario de los

derechos del documento.

b) Comunicar y dar publicidad a la obra en la versin que ceda y en otras posteriores a travs

de cualquier medio.

c) Solicitar la retirada de la obra del repositorio por causa justificada. A tal fin deber ponerse

en contacto con el vicerrector/a de investigacin ([email protected]).

d) Autorizar expresamente a COMILLAS para, en su caso, realizar los trmites necesarios para

la obtencin del ISBN.

2 En el supuesto de que el autor opte por el acceso restringido, este apartado quedara redactado en los

siguientes trminos:

(c) Comunicarla y ponerla a disposicin del pblico a travs de un archivo institucional, accesible de

modo restringido, en los trminos previstos en el Reglamento del Repositorio Institucional

3 En el supuesto de que el autor opte por el acceso restringido, este apartado quedara eliminado.

3

d) Recibir notificacin fehaciente de cualquier reclamacin que puedan formular terceras

personas en relacin con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos de

propiedad intelectual sobre ella.

5. Deberes del autor.

El autor se compromete a:

a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningn

derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.

b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la

intimidad y a la imagen de terceros.

c) Asumir toda reclamacin o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daos, que

pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e

intereses a causa de la cesin.

d) Asumir la responsabilidad en el caso de que las instituciones fueran condenadas por

infraccin de derechos derivada de las obras objeto de la cesin.

6. Fines y funcionamiento del Repositorio Institucional.

La obra se pondr a disposicin de los usuarios para que hagan de ella un uso justo y

respetuoso con los derechos del autor, segn lo permitido por la legislacin aplicable, y con

fines de estudio, investigacin, o cualquier otro fin lcito. Con dicha finalidad, la Universidad

asume los siguientes deberes y se reserva las siguientes facultades:

a) Deberes del repositorio Institucional:

- La Universidad informar a los usuarios del archivo sobre los usos permitidos, y no garantiza

ni asume responsabilidad alguna por otras formas en que los usuarios hagan un uso posterior

de las obras no conforme con la legislacin vigente. El uso posterior, ms all de la copia

privada, requerir que se cite la fuente y se reconozca la autora, que no se obtenga beneficio

comercial, y que no se realicen obras derivadas.

- La Universidad no revisar el contenido de las obras, que en todo caso permanecer bajo la

responsabilidad exclusiva del autor y no estar obligada a ejercitar acciones legales en nombre

del autor en el supuesto de infracciones a derechos de propiedad intelectual derivados del

depsito y archivo de las obras. El autor renuncia a cualquier reclamacin frente a la

Universidad por las formas no ajustadas a la legislacin vigente en que los usuarios hagan uso

de las obras.

- La Universidad adoptar las medidas necesarias para la preservacin de la obra en un

futuro.


DISEO DEL SISTEMA HVAC DEL EDIFICIO

DE CONTROL DE UN REACTOR

EXPERIMENTAL DE FUSIN




Madrid

septiembre de 2012

Diseo del sistema HVAC del edificio de control

de un reactor experimental de fusin




RESUMEN DEL PROYECTO

El presente proyecto tiene por objetivo el diseo de la instalacin HVAC del

edifico de control del reactor experimental de fusin ITER, que se va a construir en

Cadrache, France. El proyecto consta de varias fases que se describirn a continuacin.

En primer lugar, se realiz un estudio de las condiciones de diseo tanto

interiores como exteriores, estableciendo las condiciones de operacin de verano e

invierno. Para las condiciones exteriores se realiz un estudio estadstico de los valores

de temperatura y humedad relativa para determinar las condiciones de operacin ms

desfavorables tanto en verano como en invierno. Para las condiciones interiores, se

estableci, de acuerdo con las normativas correspondientes, las condiciones de

temperatura, humedad relativa, requisitos de ventilacin y nivel de ruido de cada tipo de

sala.

A continuacin, se model el edificio calculando los siguientes parmetros:

Coeficientes de transmitancia a travs de los cerramientos.

Cargas por equipos.

Cargas por ocupacin de personas.

Infiltraciones (se eliminaron creando una sobrepresin por ventilacin

mecnica).

Una vez modelado el edificio, se procedi a implementar dicho modelo en el

paquete de software Bentley Hevacomp para calcular las cargas trmicas de verano y

prdidas de invierno.

A partir de dicho datos se dimension la instalacin HVAC, a implementar en el

edificio. Para ello, se emplearon hojas de clculo de Microsoft Excel para calcular las

potencias de refrigeracin y calefaccin que deben de tener los equipos a instalar para

vencer las cargas trmicas, los caudales a impulsar y extraer en cada sala, as como las

temperaturas de impulsin utilizadas para verano e invierno.

Los equipos instalados fueron los siguientes:

Se instal una Unidad de Tratamiento de Aire Principal que garantice los

requisitos mnimos de ventilacin en todas las salas.

Se instalaron Unidades de Tratamiento de Aire para la Sala de Control

Principal y la cafetera.

Las salas de reunin y oficinas fueron climatizadas por medio de fan

coils.

Se dispusieron Unidades de Precisin para las salas de datos, que

permiten un control ptimo de la humedad relativa.

En las salas tcnicas y almacenes se instalaron unidades Split.

En los aseos se dispuso de ventilacin y calefactores elctricos.

Adems se garantiz unas buenas condiciones de temperatura en reas no

contraladas por la instalacin HVAC, tales como pasillos, mediante la estimacin de las

infiltraciones y exfiltraciones de una sala a otra.

Una vez dimensionados, los equipos se procedi al clculo de la red de

conductos de ventilacin de la instalacin. Para ello se dimensionaron las rejillas,

difusores, compuertas motorizadas de regulacin, etc. que permiten el funcionamiento

de la instalacin HVAC. Mediante el programa Autocad, se trazaron los planos de

conducto y diagramas de flujo de la instalacin.

Dicha red de conductos verifica la normativa de proteccin contra incendios,

dispone de los sistemas de ventilacin necesarios en caso de incendio. Adems dispone

de compuertas cortafuego entre diferentes reas de fuego.

Una vez trazada la red de conductos, se comprob la presin esttica de los

ventiladores, por medio de la herramienta de clculo de prdida de carga HVAC-PC,

que permite calcular la prdida de carga acumulada de conductos y equipos de

ventilacin estndar.

Por ltimo, se detall las hojas de datos con las caractersticas de los equipos a

instalar, as como listas de equipos y componentes de la instalacin.

Madrid, Septiembre 2012


Director: Juan Gutirrez Pagador.

Design of HVAC system of the control building of

a fusion experimental reactor

Author: Manuel Allendesalazar Mora


Colaborator Enterprise: Empresarios Agrupados

PROJECT`S SUMMARY

The current Project has the goal of designing the HVAC system of the control

building of the fusion experimental reactor ITER, which is going to be built in

Cadarache, France. The project is developed in various steps which are explained in the

following abstract.

First of all, both internal and external design conditions were studied,

establishing the summer and winter operating conditions. In order to determine the

external conditions, statistical data was analyzed and summer and winter extreme

conditions were determined. As well, in order to determine the interior conditions,

regulations were taken into account to determine interior temperatures, relative

humidity, fresh air ratios, and noise impact for each type of room.

The, the building was modeled calculating the following parameters.

U-values of the enclosures.

Internal heat loads.

Heat loads due to occupancy

Infiltrations (infiltrations were avoided by establishing an overpressure

inside the building with mechanical ventilation).

Once the building was modeled, Bentley Hevacomp software was used in order

to determine summer and winter heat loads.

Using the previous calculated data, the HVAC system was dimensioned.

Microsoft Excel spreadsheets were used in order to calculate cooling and heating

capacities supply and exhaust flowrates for each room, and air supply temperatures used

for summer and winter.

The following equipments were installed:

A main Air Handling Unit was installed to provide appropriate fresh air

ratios to all rooms.

Air Handling Units were installed in the Main Control Room and

cafeteria.

Meeting rooms and offices were acclimatized using fan coil units.

Close Controlled Units were installed in the CODAC Servers Area, and

SIC rooms.

Technical Rooms and Stores were acclimatized with Split units.

In the bathroom, ventilation and electrical heaters were disposed.

Furthermore, appropriate conditions were guaranteed in not controlled areas by

the HVAC system, such as corridors, by estimation of the infiltration and exfiltration

flowrates in each room.

Once the HVAC equipment was dimensioned, the supply and exhaust network

of the HVAC system was developed. All the grilles, diffusers, motorized regulating

dampers, etc. were dimensioned. By using the software AutoCad, the ductwork layout

drawings were performed, and the P&IDs diagrams were developed.

The HVAC network is designed as well according to the fire protection

regulations, and provides appropriate supply and exhaust flowrates in case of fire. In

addition, fire dampers were installed between two different fire areas.

Once the ductwork drawings were performed, static pressure of the fans was

calculated, using the software HVAC-PC. This software calculates cumulative pressure

drops of standard ducts and HVAC equipment.

To sum up, detailed equipment data specifications was provided, as well as,

HVAC equipment and components lists.

Madrid, September 2012

Author: Manuel Allendesalazar Mora

Director: Juan Gutirrez Pagador.

NDICE DE LA MEMORIA

I

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS


INGENIERO INDUSTRIAL

ndice de la memoria

Parte I Memoria .......................................................................................... 5

1) Memoria descriptiva ....................................................................... 6

1.1 Lista de acrnimos ........................................................................................... 6

1.2 Normativa empleada ....................................................................................... 7

1.3 Datos de partida ............................................................................................... 8

1.3.1 Documentacin IO ......................................................................................................... 8

1.3.2 Planos ........................................................................................................................... 10

1.4 Objeto del proyecto ....................................................................................... 11

1.5 Descripcin del edificio ................................................................................. 12

1.6 Caractersticas del emplazamiento .............................................................. 15

1.7 Condiciones exteriores .................................................................................. 15

1.8 Condiciones interiores ................................................................................... 16

1.9 Caractersticas constructivas de los cerramientos ...................................... 19

1.10 Coeficientes de transmitancia ....................................................................... 20

1.11 Ocupacin....................................................................................................... 21

1.12 Cargas por iluminacin ................................................................................. 24

1.13 Requisitos de ventilacin ............................................................................... 25

1.14 Cargas interiores ........................................................................................... 25

1.15 Infiltraciones .................................................................................................. 28

1.16 Metodologa de clculo .................................................................................. 29

1.17 Consideraciones sobre las cargas trmicas ................................................. 29

NDICE DE LA MEMORIA

II




1.17.1 Cargas de verano ........................................................................................................ 29

1.17.2 Prdidas de invierno ................................................................................................... 30

1.18 Consideraciones sobre el ruido..................................................................... 30

1.19 Criterios de diseo de las unidades HVAC ................................................. 31

1.19.1 Diseo de las unidades split ....................................................................................... 31

1.19.2 Diseo de las unidades de tratamiento de aire............................................................ 31

1.19.3 Diseo de los fan-coils ............................................................................................... 32

1.19.4 Diseo de las unidades de precisin ........................................................................... 32

1.19.5 Diseo de los ventiladores ......................................................................................... 33

1.19.6 Diseo de las compuertas ........................................................................................... 33

1.19.6.1 Compuertas de gravedad .................................................................................... 34

1.19.6.2 Compuertas de regulacin motorizadas .............................................................. 34

1.19.6.3 Compuertas cortafuegos ..................................................................................... 34

1.19.6.4 Compuertas antiexplosivas ................................................................................. 34

1.19.6.5 Actuadores de compuertas .................................................................................. 35

1.19.6.6 Indicadores de final de carrera ........................................................................... 35

1.19.7 Diseo de las rejillas .................................................................................................. 35

1.19.7.1 Rejillas de impulsin o extraccin ..................................................................... 35

1.19.7.2 Rejillas de puerta ................................................................................................ 35

1.19.7.3 Rejillas de intemperie ......................................................................................... 36

1.19.7.4 Rejillas de recirculacin ..................................................................................... 36

1.19.8 Diseo de los silenciadores ........................................................................................ 36

1.19.9 Diseo de los conductos de impulsin ....................................................................... 36

1.19.10 Diseo de los conductos de extraccin ..................................................................... 38

1.20 Proteccin contra incendios .......................................................................... 38

1.21 Prevencin de la legionela ............................................................................. 39

1.22 Proteccin del medio ambiente ..................................................................... 40

2) Clculos ......................................................................................... 41

2.1 Coeficientes de transmitancia trmica ......................................................... 41

2.1.1 Coeficiente de transmitancia a travs de la pared exterior ........................................... 41

2.1.2 Coeficiente de transferencia a travs de la cubierta ..................................................... 42

2.1.3 Coeficiente de transferencia a travs del Suelo ............................................................ 42

2.1.3.1 Coeficiente de transferencia a travs del suelo del stano .................................... 42

2.1.3.2 Coeficiente de transferencia a travs de las paredes del stano............................ 43

NDICE DE LA MEMORIA

III




2.1.3.3 Coeficiente de transferencia a travs del suelo de la primera planta .................... 44

2.2 Clculo requisitos de ventilacin .................................................................. 45

2.2.1 Unidad de tratamiento de aire principal ....................................................................... 45

2.2.2 Sala de control y cafetera ............................................................................................ 48

2.2.3 Aseos y vestuarios ........................................................................................................ 49

2.2.4 Almacenes y cuartos de limpieza ................................................................................. 50

2.2.5 Cocina .......................................................................................................................... 50

2.3 Clculo de caudales de ventilacin en caso de incendio ............................. 50

2.4 Modelizacin .................................................................................................. 51

2.4.1 Modelizacin de las condiciones exteriores ................................................................. 51

2.4.2 Modelizacin de los cerramientos ................................................................................ 52

2.4.3 Modelizacin del edificio ............................................................................................. 53

2.4.4 Modelizacin de las condiciones interiores .................................................................. 55

2.4.5 Simulacin esttica de las cargas de verano y prdidas de invierno ............................ 56

2.4.6 Evolucin dinmica de las cargas de verano ................................................................ 58

2.5 Estimacin de las infiltraciones y exfiltraciones ......................................... 59

2.6 Clculo de las potencias requeridas para los equipos ................................ 63

2.6.1 Unidades de tratamiento de aire ................................................................................... 63

2.6.1.1 Unidad de tratamiento de aire (main control room) ............................................. 63

2.6.1.1.1 Potencia de refrigeracin .............................................................................. 63

2.6.1.1.2 Potencia de calefaccin................................................................................. 64

2.6.1.2 Unidad de tratamiento de aire (cafetera) ............................................................. 65



2.6.1.3 Unidad de tratamiento de aire (fresh air) .............................................................. 67



2.6.2 Fan coils ....................................................................................................................... 67

2.6.3 Unidades split ............................................................................................................... 69

2.7 Clculo de prdida de carga en conductos .................................................. 69

2.8 Hojas de datos de equipos ............................................................................. 70

2.8.1 unidades de tratamiento de aire .................................................................................... 70

2.8.2 Fan coils ....................................................................................................................... 71

2.8.3 unidades split................................................................................................................ 84

NDICE DE LA MEMORIA

IV




2.8.4 Unidades de precisin .................................................................................................. 87

2.8.5 Ventiladores de extraccin ........................................................................................... 89

2.8.6 Ventiladores de impulsin .......................................................................................... 104

2.8.7 Compuertas de gravedad ............................................................................................ 109

2.8.8 Calentadores elctricos............................................................................................... 111

3) Lista de equipos y materiales ..................................................... 115

3.1 Unidades tratamiento aire .......................................................................... 115

3.2 Fan coils ........................................................................................................ 115

3.3 Unidades split ............................................................................................... 117

3.4 Unidades de precisin ................................................................................. 117

3.5 Ventiladores de extraccin.......................................................................... 118

3.6 Ventiladores de impulsin .......................................................................... 118

3.7 Calentadores elctricos ............................................................................... 119

3.8 Smoke dampers ............................................................................................ 119

3.9 Air intake assemblies ................................................................................... 120

3.10 Compuertas cortafuegos ............................................................................. 120

3.11 Compuertas antiexplosivas ......................................................................... 123

3.12 Silenciadores ................................................................................................ 123

4) Anejos .......................................................................................... 124

4.1 Salidas del programa hevacomp ................................................................ 124

4.1.1 Resumen de cargas estticas de verano y prdidas de invierno ................................. 124

4.1.2 Evolucin dinmicas de cargas de verano de salas representativas ........................... 124

4.2 Salidas del programa Yahus ....................................................................... 124

4.3 Salidas del programa hvac-pc .................................................................... 124

Parte II Planos .......................................................................................... 126

1) P&IDs ......................................................................................... 127

2) Planos de conducto ..................................................................... 128

Memoria

- 1 -




ndice de tablas

Tabla 1 reas de las salas del nivel B1 ................................................................. 13

Tabla 2 reas de las salas del nivel L1 ................................................................. 14

Tabla 3 reas de las salas del nivel L2 ................................................................. 14

Tabla 4 Coordenadas geogrficas del emplazamiento .......................................... 15

Tabla 5Condiciones exteriores .............................................................................. 16

Tabla 6 Condiciones interiores de diseo de las diferentes salas .......................... 18

Tabla 7 Caractersticas constructivas de las paredes exterioes ............................. 19

Tabla 8 Caractersticas constructivas de la cubierta .............................................. 20

Tabla 9 Ocupacin de las diferentes salas y cargas trmicas asociadas ................ 24

Tabla 10 Cargas interiores de las oficinas ............................................................. 26

Tabla 11 Estimacin de cargas trmicas de la cocina ........................................... 27

Tabla 12 Cargas Trmicas de las salas de datos .................................................... 27

Tabla 13 Cargas Trmicas de las Salas Tcnicas .................................................. 27

Tabla 14 Caudales a extraer/impulsar en caso de incendio ................................... 38

Tabla 15 Caudales de ventilacin de la UTA fresh air .......................................... 47

Tabla 16 Caudales de las UTAs ............................................................................ 49

Tabla 17 Caudales de ventilacin de aseos y vestuarios ....................................... 49

Tabla 18 Caudales de ventilacin de almacenes y cuertos de limpieza ................ 50

Tabla 19 Cargas de verano y prdidas de invierno ............................................... 58

Tabla 20 Estimacin de infiltraciones y exfiltraciones ......................................... 62

Tabla 21 Potencias Unidades Tratamiento de Aire ............................................... 67

Memoria

- 2 -




Tabla 22Potencias de los fan coils ........................................................................ 68

Tabla 23 Potencias de la unidades split ................................................................. 69

Tabla 24Prdida de carga en conductos ................................................................ 70

Tabla 25 Diseo unidad CL-1100 ......................................................................... 71


Tabla 27 Diseo unidades CL-1161/2 ................................................................... 72






















Memoria

- 3 -





Tabla 50 Diseo unidad SP-0030 ......................................................................... 84

Tabla 51 Diseo unidad SP-0040 .......................................................................... 84




Tabla 55 Diseo unidades SP-1211/3 ................................................................... 86

Tabla 56 Diseo unidad SP-0101/8 ....................................................................... 87

Tabla 57 Diseo unidad SP-0011/2 ....................................................................... 88

Tabla 58 Diseo undades DX-1081/2 ................................................................... 89

Tabla 59 Diseo undad DX-0011 .......................................................................... 90

Tabla 60 Diseo unidad Dx-0130 ......................................................................... 91

Tabla 61 Diseo undades DX-0103/4 ................................................................... 92



Tabla 64 Diseo undades DX-0132 ...................................................................... 95





Tabla 69 Diseo undad DX-0224 ........................................................................ 100

Tabla 70 Diseo unidad Dx-0226 ....................................................................... 101

Tabla 71 Diseo Unidad Dx-0231 ....................................................................... 102

Tabla 72 Diseo undades PB-0001/2 .................................................................. 104

Tabla 73 Diseo undades PB-0101/2 .................................................................. 105

Tabla 74Diseo undad PB-0141 .......................................................................... 106

Tabla 75 Diseo unidad PB-0201 ....................................................................... 107

Memoria

- 4 -




Tabla 76 Diseo undad PB-0211 ......................................................................... 108

Tabla 77 Diseo unidad DA-0062 ....................................................................... 109



Tabla 80 Diseo undades HT-0021/2 .................................................................. 111

Tabla 81 Diseo undades HT-0023/4 .................................................................. 111

Tabla 82 Diseo unidad HT-0121 ....................................................................... 112



Tabla 85 Diseo unidad HT-0221/2 .................................................................... 113



Tabla 88 Lista de Equipos: UTAs ....................................................................... 115

Tabla 89 Lista de equipos: Fan Coils .................................................................. 116

Tabla 90 Lista de equipos: Unidades Split .......................................................... 117

Tabla 91 Lista de equipos: Unidades de Precisin .............................................. 117

Tabla 92 Lista de equipos: Ventiladores de extraccin ....................................... 118

Tabla 93 Lista de equipos: Ventiladores de impulsin ....................................... 118

Tabla 94 Lista de equipos: calentadores elctricos ............................................. 119

Tabla 95 Lista de equipos: Smoke dampers ........................................................ 120

Tabla 96 Lista de equipos: Air Intake Assemblies .............................................. 120

Tabla 97 Lista de equipos: Compuertas cortafuegos ........................................... 123

Tabla 98 Lista de equipos: Compuertas Antiexplosivas ..................................... 123

Tabla 99 Lista de equipos: Silenciadores ............................................................ 123

Memoria descriptiva

- 5 -




Parte I MEMORIA

Memoria descriptiva

- 6 -




1) MEMORIA DESCRIPTIVA

1.1 LISTA DE ACRNIMOS

ACH Air changes per hour

AHU Air Handling Unit

CODAC Control Acces and Data Communication

DB Dry Bulb Temperature

DR Drainage System

DX Direct Expansin System

EL Elevation

EN European Norm

FCU Fan Coil Unit

FS Fire Sector

HR Humedad relativa

HVAC Heating, Ventilating and Air Conditioning

ICD Interface Control Document

IO ITER Organization

IS Interface Sheet

ITER International Thermonuclear Experimental Reactor

MCR Main Control Room

NC No Controlado

Memoria descriptiva

- 7 -




PBS Plan Breakdown Structure

P&ID Process and Instrumentation Diagram

SIC Safety Important Class

SRD System Requirements Document

UTA Unidad de Tratamiento de Aire

1.2 NORMATIVA EMPLEADA

2003 Code du Travail (Partie Rglementaire Dctres en Conseil dEtat)

2009 ASHRAE Fundamentals. Chapter 16: Ventilation and Infiltration.

2009 ASHRAE Fundamentals. Chapter 18: Nonresidential Cooling and

Heating Load Calculations.

ANSI/ASHRAE Standard 15-2007. Safety Standard for refrigeration

Systems.

2007 CIBSE Guide A. Environmental design.

1999 ISO 14644-1. Cleanrooms and associated controlled environments.

ISO 13370:2007 Thermal performance of buildings Heat transfer via

the ground Calculation methods.

ISO 10211:200 Thermal bridges in building construction Heat flows and

surface temperatures Detailed calculations.

2002 NFC 15-100 Installations Electriques a Basse Tension.

2000 NFPA 850 Recommended Practice for Fire Protection for Electric

Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations.

1982 IT No. 246 relative au dsenfumage dans les tablissements recevant

du public.

2006 R17 Rgle dInstallation Dsenfumage Systmes de dsenfumage

naturel.

Memoria descriptiva

- 8 -




Rglementation thermique RT 2005.

1996 UNE EN 779 Filtros de aire para ventilacin.

2005 UNE EN 13779 Ventilacin Edificios No Residenciales.

2007 UNE EN 1507 Conductos Rectangulares, Resistencia y

Estanqueidad.

1.3 DATOS DE PARTIDA

A continuacin se detalla la documentacin de partida utilizada para este

proyecto:

1.3.1 DOCUMENTACIN IO

Documentacin general:

627100-CCS-J00-01 v2.2 System Requirements Document SRD 62-71

Control Building (from DOORS)

2X6K67 v1.1 Plant Description (PD).

2UT36S ITER site Meteorology v1.0.

ITER_D_29PE3D Iter Cadarache site Statistical study on extremum

external climatic conditions Wind speed and temperature v2.1.

ITER_D_3593F7 CAD Manual Section 12-3 HVAC Design Guidelines

v1.1.

TER_D_2EZXQ5 General Specification for HVAC Systems.

Interface Control Documents:

ITER_D_2EQFPM v1.3 Interface Control Document (ICD) between

Control Building (PBS 62-71) -Steady State Power Supply (PBS 43).

007100-CCS-KA0-03 Interface Control Document (ICD) between Control

Building (PBS 62-71) - CODAC (PBS 45).

Memoria descriptiva

- 9 -




ITER_D_2EQFVN v1.3 Interfaces Control Document (ICD) between

Control Building (PBS 62-71) - Central Interlock System (PBS 46).

ITER_D_2EQFXR v1.2 Interface Control Document (ICD) between

Control Building (PBS 62-71) - Central Safety System (PBS 48).

ITER_D_2FR9HC v1.5 Interface Control Document (ICD) Control

Building (PBS 62-71) Chilled Water (PBS 26-CH).

007100-CIE-KA0-01 v1.1 Interface Control Document (ICD) between

Control Bldg (PBS 62-71) - Access Control & Security (PBS 69).

007100-CCS-KA0-08 v1.1 Interface Control Document (ICD) between

Control Building (PBS 62-71) and Cable Trays System (PBS 44).

Interface Sheets:

007100-CCS-KD0-01 Interface Sheet (IS) between Control Building (PBS

62.71) and Site outside Platform (PBS 70).

007100-CCS-KD0-02 Interface Sheet (IS) between Control Building (PBS

62.71) and Cable Trays System (PBS 44).

007100-SES-KD0-01 Interface Sheet (IS) between Control Building (PBS

62.71) and Central Interlock System (PBS 46).


62.71) and Central Safety System (PBS 48).

007100-SES-KD0-03 Interface Sheet (IS) between Control building (PBS

62.71) and CODAC (PBS 45).


62.71) and Steady State Power Supply (PBS 43).


62.71) and Chilled Water (PBS 26.CH).

Documentacin relacionada con el Main Control Room:

2MT875 Control Room Concept Design Environmental Performance

Specification v1.2.

2LU62H ITER Control Suite Conceptual Design v1.3.

Memoria descriptiva

- 10 -




ITER Human Factors Integration Plan v1.1.

1.3.2 PLANOS

Listado de planos:

Eng_40_dw_710053_fi_v01-0: Tender Design PBS 62.61 Control Building

Finishes Internal Wall Sections & Details-Plan B1


Finishes Internal Wall Sections & Details-Plan L1






Finishes Facades I


Finishes Facades II


Finishes Roof Cladding


Finishes Int. Wall Sections & Details-Plan R1&R2


Finishes Doors Windows & Metalworks - plan B1


Finishes Doors, Windows & Metalworks - plan L1

Memoria descriptiva

- 11 -









Finishes Doors, Windows & Metalworks - Details


Finishes Doors, Windows & Metalworks - Details

Eng_40_dw_710042_fi_v01-0: Tender Design PBS 62.61 Control Building General

Arrangement Usage & areas plan B1


Arrangement Usage & areas plan L1






Arrangement Usage & areasplan R1&R2

1.4 OBJETO DEL PROYECTO

El objeto de este proyecto es el diseo del sistema de HVAC (calefaccin,

ventilacin y aire acondicionado) del edificio de control del reactor experimental

de fusin ITER, que se va a construir en Cadarache, Francia. El ITER es un

proyecto experimental de fusin nuclear que pretende demostrar la viabilidad del

Memoria descriptiva

- 12 -




un reactor de fusin tokamak para generar energa a partir de plasma de

hidrgeno.

El diseo comprende el dimensionado de la instalacin de climatizacin, la

seleccin de los equipos necesarios, as como la disposicin e implantacin del

sistema en el edificio considerado.

Las instalaciones debern ajustarse a las normativas vigentes correspondientes

tanto en lo referente a las condiciones de bienestar de los ocupantes como en lo

referente a la eficiencia energtica de la instalacin.

1.5 DESCRIPCIN DEL EDIFICIO

El edificio a climatizar objeto del proyecto es el edificio de control del reactor

experimental de fusin ITER. Este edificio forma parte del complejo de treinta y

cuatro edificios que conforman la instalacin ITER.

El edificio de control es un edificio irregular y tiene unas dimensiones

aproximadas de 7248m y 14 m de altura, y un stano 4m bajo el nivel del suelo.

El edificio dispone de un stano y tres plantas, de las cuales las dos primeras

acogen la sala de control principal (que es una sala de doble altura), el centro de

datos CODAC Servers, la cafetera, las oficinas y las salas de reunin. En el

stano se encuentran las salas tcnicas (sala de bombas, salas elctricas, etc.) y en

la tercera planta se encuentran los equipos HVAC.

A continuacin se detalla las superficies de las diferentes salas del edificio:

Stano:

Code Room A (m2)

71-B1-02 Reception 12,15

71-B1-03 LV Electrical room Train B 4,5

71-B1-04 LV Electrical room Train A 4,65

71-B1-05 Fire extinguishing room 27,3

71-B1-06 Pumps room 19,5

71-B1-07 Fire water protection 19,5

71-B1-08 Hall Services 35,4

Memoria descriptiva

- 13 -




Code Room A (m2)

71-B1-09 External Gallery 176,8

71-B1-10 Corridor room 36,75

71-B1-11 LV Electrical room 46,3

71-B1-12 FP Panel and BMS room 21,8

71-B1-13 Male lockers 54,6

71-B1-14 Female lockers 33,3

71-B1-15 Corridor Lockers 8,15

71-B1-19 Archive room 14,2

71-B1-20 Lobby 3,65

71-B1-21 Technical room 6,15

Tabla 1 reas de las salas del nivel B1

Primera planta:

Code Room A (m2)

71-L1-01 Cleaning room 5,65

71-L1-02 Hall services 37

71-L1-03 Storage 33,05

71-L1-04 Corridor-Emergency exit 95,7

71-L1-05 CODAC, CIS and CSS (SR) servers 373,3

71-L1-06 CSS (SIC 1) Servers 18,2

71-L1-07 Corridor 84,55

71-L1-08 Main Control room 1030,5

71-L1-09 Work benches 117,6

71-L1-10 CODAC office 14,95

71-L1-11 CODAC office 32,25

71-L1-12 Storage 14,25

71-L1-13 Storage 5,5

71-L1-14 Main Hall 50,6

71-L1-15 Goods control point 30

71-L1-16 Meeting room 66,7

71-L1-17 Office 75,15

71-L1-18 Meet & Greet desk 29,4

71-L1-19 VIP Waiting area 149,25

71-L1-20 Female bathroom 26,05

71-L1-21 Lobby 21

71-L1-22 Male bathroom 27,2

71-L1-24 Office 45

71-L1-25 Office 16,8

71-L1-26 Office 16,4

Memoria descriptiva

- 14 -




Code Room A (m2)

71-L1-27 Office 34,6

71-L1-28 Meeting incident room 115,95

71-L1-29 Printing area 14,95

71-L1-30 Corridor 33,6

71-L1-31 Bathroom corridor 15,85

71-L1-32 CSS (SIC II) Servers 22,5

Tabla 2 reas de las salas del nivel L1

Segunda planta:

Code Room A (m2)

71-L2-01 Hall services 24,2

71-L2-02 Storage 33,05

71-L2-03 Office 33,75

71-L2-04 Office 34,35


71-L2-06 Office 33,95

71-L2-07 Office 34,35

71-L2-08 Office 34,15

71-L2-09 Exhibition space 110

71-L2-10 Office 51,05

71-L2-11 Office 16,2


71-L2-13 Training room 53,6

71-L2-14 Store 5,5

71-L2-15 Exibition Corridor 31,7

71-L2-16 Hall services 50,5

71-L2-17 Back-of-house 41,05

71-L2-18 Catering toilets 10,9

71-L2-19 Catering kitchen 114,05

71-L2-20 Food servery 28,1

71-L2-21 Cafetera 135,1

71-L2-22 Visitors waiting area 168,1

71-L2-23 Bathroom corridor 15,85

71-L2-24 Female toilets 26,05

71-L2-26 Male bathroom 27,2

71-L2-29 Office Corridor 81,8

71-L2-30 Meet & greet desk 29,4

Tabla 3 reas de las salas del nivel L2

Memoria descriptiva

- 15 -




1.6 CARACTERSTICAS DEL EMPLAZAMIENTO

El edificio considerado se encuentra en Cadarache, Francia. Las coordenadas

geogrficas del emplazamiento se detallan a continuacin.

Latitud 4341 N

Longitud 546 E

Altitud 292 m

Tabla 4 Coordenadas geogrficas del emplazamiento

1.7 CONDICIONES EXTERIORES

Para estimar las condiciones climticas se emplearon datos histricos de la

estacin meteorolgica de Vinon sur Verdon, localidad muy cercana a Cadarache.

Para calcular las temperaturas (de bulbo seco) de diseo exteriores de verano e

invierno se utilizaron los valores mximos y mnimos instantneos diarios de

temperatura registrados por dicha estacin meteorolgica en los meses de verano

e invierno. Estos valores se distribuyen segn una distribucin normal de media

29.6C y desviacin tpica 4.32C para verano, y de media -0.5C y desviacin

tpica 5.10C para invierno.

Para este proyecto, se utilizaron como temperaturas de diseo el percentil 95 para

verano y el percentil 5 para invierno. Este criterio es suficientemente conservador

ya que los datos proporcionados por la estacin meteorolgica corresponden a

valores mximos y mnimos instantneos diarios, por lo que, si bien la

temperatura exterior podra exceder ligeramente la de diseo en alguna ocasin, se

prev que sto ocurra solamente durante un perodo de tiempo muy breve.

Para estimar las temperaturas hmedas y la variacin diurna se utilizaron los datos

de la normativa ASHRAE (2009 ASHRAE Handbook - Fundamentals (SI)),

correspondientes a la estacin meteorolgica de Marignane, prxima a Cadarache.

Memoria descriptiva

- 16 -




Estos valores son 21.7C para verano y -8.8C para invierno con una variacin

diurna de 9.1C.

Finalmente, los datos empleados para el diseo son:

Temperatura

DB (C)

Humedad

relat. HR(%)

Variacin

diurna

Verano 37 40% 9.1

Invierno -8 90%

Tabla 5Condiciones exteriores

1.8 CONDICIONES INTERIORES

Las condiciones interiores vienen dadas por el SRD. Para las salas ocupadas

(oficinas, cafetera, salas de reunin) se estableci como condiciones de diseo

25C en verano y 20C en invierno. La humedad relativa se controla entre 60-

40%.

Adems, de acuerdo con el SRD, para la sala de control principal, se establecieron

condiciones especficas de operacin de 24.5C en verano y 22C en invierno, y la

humedad relativa controlada entre 60-40%.

Por otro lado, para el CODAC servers area y las salas SIC (I y II) se han

establecido unas condiciones de diseo de 221C y 50/45C de acuerdo con las

especificaciones de ITER.

Para las salas tcnicas y almacenes se han establecido unas condiciones interiores

de 40/5 C y HR no controlada ya que se prev que estas salas estn normalmente

desocupadas. Estas condiciones contribuyen a un diseo ms eficiente

energticamente. Adems, En los pasillos las condiciones interiores no estn

controladas, pero se han estimado unas condiciones razonables de acuerdo con las

infiltraciones de aire de las salas acondicionadas contiguas.

A continuacin se detallan las condiciones especficas de cada sala:

Memoria descriptiva

- 17 -




Code Room T(C)

Verano T(C)

Invierno HR(%)

71-B1-02 Reception NC NC NC

71-B1-03 LV Electrical room Train B 40 5 NC

71-B1-04 LV Electrical room Train A 40 5 NC

71-B1-05 Fire extinguishing room 40 5 NC

71-B1-06 Pumps room 40 5 NC

71-B1-07 Fire water protection 40 5 NC

71-B1-08 Hall Services NC NC NC

71-B1-09 External Gallery NC NC NC

71-B1-10 Corridor room NC NC NC

71-B1-11 LV Electrical room 40 5 NC

71-B1-12 FP Panel and BMS room 25 20 NC

71-B1-13 Male lockers NC-20 NC NC

71-B1-14 Female lockers NC-20 NC NC

71-B1-15 Corridor Lockers NC NC NC

71-B1-19 Archive room NC NC NC

71-B1-20 Lobby NC NC NC

71-L1-01 Cleaning room NC NC NC

71-L1-02 Hall services NC NC NC

71-L1-03 Storage 40 5 NC

71-L1-04 Corridor-Emergency exit NC NC NC

71-L1-05 CODAC, CIS and CSS (SR)

servers 22 22 50/45

71-L1-06 CSS (SIC 1) Servers 22 22 50/45

71-L1-07 Corridor NC NC NC

71-L1-08 Main Control room 24,5 22 60/40

71-L1-09 Work benches 25 20 60/40

71-L1-10 CODAC office 25 20 60/40

71-L1-11 CODAC office 25 20 60/40



71-L1-14 Main Hall NC NC NC

71-L1-15 Goods control point 25 20 60/40

71-L1-16 Meeting room 25 20 60/40

71-L1-17 Office 25 20 60/40

71-L1-18 Meet & Greet desk 25 20 60/40

71-L1-19 VIP Waiting area 25 20 60/40

71-L1-20 Female bathroom NC 20 NC

71-L1-21 Lobby NC NC NC

71-L1-22 Male bathroom NC 20 NC

71-L1-24 Office 25 20 60/40

Memoria descriptiva

- 18 -




Code Room T(C)

Verano T(C)

Invierno HR(%)

71-L1-25 Office 25 20 60/40

71-L1-26 Office 25 20 60/40

71-L1-27 Office 25 20 60/40

71-L1-28 Meeting incident room 25 20 60/40

71-L1-29 Printing area 25 20 60/40

71-L1-30 Corridor NC NC NC

71-L1-31 Bathroom corridor NC NC NC

71-L1-32 CSS (SIC II) Servers 22 22 50/45



71-L2-03 Office 25 20 60/40

71-L2-04 Office 25 20 60/40

71-L2-05 Meeting room 25 20 60/40

71-L2-06 Office 25 20 60/40

71-L2-07 Office 25 20 60/40

71-L2-08 Office 25 20 60/40

71-L2-09 Exhibition space 25 20 60/40

71-L2-10 Office 25 20 60/40

71-L2-11 Office 25 20 60/40

71-L2-12 Meeting room 25 20 60/40

71-L2-13 Training room 25 20 60/40

71-L2-14 Store 40 5 NC

71-L2-15 Exibition Corridor NC NC NC


71-L2-17 Back-of-house NC NC NC

71-L2-18 Catering toilets NC-20 NC NC

71-L2-19 Catering kitchen 25 20 60/40

71-L2-20 Food servery 25 20 60/40

71-L2-21 Cafetera 25 20 60/40

71-L2-22 Visitors waiting area 25 20 60/40

71-L2-23 Bathroom corridor NC NC NC

71-L2-24 Female toilets 25 20 NC

71-L2-26 Male bathroom 25 20 NC

71-L2-29 Office Corridor NC NC NC

71-L2-30 Meet & greet desk 25 20 60/40

Tabla 6 Condiciones interiores de diseo de las diferentes salas

Nota: las mximas temperaturas esperadas en baos y pasillos son 30C y las

mnimas 15C.

Memoria descriptiva

- 19 -




1.9 CARACTERSTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS

CERRAMIENTOS

Las caractersticas constructivas de los cerramientos del edificio de control son

imprescindibles para determinar los coeficientes de transmisin trmica y poder

estimar las cargas trmicas transmitidas o disipadas de las distintas salas. El

coeficiente de transmisin trmica determina el flujo de calor por unidad de

tiempo que atraviesa una unidad de superficie de caras paralelas cuando entre los

dos ambientes que sta separa se establece una diferencia de temperatura de un

grado. Por tanto, determinan el grado de aislamiento de nuestros espacios y

consecuentemente estn directamente ligados con la limitacin de la demanda

energtica.

Dichas superficies que intercambian calor con el ambiente en los distintos

edificios se clasifican en cerramientos verticales, horizontales y huecos. A

continuacin se muestran las caractersticas higromtricas que caracterizan

trmicamente al edificio.

Paredes exteriores:

Material

(W/mK) e (m)

Reinforced concrete wall 2,5 0,4

Mineral wool Insulating 0,038 0,08

Aire 0,5 0,11

Metal cladding 50 0,002

Tabla 7 Caractersticas constructivas de las paredes exterioes

Memoria descriptiva

- 20 -




Cubierta:

Material

(W/mK) e (m)

Stainless Steel cladding 17 0,04

Aire 0,5 0,07

Ployester powder coated 0,051 0,05

Concrete block parapet 1,58 0,228

Ployester powder coated 0,051 0,05

Aire 0,5 0,07

Stainless Steel cladding 17 0,04

Tabla 8 Caractersticas constructivas de la cubierta

1.10 COEFICIENTES DE TRANSMITANCIA

En el apartado 2.1 Clculo de coeficientes de transmitancia, se detalla el clculo

de los coeficientes de transmitancia de cada cerramiento. Estos coeficientes en

ningn caso deben sobrepasar los establecidos por la normativa francesa RT2005,

para la zona climtica del emplazamiento. Por tanto, para cada cerramiento, se

calcular inicialmente el coeficiente de transmitancia, y en caso de no cumplir con

la normativa RT2005, se instalar el aislante necesario para reducir dicho

coeficiente. El tipo de aislante a utilizar ser recubrimiento de lana mineral

(conductividad =0.038 W/mK).

El edificio considerado se encuentra en la zona climtica H3

Memoria descriptiva

- 21 -




Debido a la forma del edificio, para los coeficientes de transferencia del suelo y

las paredes del stano se ha tenido en cuenta la normativa ISO-13370, como se

explica en el apartado 2.1 Clculo de coeficientes de transferencia.

1.11 OCUPACIN

Las condiciones de ocupacin de cada sala son las siguientes:

Para el Main Control Room el SRD estipula una ocupacin de 105

personas.

Para la cafetera se ha considerado un nivel de ocupacin mxima

permanente de 53 personas, correspondiente a la mitad de la ocupacin del

Main Control Room.

De acuerdo con la normativa 2009 ASHRAE handbook-Fundamentals (SI)

Chapter 18, las condiciones de ocupacin de oficinas y salas de reunin es:

o Para las salas de oficina, la ocupacin es de 1 persona cada 8 m2

de superficie.

o Para las salas de reunin, la ocupacin es de 1 persona cada 4 m2

de superficie.

El resto de salas (pasillos, salas tcnicas, servicios, etc.) se han

considerado como habitualmente desocupadas. Se considera un caudal

mnimo de aire exterior de 8l/s para cumplir el Code du Travail francs, en

caso de ocupacin espordica temporal de 1 persona.

A continuacin se presenta una tabla detallada con las condiciones de ocupacin

de cada sala, as como las correspondientes cargas sensible y latente, que aporta

dicha ocupacin en funcin de la actividad desarrollada en cada tipo de sala, de

acuerdo con la normativa 2009 ASHRAE handbook-Fundamentals (SI) Chapter

18:

Memoria descriptiva

- 22 -




Code Room A

(m2)

N

pers.

m2/

pers

Type of

activity

Heat Load

Sensible (W)

Latent (W)

71-B1-02 Reception 12,15 1* - - - -

71-B1-03 LV Electrical room Train B

4,5 1* - - - -

71-B1-04 LV Electrical room Train A

4,65 1* - - - -

71-B1-05 Fire extinguishing room 27,3 1* - - - -

71-B1-06 Pumps room 19,5 1* - - - -

71-B1-07 Fire water protection 19,5 1* - - - -

71-B1-08 Hall Services 35,4 1* - - - -

71-B1-09 External Gallery 176,8 1* - - - -

71-B1-10 Corridor room 36,75 1* - - - -

71-B1-11 LV Electrical room 46,3 1* - - - -

71-B1-12 FP Panel and BMS room

21,8 1* - - - -

71-B1-13 Male lockers 54,6 1* - - - -

71-B1-14 Female lockers 33,3 1* - - - -

71-B1-15 Corridor Lockers 8,15 1* - - - -

71-B1-16 Control Acces 60 1* - - - -

71-B1-18 Cleaning room 5,6 1* - - - -

71-B1-19 Archive room 14,2 1* - - - -

71-B1-20 Lobby 3,65 1* - - - -

71-B1-21 Technical room 6,15 1* - - - -

71-L1-01 Cleaning room 5,65 1* - - - -

71-L1-02 Hall services 37 1* - - - -

71-L1-03 Storage 33,05 1* - - - -

71-L1-04 Corridor-Emergency exit

95,7 1* - - - -

71-L1-05 CODAC, CIS and CSS (SR) servers

373,3 1* - - - -

71-L1-06 CSS (SIC 1) Servers 18,2 1* - - - -

71-L1-07 Corridor 84,55 1* - - - -

71-L1-08 Main Control room 1030,5

105 9,8 Office work 75 55

71-L1-09 Work benches 117,6 4 29,4 Light bench work

80 140

71-L1-10 CODAC office 14,95 2 7,5 Office work 75 55

71-L1-11 CODAC office 32,25 4 8,1 Office work 75 55

71-L1-12 Storage 14,25 1* - - - -

71-L1-13 Storage 5,5 1* - - - -

71-L1-14 Main Hall 50,6 1* - - - -

71-L1-15 Goods control point 30 1* - - - -

Memoria descriptiva

- 23 -




Code Room A

(m2)

N

pers.

m2/

pers

Type of

activity

Heat Load

Sensible (W)

Latent (W)

71-L1-16 Meeting room 66,7 17 3,9 Light office work

70 45

71-L1-17 Office 75,15 10 7,5 Office work 75 55

71-L1-18 Meet & Greet desk 29,4 4 7,4 Office work 75 55

71-L1-19 VIP Waiting area 149,25

1* - - - -

71-L1-20 Female bathroom 26,05 1* - - - -

71-L1-21 Lobby 21 1* - - - -

71-L1-22 Male bathroom 27,2 1* - - - -

71-L1-24 Office 45 6 7,5 Office work 75 55




71-L1-28 Meeting incident room 115,95

29 4,0 Light office work

70 45

71-L1-29 Printing area 14,95 1* - - - -

71-L1-30 Corridor 33,6 1* - - - -

71-L1-31 Bathroom corridor 15,85 1* - - - -

71-L1-32 CSS (SIC II) Servers 22,5 1* - - - -

71-L2-01 Hall services 24,2 1* - - - -

71-L2-02 Storage 33,05 1* - - - -




70 45




71-L2-09 Exhibition space 110 10 11,0 Light office work

70 45




70 45

71-L2-13 Training room 53,6 4 13,4 Office work 75 55

71-L2-14 Store 5,5 1* - - - -

71-L2-15 Exibition Corridor 31,7 1* - - - -

71-L2-16 Hall services 50,5 1* - - - -

71-L2-17 Back-of-house 41,05 1* - - - -

71-L2-18 Catering toilets 10,9 1* - - - -

Memoria descriptiva

- 24 -




Code Room A

(m2)

N

pers.

m2/

pers

Type of

activity

Heat Load

Sensible (W)

Latent (W)

71-L2-19 Catering kitchen 114,05

6 19,0 Sedentary work

80 80

71-L2-20 Food servery 28,1 1* - - - -

71-L2-21 Cafetera 135,1 53 2,5 Sedentary work

80 80

71-L2-22 Visitors waiting area 168,1 12 14,0 Light office work

70 45

71-L2-23 Bathroom corridor 15,85 1* - - - -

71-L2-24 Female toilets 26,05 1* - - - -

71-L2-25 Control room double height

- - - - - -

71-L2-26 Male bathroom 27,2 1* - - - -

71-L2-29 Office Corridor 81,8 1* - - - -

71-L2-30 Meet & greet desk 29,4 2 14,7 Office work 75 55

Tabla 9 Ocupacin de las diferentes salas y cargas trmicas asociadas

Nota: (1*) indica ocupacin ocasional de 1 persona, es decir, sala normalmente

desocupada, por lo que puede despreciarse la carga trmica.

1.12 CARGAS POR ILUMINACIN

Las cargas por iluminacin empleadas, de acuerdo con la normativa 2009

ASHRAE handbook-Fundamentals (SI) Chapter 18 y el SRD, son las siguientes:

Main Control Room: 20 W/m2

Salas tcnicas: 15 W/m2

Cafetera: 14 W/m2

Cocina: 13 W/m2

Oficinas y salas de reunin: 12 W/m2

Servicios: 10 W/m2

Pasillos, almacenes, cuarto de limpieza, archivo y vestuarios: 7 W/m2

Memoria descriptiva

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1.13 REQUISITOS DE VENTILACIN

Los requisitos de ventilacin aplicables al proyecto, de acuerdo con la normativa

EN-13779, son los siguientes:

reas ocupadas: para las salas ocupadas deber existir una renovacin

mnima de aire de 0.83 l/s por m2 y de 12.5 l/s por persona (se tomar la

ms conservadora en cada caso).

reas desocupadas: para las salas habitualmente desocupadas deber

existir una renovacin mnima de aire de 0.55 l/s por m2.

Adems, para cualquier sala se debe cumplir un requisito mnimo de

ventilacin de 30 m3/h (8 l/s por persona segn el Code du travail

francs).

Adems, para las siguientes salas tambin aplican los siguientes requisitos

mnimos de ventilacin especficos teniendo en cuenta la normativa UNE-EN-

13779-2004:

Cocina: 5 l/s por m2.

Servicios: 25 l/s por wc.

Vestuarios: 2.5 l/s por taquilla.

Cuarto de limpieza: 5 l/s por m2.

Almacn: 0.3 l/s por m2.

1.14 CARGAS INTERIORES

En este apartado se describen las cargas trmicas consideradas de los equipos en

funcin del tipo de sala. Los valores de carga trmica de los diferentes equipos se

han tomando teniendo en cuenta la normativa 2009 ASHRAE Handbook-

Fundamentals (SI) Chapter 18.

Memoria descriptiva

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Oficinas: para las oficinas se ha considerado que por cada persona habr un

ordenador y un monitor que aportan una carga trmica de 183W en total. Por

tanto, mayorando este valor y asociando un conjunto pc-monitor a cada persona,

el valor de diseo de carga trmica de cada oficina ser de 200W/pers:

Code Room Ocupation Carga (W)

71-L1-10 CODAC office 2 400

71-L1-11 CODAC office 4 800

71-L1-17 Office 10 2000

71-L1-24 Office 6 1200

71-L1-25 Office 2 400

71-L1-26 Office 2 400

71-L1-27 Office 4 800

71-L2-03 Office 4 800

71-L2-04 Office 4 800

71-L2-06 Office 4 800

71-L2-07 Office 4 800

71-L2-08 Office 4 800

71-L2-10 Office 6 1200

71-L2-11 Office 2 400

71-L2-13 Training room 4 800

Tabla 10 Cargas interiores de las oficinas

Salas de reunin: para las salas se reunin se ha considerado la existencia de un

equipo y un proyector, lo que aporta una carga trmica total de de 1000W.

Printing area: Para el rea de impresin se ha estimado la existencia de una

fotocopiadora que aporta una carga trmica de 1060W.

Cocina: se realiz una estimacin de los equipos que podra haber en la cocina de

la cafetera de un edificio de estas caractersticas. Los equipos considerados, y sus

cargas trmicas fueron:

Equipo Carga trmica

(W)* Coffee brewing urn 352

Egg cooker 205

Espresso machine 352

Freezer (small) 322

Toaster 4-slice pop up 879

Memoria descriptiva

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Fryer: pressure 791

Griddle 2022

Oven combi 1612

Steam kettle 528

Dishwasher (under-counter)

type)

5774

TOTAL (x1.10) 10500

Tabla 11 Estimacin de cargas trmicas de la cocina

Food servery: Para esta sala se ha considerado la existencia de un equipo de

servicio de comida que aporta una carga de 530 W (hot-food case (moist

holding)).

Main Control Room: el SRD estipula unas condiciones de carga trmica por

equipos de 62400W.

Salas de datos: Para las salas de datos, los documentos SRD ID-1, ID-12 e ID-15

establecen las siguientes cargas trmicas por equipos:

Code Room Carga (W)

71-L1-05 CODAC, CIS and CSS (SR) servers 500000

71-L1-06 CSS (SIC 1) Servers 17000

71-L1-32 CSS (SIC II) Servers 20000

Tabla 12 Cargas Trmicas de las salas de datos

Salas tcnicas: Para las salas tcnicas se han estimado las siguientes cargas

trmicas por equipos:

Code Room Carga (W)

71-B1-11 LV Electrical room 19550

71-B1-06 Pumps room 1665

71-B1-05 Fire extinguishing room 4130

71-B1-12 FP Panel and BMS room 9200

71-B1-04 LV electrical Train A 1500

71-B1-03 LV electrical Train B 1500

71-B1-07 Fire water protection 10900

Tabla 13 Cargas Trmicas de las Salas Tcnicas

Memoria descriptiva

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1.15 INFILTRACIONES

Las infiltraciones pueden contribuir significativamente al calentamiento o

enfriamiento del edificio. Para este proyecto, se ha decidido evitando las

infiltraciones aplicando una sobrepresin en el edificio mediante el suministro de

un exceso de caudal. De esta forma, se mejora la eficiencia energtica del edificio.

Con dicho fin, se debe establecer el exceso de caudal suministrado a cada sala con

el fin de lograr la sobrepresin requerida para eliminar las infiltraciones. De

acuerdo con la normativa CISBE, se ha considerado que el nivel de infiltracin

para un edificio de nuestras caractersticas es de 0.2 a 0.4 ACH. Por tanto, el

sistema HVAC deber establecer una sobrepresin de 0.2 a 0.4 ACH en funcin

del tipo de sala. Las salas con ms ventanas y cerramientos que dan al exterior

tendrn una sobrepresin de 0.4 ACH, mientras que las salas ms recogidas en el

interior del edificio tendrn una sobrepresin cercana a 0.2 ACH. En cualquier

caso, esto no aplica a las salas donde se pueden generar olores (baos, cocina,

vestuarios, etc.), en las que existir una ligera presin negativa.

Las salas tcnicas del stano constituyen una excepcin a este criterio ya que en

ellas se han superado las 0.4 ACH de sobrepresin. Esto es debido a varias

razones: en primer lugar, segn la normativa francesa code du travail, existe la

necesidad de garantizar una ventilacin mnima de 8l/s pers (30m3/h) en cada sala.

En segundo lugar, estas salas son pequeas y el techo es bajo. Por lo tanto, el

cumplimiento del requisito mnimo de ventilacin por s solo produce una

sobrepresin mayor de 0.4 ACH, y los caudales a extraer de cada sala seran tan

pequeos, que no sera posible ajustar estos caudales a conductos de tamao

standard. Por esta razn, se ha obviado la colocacin de conductos de extraccin

en las salas tcnicas del stano, y por esta razn, la sobrepresin es mayor de 0.4

ACH en estas salas.

Memoria descriptiva

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1.16 METODOLOGA DE CLCULO

Para calcular las cargas de verano y prdidas de invierno, se utilizar el software

Bentley Hevacomp. El programa permite simular las condiciones de verano e

invierno a partir de la modelizacin del edificio. En el apartado 2.4 Modelizacin,

se explica el procedimiento realizado.

A continuacin se procede al clculo de los caudales de ventilacin, potencias de

los equipos a implementar e infiltraciones y exfiltraciones por medio de hojas de

clculo de Microsoft Excel.

Por ltimo, se calcular la prdida de carga en los conductos de impulsin y

extraccin por medio de la aplicacin HVAC-PC.

1.17 CONSIDERACIONES SOBRE LAS CARGAS TRMICAS

La carga trmica es variable a lo largo del ao y del da. La instalacin HVAC ha

de ser capaz de contrarrestarla en todas las situaciones por lo que el diseo de los

equipos se hace en funcin de la carga ms desfavorable tanto para los meses de

verano como para los meses de invierno.

1.17.1 CARGAS DE VERANO

Durante los meses de verano la instalacin de climatizacin debe ser capaz de

disipar aquellas cargas que aporten calor a las distintas salas. Estas cargas son

debidas a ocupacin de personas (cargas sensible y latente), iluminacin, equipos,

transmisin y radiacin.

Con respecto a la transmisin, se diferenciar segn sea a travs de cristales,

particiones o muros. En este ltimo caso, hay que considerar el efecto de la inercia

trmica (la transmisin de calor no se produce de forma instantnea, si no que

Memoria descriptiva

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existe un cierto retraso producindose un efecto de acumulacin de calor). Por

este motivo, el momento de mxima carga trmica no necesariamente coincidir

con el momento de mxima temperatura exterior.

1.17.2 PRDIDAS DE INVIERNO

Durante los meses de invierno, el desequilibrio trmico de las estancias es

producido nicamente por las prdidas de calor debidas a la transmisin. Las

dems cargas trmicas aportaran calor al local y por tanto favorecen la situacin,

por lo que, con criterio conservador, no se han considerado el resto de cargas para

el clculo de prdidas de invierno.

1.18 CONSIDERACIONES SOBRE EL RUIDO

La instalacin debe cumplir las exigencias de ruido establecidas en la normativa

ISO 11604-6:2005 adems de las especificaciones correspondientes en la

documentacin ITER sobre proteccin frente a ruido.

De acuerdo con dichas normativas, se fijan por tanto los siguientes lmites de

presin sonora a 1m:

Main control Room: 35 dB(A)

Oficinas y salas de reunin: 50 dB(A)

Aseos, almacenes y vestuarios: 60-65 dB(A)

Salas tcnicas: 80 dB(A)

Memoria descriptiva

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1.19 CRITERIOS DE DISEO DE LAS UNIDADES HVAC

1.19.1 DISEO DE LAS UNIDADES SPLIT

El criterio de seleccin de las unidades split es el siguiente: se seleccionarn

aquellas maquinas que garantizando las necesidades de potencia de refrigeracin

de cada sala tengan la mejor eficiencia energtica.

Entendemos por la potencia de refrigeracin de cada aparato su capacidad de

refrigeracin funcionando a carga completa. Es importante ajustarse lo ms

posible a los requisitos trmicos de cada sala puesto que maquinas con potencias

mucho mayores de las necesarias supondran frecuentes paradas y puestas en

marcha, y por lo tanto, una disminucin del rendimiento de la instalacin y de la

vida til de las maquinas, adems de un gasto econmico innecesario.

Los aparatos seleccionados debern disponer un lquido refrigerante libre de

cloro, de elevado rendimiento y que respeten el medio ambiente.

1.19.2 DISEO DE LAS UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AIRE

Las Unidades de Tratamiento de Aire (UTA) sern diseadas con ayuda del

programa YAHUS, que permite dimensionar y calcular cada uno de los elementos

de la UTA de forma que cumplan los requisitos de diseo necesarios.

Las UTAs sern diseadas para proporcionar el caudal de impulsin y extraccin

necesario para absorber las cargas trmicas y mantener la sobrepresin requerida

de las distintas salas. Se dimensionarn ventiladores de impulsin y extraccin

capaces de vencer la prdida de carga de los conductos ms desfavorables.

Los equipos dispondrn de un filtro compacto (plise) a la entrada del conducto

de retorno y un prefiltro ms filtro compacto (plise), en la toma proveniente del

exterior. Dichos filtros se encargan de garantizar la calidad del aire aportado a las

salas, y deben cumplir la norma EN-779.

Memoria descriptiva

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Las unidades de tratamiento de aire contarn adems con las bateras de

calefaccin y refrigeracin capaces de calentar o enfriar el aire a las condiciones

necesarias. Adems, contarn con una seccin de humectacin en caso de ser

necesario.

Por ltimo, las unidades contarn adems con un recuperador de tipo rotativo o

esttico para aprovechar el calor/fro de los caudales de retorno y reducir el

consumo de las UTAs

1.19.3 DISEO DE LOS FAN-COILS

Los Fan Coils permiten mantener las condiciones de diseo en las oficinas y salas

de reunin.

Sern de tipo agua y de cuatro tubos, y dispondrn de un control de temperatura

que permitir a los ocupantes de las salas regular la temperatura dentro de unos

mrgenes razonables.

La instalacin de agua caliente est diseada para que la temperatura del agua

caliente de entrada sea de 60C y la de salida sea de 50C.

Por otro lado, la instalacin de agua fra est diseada para que la temperatura del

agua fra a la entrada sea de 6C y a la salida de 12C.

1.19.4 DISEO DE LAS UNIDADES DE PRECISIN

El acondicionamiento de precisin es una tarea clave para garantizar condiciones

de trabajo seguras a los centros de datos, salas de ordenadores y otros aparatos

que requieran al mismo tiempo una disipacin de calor sensible y el control

preciso de la temperatura y de la humedad.

Refrigerar una sala de ordenadores requiere una gran cantidad de potencia. Los

intercambiadores de calor de mayores dimensiones y la aerodinmica optimizada

permiten un consumo de energa entre los ms bajos en el sector del

acondicionamiento de precisin.

Memoria descriptiva

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Los equipos ocupan menos superficie gracias a las reducidas dimensiones en

planta. El diseo compacto, optimizado al mismo tiempo con las prestaciones, se

obtiene gracias a anlisis fluidodinmicos y numerosas pruebas de laboratorio.

A la hora de realizar mantenimiento, la sencillez de la interfaz del usuario y el

rpido acceso frontal a las regulaciones mecnicas permiten reducir el tiempo para

el mantenimiento ordinario.

Adems, la autogestin de los equipos redundantes permite rotar las posiciones

que estn en espera y asignar prioridades a posibles zonas calientes.

1.19.5 DISEO DE LOS VENTILADORES

Los ventiladores se pueden clasificar en centrfugos, tangenciales y axiales, en

funcin de la direccin que adopta el flujo que los atraviesa.

Otra clasificacin, atendiendo a la presin que desarrollan, nos proporcionara un

criterio de seleccin.

El criterio de seleccin del tipo de ventilador, dado que los caudales que se

manejan no son en ningn caso excesivamente altos, ser el de la presin, y por

tanto, sern centrfugos.

El ventilador se seleccionara de forma que su punto de trabajo este alejado de su

zona de inestabilidad. Adems, se buscara que se encuentren en la zona de

mximo rendimiento, lo que reducir la potencia absorbida, con el consecuente

ahorro de energa. Se prestara a su vez atencin al ruido producido por estos.

1.19.6 DISEO DE LAS COMPUERTAS

En el presente proyecto, existen las siguientes compuertas:

Compuertas de gravedad.

Compuertas de regulacin motorizadas.

Compuertas cortafuegos.

Memoria descriptiva

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Compuertas antiexplosivas

1.19.6.1 Compuertas de gravedad

Sern del tipo anti-retorno de lamas paralelas de chapa de acero o aluminio

extruido de 2 mm de espesor, acopladas entre s.

1.19.6.2 Compuertas de regulacin motorizadas

Sern de tipo de lamas opuestas para regulacin y de lamas paralelas para cierre.

Irn acopladas entre s mediante juego de bielas de acero dispuestas en el exterior

del marco.

1.19.6.3 Compuertas cortafuegos

Se instalarn compuertas cortafuegos siempre que un conducto atraviese dos reas

de fuego diferentes.

Las compuertas cortafuegos sern del tipo de mariposa, rectangulares o circulares,

previstas para su instalacin en muro, forjado o conducto resistente. Es