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Título: Ventilación y Climatización del Bodegón del Palacio de Valle. Autores: Ing. Aisman Quiñones Cherta. Email: aquinones@fmec.ucf.edu.cu

Ing. José Pérez Landín Email: jlandin@fmec.ucf.edu.cu Arq. Yoel Caraballé. Email: joel_Caraballe@cubasi.cu

Universidad de Cienfuegos “Carlos Rafael Rodríguez”. Carretera a Rodas km 3 ½ “Cuatro Caminos” Temática: “Ciencias Técnicas” Resumen

En el presente trabajo se da una propuesta de solución al problema de la ventilación y climatización del Bodegón, centro recreativo ubicado en el sótano del Palacio de Valle perteneciente al grupo corporativo, Rumbos. Debido a las dificultades arquitectónicas que presenta el lugar y a las violaciones de las normas de ventilación, se produce un estacionamiento del aire en el local, que unido al gran grupo de fumadores que lo frecuenta, el ambiente en su interior se torna insoportable. Con vista a dar solución a esta problemática, primeramente en el presente trabajo se realiza un levantamiento de la situación que tiene lugar en dicho centro y se hace un análisis de las condiciones de diseño interior y exterior del mismo. Posteriormente se realizan los cálculos de ventilación tanto para la evacuación del humo de tabaco, así como también para eliminar los olores de los baños. Finalmente se calcula la carga térmica que demanda el local, lo cual se realiza desde una ventilación nula, pasando por una ventilación mínima recomendada, hasta una máxima ventilación. Introducción

En el Bodegón, centro recreativo que se encuentra en el Sótano del Palacio de Valle perteneciente al grupo corporativo Rumbos en Cienfuegos, ubicado en La Calle 37 esquina a ave 0 (Véase Anexo 1), se presentan actualmente serios problemas con la climatización y ventilación. Primeramente el sistema de climatización no prevé una renovación de aire del local con el objetivo de eliminar los humos de tabaco, es decir, no se toma aire fresco del exterior para evacuar dichos humos. En segundo lugar la capacidad de refrigeración instalada es insuficiente para el uso dado al lugar, e incluso existe una mala distribución del aire acondicionado dentro del local, encontrando en un alto porciento del área ocupada, zonas muertas (no climatizadas).

La construcción original de la instalación previa la ventilación, por circulación natural del aire a través de abertura que comunican los muros de fachadas opuestas (ventanas 1y2 y conducto C; Figura 1), para el caso de los baños y el salón se ventilaba por el flujo de aire entre las ventanas del muro norte y este (dispuestos 90° entre sí). Pero al cambiar la concepción del uso del lugar y sin tener en cuenta la necesidad de ventilación, el conducto C fue parcialmente clausurado, la ventana 1 cerrada y el crear el local A colocando una puerta de acceso, cualquier vestigio de circulación de aire fue eliminado. Mas aun, que con el objetivo de climatizar el salón, todas las ventanas fueron clausuradas y hermetizadas para eliminar las infiltraciones de aire o el escape del aire acondicionado. Como en estos lugares recreativos, la mayor parte de los usuarios son fumadores, llega el momento que el ambiente en el interior del local se torna insoportable, trayendo consigo graves consecuencias para la salud de empleados y usuarios.

Alrededor de los efectos nocivos que tiene sobre la salud del humo del tabaco, en fumadores pasivos a escala mundial que han realizado estudios concluyéndose que entre otros perjuicios, aproximadamente existen cada año 3000 muertes de cáncer de pulmón en adultos no fumadores y se impide la salud respiratoria a cientos de miles de niños.

El humo del tabaco es una mezcla compleja de mas de 4000 componentes, de los cuales, más de 40 se conoce que producen cáncer en hombres y animales y muchos de ellos son fuertes irritantes.

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Los efectos más comunes de este, sobre las personas, la irritación de ojos, nariz, garganta; dolores de cabeza; cáncer de plumón y puede contribuir a enfermedades del corazón.

El incremento de la ventilación en el interior del local contaminado por estos humos es el método común mas utilizado para evacuarlos. Esta contaminación en presencia de ventiladores solo se reduce, pero no se logra eliminar en ocasiones con la misma rapidez con que se produce producto a la alta concentración de contaminantes que presenta. Luego un incremento desmedido de la ventilación, traería consigo un gran incremento de la capacidad de refrigeración, reflejándose en un aumento del consumo de energía eléctrica.

Por las razones expuestas, este trabajo tiene como objetivos solucionar la problemática de la ventilación tanto del área del salón como de los baños del lugar y la climatización del mismo atendiendo a las necesidades de ventilación.

Para esto se proponen las siguientes tareas de investigación: 1. Análisis de las Condiciones de Diseño. 2. Calculo de las necesidades de Ventilación para evacuar los Humos de Tabaco y por

concepto de Baños. 3. Calculo de la Carga Térmica del local. 4. Arreglo de variantes y soluciones finales. Selección del Equipamiento.

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U/C3

3

1U/C1

V1

U/C2

A V2

S

E

N

WC

Areade

Baile

Figura 1. Condiciones actuales del Bodegón. Ubicación de los equipos de Climatización.

Desarrollo

1.- Análisis de las condiciones de diseño. 1.1.- Levantamiento de la Situación.

Como se explicó anteriormente, las normas de la ventilación fueron violadas en este lugar, en su

diseño original sé previo la ventilación natural de todo el recinto, pero luego estas fueron desahuciadas y la ventilación, por tanto, reducida al mínimo o a prácticamente ninguna.

Luego de este cambio, para climatizar el lugar se contaba con dos consolas Hitachi que suplían la carga térmica demandada pero aún existían tanto zonas de desconfort por baja temperatura y zonas muertas producto a la complejidad arquitectónica del lugar, es decir, gran cantidad de columnas de gran

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dimensión que forman parte de los cimientos de la edificación (Figura 1). Posteriormente fue colocada una unidad Split en la posición 3 como se observa en la Figura 1, y en la posición 1 y 2 ya estaban las consolas antes mencionadas. Aunque con esta nueva unidad parcialmente se eliminaban algunas zonas muertas, su colocación no fue la más correcta, pues parte de la corriente de aire es lanzada sobre dos columnas situadas a 1,5cm frente a la máquina. Posteriormente la consola ubicada en la posición 1 se descompuso, trayendo consigo el aumento de las zonas muertas del recinto.

Por otro lado en la zona de los baños, como se mencionó, no existe ventilación alguna, solo el baño de las mujeres (B2 Figura 2) presenta un conducto parcialmente obstruido (conducto C Figura 1, 2) que lo comunica con el muro sur de la edificación. Por su parte el baño de los hombres (B1 Figura 2) cuando su puerta está cerrada se encuentra herméticamente cerrado, al no ser una pequeña rendija que se encuentra por debajo de la puerta, pero al haber un estancamiento del aire dentro de este es muy difícil que exista algún tipo de ventilación por esta rendija. El salón se encuentra comunicado con los baños por un pasillo por él viajan los olores de los baños en horarios en que el lugar esta cerrado.

Actualmente se encuentra en fase de aprobación una inversión para la remodelación del edificio, la cual incluye el Bodegón pretendiendo llegar a un cambio de la concepción de uso del lugar. En la Figura 2 se observa que el área del salón fue reducida. En este trabajo se desarrollan los cálculos necesarios de ventilación y carga térmica para dos concepciones del uso de este lugar, una en la variante Club otra en la variante Discoteca. Los usuarios de este proyecto, deberán finalmente decidir que variante utilizar.

1.2.- Condiciones de Diseño Exterior.

Las condiciones de diseño exterior están determinadas por las condiciones climatológicas del lugar donde se encuentra el local analizado, por lo que se hace necesario la investigación de los diversos factores meteorológicos que influyen sobre estas condiciones que no son mas que las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo, la humedad relativa, la variación diurna de la temperatura y la velocidad y dirección de los vientos predominantes. Estas condiciones en el verano para la estación meteorológica de Cienfuegos ubicada a la altura de 22 metros y la latitud de 22°N son las si guientes según la norma Cubana [5]:

• Temperatura bulbo seco: 33°C • Temperatura bulbo húmedo: 26,5°C • Humedad relativa: 60% • Variación diurna de la Temperatura: 10,5°C • Velocidad y dirección predominante de los vientos: 9Km/h del NE.

Las condiciones climáticas del aire exterior en invierno medidos por la misma estación: • Temperatura media mínima: 13°C • Velocidad y dirección de los vientos predominantes: 12Km/h del NE.

Tanto las condiciones de invierno y verano fueron obtenidas por el método de la frecuencia de ocurrencias de las temperaturas horarias propuesto por [5], para el cual los datos citados son obtenidos para un 2,5 % de frecuencia de ocurrencia, es decir el tiempo probable de incapacidad del equipo para mantener las condiciones interiores es de 73 horas de los meses de verano (Junio, Julio, Agosto y Septiembre) o lo que es lo mismo aproximadamente 37 minutos diarios.

Aunque el local a calcular se encuentra a escasos metros del nivel del mar, la diferencia de altura con la estación que se encuentra a 22m, no repercute en gran medida, pues las reducciones se comienzan a realizar a partir de los 100m de altura. Si es valido destacar que producto a la cercanía de este lugar al mar habrá un incremento de la humedad relativa, lo que traerá consigo un incremento de la temperatura ambiente y la presencia de brisas costeras distorsionará la dirección predominante de los vientos. Aun cuando se conozca que estos fenómenos meteorológicos ocurran, en el presente proyecto se trabajará con los datos antes citados, pues no existen correcciones ni normas para esto casos.

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Audio

Cabinade

N1B

E W

A

B2

S"C"Conducto

P

P1

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Figura 2. Nueva Propuesta para el Sótano del Palacio de Valle. 1.3.-Condiciones de Diseño Interior.

El sistema de acondicionamiento de aire debe mantener las condiciones atmosféricas en el interior del local, independientemente de las condiciones de las variaciones del tiempo en el exterior. Para este caso, estas condiciones deben mantener para el confort humano. Las condiciones de diseño interior no son mas que las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo, la humedad, la velocidad y pureza del aire para el interior del local.

A partir de este momento se comenzará a analizar las variantes discoteca y club por separado pues ambas concepciones presentan diferentes condiciones de diseño interior.

1.3.1.- Variante Discoteca. Las condiciones establecidas por el diseño interior de una discoteca, se tomarán las que brinda

el Software SAUNIER para el cálculo de cargas de climatización. Estas condiciones se brindan a continuación tanto para verano como para invierno:

- Temperatura en verano: 25°C. - Temperatura en Invierno: 20°C. - Humedad Relativa: 60%. La velocidad del aire en el interior del local, se debe mantener entre 0.2-0.3m/s, no así en las

tomas de aire exterior, ni en las proximidades de la zona en que el aire acondicionado es lanzado por los equipos de climatización. Para esta zona tipo, el número de fumadores es alto y aunque la

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extracción de aire sea muy eficiente, como se dijo anteriormente, nunca se lograrán evacuar todos los humos. Por otro lado, la entrada de aire exterior, trae consigo polvo y otros contaminantes del ambiente exterior.

1.3.2.- Variante Club.

Las condiciones de diseño interior de verano e invierno para esta zona tipo, se obtienen de la misma fuente que el caso anterior, siendo:

- Temperatura en verano: 24°C. - Temperatura en Invierno: 21°C. - Humedad Relativa: 65%. Tanto la contaminación del aire, como su velocidad se comportan de igual forma que el caso

anterior.

2.- Cálculo de las Necesidades de Ventilación. En todo local climatizado es necesario prever una cierta cantidad de aire exterior para lograr la

renovación del aire en el interior del local y de esta forma disminuir el contenido de CO2 acumulado, los humos de tabaco generados en el caso citado, así como cualquier olor proveniente de muebles y bisuterías de bar. Además la presencia de baños es otro factor importante, debido a que en este se generan mal olores que de alguna forma deben ser evacuados. A continuación se describirán las distintas variantes de ventilación que pudieran tener tanto el local como el área de baños.

2.1.- Variantes para la Ventilación del Local y del Área de Baños.

Variante 1: La primera idea para la ventilación de este lugar, fue la de lograr ventilar por separados los

baños y el local. Para esto en primer lugar, es necesario colocar una puerta, que independice ambas áreas, en algún lugar del pasillo “P1” que las comunica. La ventilación del local se lograría moviendo el aire de entrada, desde las ventanas del muro Norte, hacia las ventanas del muro Este o viceversa. Los baños serian ventilados tomando el aire del exterior a través del conducto “C”, arrastrando el aire del baño B2, luego haciéndolo pasar parte de este por el interior del baño B1; practicando previamente una abertura de entrada de aire y otra de salida en el mismo (colocando rejillas en ambos casos) y posteriormente haciendo salir todo el aire por el pasillo “P2” hacia el exterior utilizando un ventilador ya sea del tipo centrífugo o del tipo mural (en dependencia a la caída de presión del circuito del aire). Véase Figura 2.

Es importante aclarar que “El Palacio de Valle” es protegido por Patrimonio, es decir, cualquier cambio en la arquitectura tanto exterior como interior del lugar está prohibida. Existe cierta flexibilidad pues se pudieran lograr enmascarar alguno equipos, pero para mover el aire por el interior del local de la forma anteriormente dicha, es preciso utilizar ventiladores del tipo mural (extractores) y estos precisan tener el área de succión y descarga completamente libre producto a la poca presión disponible que son capaces de lograr y por tanto el enmascaramiento de este sería prácticamente nulo. La ubicación de estos ventiladores afectarían la estética tanto interior como exterior del local. Además la presencia de una puerta en el pasillo “P1” para independizar los espacios de baños y local, en horas de funcionamiento del local no se puede garantizar que esté la mayor parte del tiempo cerrada, producto al desconocimiento de los usuarios y el uso que debe tener (aunque sea una puerta que cierre sola).

Esta variante es desventajosa desde el punto de vista económico, pues presupone la construcción de una puerta no existente actualmente y la utilización de más de un ventilador para la ventilación. También la entrada de polvo a través de las rejillas sería algo incontrolable, además de la afectación de la estética del área del local tanto interior como exterior y de la presencia de corrientes de

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aire no acogedoras en las cercanías a los ventiladores pues la altura del local es pequeña y la ubicación de estos estaría en el área ocupada por las personas.

Variante 2: Esta consiste en introducir el aire exterior al área del local utilizando como equipo de

climatización, una consola que maneje aire exterior. De esta forma no habrá que colocar rejillas en el área del local y el aire de entrada estará previamente filtrado por la máquina. También se puede lograr, colocando un ventilador (ya sea del tipo centrífugo o del tipo mural) en el pasillo “P2” y de esta manera manejar tanto el aire del área del local como el aire del área de baños.

Para llevar a la práctica esta variante habría que colocar una sola consola y esta no pudiera ser a plenum, sino que hubiese que colocar conductos. La colocación de conductos de aire acondicionado por el interior del local sería algo imposible producto a que la altura del local es bastante baja (2.3m) y además de la gran cantidad de columnas que existen, presenta una red de vigas (doble canal soldadas) que intercomunican dichas columnas e impiden aun más la colocación de conductos. No obstante, si se manejara la posibilidad de colocar un solo conducto por encima de toda la barra, con rejillas distribuidoras, el abanico de aire que producirían estas, chocarían inmediatamente con las columnas, creándose corrientes de aire indeseables y una gran zona muerta el lado opuesto a la barra. Además, al colocar una sola consola se tendrían que desactivar los restantes equipos de climatización que existen actualmente en el área del local.

Variante 3: En esta variante no se prevé la utilización de una consola que maneje aire exterior como equipo

de climatización, sino unidades Split. Para este caso se necesita de la presencia de rejillas para tomar el aire exterior necesario para el área del local y al igual que la variante anterior, utilizar un ventilador en el pasillo “P2” que sea capaz de manejar el aire de las áreas de baños y local.

Las desventajas de esta variante son en primer lugar la entrada de polvo a través de las rejillas hacia el interior del local, que aunque no sea considerable, es preciso tenerla en cuenta; la otra desventaja es que al colocar unidades Split es preciso tener presente la distancia que debe existir entre la unidad evaporativa y la unidad de condensación y como este lugar presenta sus peculiaridades de reserva arquitectónica, las alternativas de colocación de las unidades de condensación quedan un poco distantes de los posibles sitios en que se puedan colocar las unidades evaporativas. Esta problemática tiene solución técnica solo que la posible oferta para el KIT de instalación y montaje puede ser más cara que la corriente.

A pesar de las desventajas que presenta, esta variante es la más adecuada y económica pues se pudieran continuar utilizando los equipos de climatización ya existentes y se prevé que un solo ventilador mueva el aire de las áreas del local y de los baños. Además la colocación de varias unidades Split, en un momento determinado es ventajosa pues la carga del local se puede controlar apagando o encendiendo alguna de estas unidades con el consiguiente ahorro de energía.

A partir de esta variante se comenzarán los cálculos necesarios de ventilación para la posterior selección del equipamiento. A continuación se calcularán las necesidades de ventilación (flujo de aire) para los conceptos baños y fumadores.

2.2.- Cálculo de las Necesidades de Ventilación (Flujo de Ventilación).

Para el cálculo de las necesidades de ventilación se deben tener en cuenta dos conceptos, ventilación por concepto de baños y la ventilación necesaria para el local por concepto de cantidad de fumadores que se presentan en el mismo, el cual prevé la evacuación de los humos de tabaco, la renovación de aire para eliminar el CO2 generado por las personas y la eliminación de los olores corporales.

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2.2.1.- Necesidad de Ventilación por Concepto de Baños. Según la norma ANSI/ASHRAE 62-1989, para la ventilación de baños se deben prever 63m3/h

por habitación. En otra bibliografía [6] se recomienda para baños medios (caso del baño de los hombres) 100m3/h y para el caso de baños grandes (baño de las mujeres) 165m3/h . Se tomará para el trabajo posterior la última recomendación de flujo de aire para los baños por su tamaño.

Llamemos W2 al flujo de aire a través del baño de las mujeres y W3 al flujo de aire a través del baño de los hombres, siendo el flujo total de aire que atravesará el conducto “C” de entrada de aire a los baños:

hmhmhmWW /265/165/100 33332 =+=+

2.2.2.- Necesidades de Ventilación por Concepto de Fumadores.

La norma ANSI/ASHRAE 62-1989 también recomienda para el caso de un Bar (Club, Discoteca, con gran número de fumadores) un flujo de aire de ventilación de 54m3/h por persona. Otra recomendación [4] brinda un flujo mínimo de ventilación de 42m3/h y un flujo máximo de 51m3/h para la misma aplicación (Bar). Otra recomendación la brinda la propia referencia [4], dando un flujo mínimo para evacuar humos de tabaco de 25m3/h y un flujo máximo de 42m3/h. Teniendo en cuenta que actualmente en este lugar no existe ventilación alguna y como ya se sabe que nunca se logrará evacuar totalmente el humo de tabaco porque de lo contrario se atentaría contra el consumo energético del lugar; se tomará un flujo de ventilación medio para los cálculos posteriores. Como el valor de 42 m3/h se repite en dos recomendaciones y no está tan alejado del flujo máximo recomendado, se utilizará este valor, como anteriormente se refirió, para cálculos posteriores.

Para la concepción Club el local ocupará como máximo un total de 50 personas entre usuarios, empleados y algún pequeño grupo musical invitado (dúos o tríos). Por tanto llamando W1 el flujo total de aire para fumadores en la concepción Club, será:

32100503421 /hmpersonaspersonas/hmW =⋅×= Para la concepción Discoteca se asumirá que el local podrá recibir un total de 100 personas

como máximo. Llamándole W1’ al flujo total de aire para fumadores en la concepción Discoteca, será: /h 4200100/42 33'

1 mpersonaspersonahmW =⋅×=

2.3.- Cálculo de la Caída de Presión del Aire en su Recorrido. El cálculo dela caída de presión del aire se realiza siguiendo las dos trayectorias por las que

debe seguir, con el fin de ser extraído por el pasillo P2 (Ver Figura 2). Primeramente se seguirá la ruta crítica por la cual de be atravesar el aire de ventilación del área de baños; luego se hará lo mismo con el recorrido que debe seguir el aire que entra por el salón, para ser extraído por el mismo punto que el caso anterior.

• Area de Baños

Para el caso de la variante Discoteca:

...64.1 admmcP AT =∆

Para el caso de la variante Club:

...4.1 admmcP BT =∆

Los valores obtenidos de caída de presión para ambas concepciones son prácticamente iguales, estando la mayor caída en la entrada del conducto de succión del ventilador.

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• Area del Salón. Para el caso de la variante Discoteca:

...87.1 admmmcP AT =∆

Para el caso de la variante Club:

...45.1 admmmcP BT =∆

Los resultados obtenidos al igual que en el caso de los baños, presentan las mayores caídas de presión a la entrada del conducto de succión del ventilador. Además las caídas de presión para las concepciones Discoteca y Club no difieren tanto d una a otra.

3.- Cálculo de la Carga Térmica.

El cálculo de la Carga Térmica en Climatización es de suma importancia, pues da la cantidad de calor necesaria que se debe extraer del local mediante el suministro o recirculación de un flujo de aire, previamente tratado y bajo condiciones específicas de humedad y temperatura, de tal manera que absorba las ganancias de calor sensible y latente del espacio climatizado. Las ganancias de calor de un local se clasifican en externas e internas, llamando externas aquellas que atraviesan las fronteras del local e internas las que se generan en el interior del mismo, también existen otras ganancias térmicas como lo es el aire fresco de ventilación del local, no constituyendo carga directa del aire en el interior del local, pero debe ser vencida por la batería de enfriamiento.

Tanto las fuentes internas como las externas pueden ocasionar ganancias de calor sensible y (o) latente, entendiendo por carga sensible aquella que ocasiona un incremento de la temperatura del aire seco en el local y latentes la que provocan el incremento del contenido de humedad. A continuación se enumeran las distintas cargas, tanto por fuentes externas como por internas y su tipo de aportación de calor (sensible, latente).

1. Carga por Muros Exteriores, Tabiques Interiores, Techo y Suelo (ganancias por transmisión). No es más que el calor transmitido a través de las paredes del local a causa de la diferencia de temperatura entre el aire exterior e interior del local. En el caso de los muros exteriores y el techo se debe tener en cuenta la influencia de la radiación solar. Su aportación es de calor sensible.

2. Carga por Cristales Exteriores. Esta es la ganancia de calor producto al paso de la radiación solara través de las superficies acristaladas. Calor sensible.

3. La Iluminación Eléctrica. Calor sensible. 4. Otras Cargas Internas. En estas entran la aportación térmica de los equipos instalados dentro

del local. Calor sensible y latente. 5. El Aire Exterior. Aire necesario para la ventilación del local. Calor sensible y latente. 6. Los Ocupantes. Cantidad de personas que existen en el interior del local y actividad que

realizan. Calor sensible y latente. La cantidad de calor que proporciona cada una de las fuentes enumeradas se calculará con

ayuda del software SAUNIER. Estas cargas se dividirán en Cargas Constantes, donde entran las primeras 4 cargas antes enumeradas; y Cargas Variables, con las restantes 2. A su vez las cargas constantes serán calculadas para la concepción Discoteca y para la concepción Club y las cargas variables se calcularán también para ambas concepciones pero además se variará el flujo de aire exterior desde cero aire exterior (solo por concepto de infiltración de aire), hasta un flujo máximo de 51m3/h por persona y un flujo intermedio de 42m3/h.

Primeramente al software se le introducen las condiciones de diseño exterior e interior dadas en el capítulo anterior (las condiciones de diseño interior las brinda directamente e programa). Luego se

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van introduciendo cada uno de los coeficientes necesarios para el cálculo de las cargas. En la tabla 1 se dan los resultados de las cargas calculadas para cada variante.

3.1.- Carga por Muros Exteriores.

Este local tiene una característica peculiar y es que la mayor parte de sus muros exteriores están soterrados, solo una pequeña parte del muro Norte se encuentra sobre el nivel del piso, pero no así con el muro Este el cual presenta una mayor parte al descubierto, pues por este se realiza el acceso al local. Se considera que el calentamiento de la tierra que colinda con el exterior de la parte de los muros soterrados es prácticamente nulo, producto a la cercanía del lugar con el mar y al alto nivel de humedad que presenta esta tierra. Como ya se dijo, muros exteriores al local existen dos, un muro Norte y un muro Este, los que prácticamente no son soleados en los horarios de trabajo del local (de 3:00 PM a 7:00 PM y luego de 9:00 PM hasta 3:00 AM). Para el cálculo práctico de esta carga en el software será preciso calcular la longitud equivalente que representa el tramo de muro no soterrado con respecto a la altura de todo el local:

- Muro Norte.

L

MNeq H

AL = (4)

donde: AMN- Área del muro Norte. HL- Altura del local.

mm

mmHAL

L

MNeq 38.3

3.27.06.12

=⋅

==

- Muro Este.

mm

mmmmHAL

L

MEeq 63.6

3.23.28.47.06

=⋅+⋅

==

Además al programa deben de ser entradas las características de los muros como lo son su color exterior que es claro y las características constructivas del mismo con el objetivo de estimar el coeficiente “K” de transmisión del calor. Según [4] para una pared de ladrillo en paramento y ordinario de espesor 40cm y revestimiento interior, enlucido 15mm de arena, el coeficiente “K” será de 1.27kcal/hm2°C. La superficie del local es de 140m2.

3.2.- Carga por Tabiques, Techo y Suelo.

En el local existen 2 tabiques T1 y T2, uno de los cuales (T1) está completamente soterrado y por tanto su aportación de carga será nula. El otro (T2) presenta una longitud de 12.4m y un coeficiente “K” de 1.81kcal/hm2°C. Por su parte el techo es interior y no presenta influencia alguna de la radiación solar, se considera un muro sin aislamiento con K=1.58kcal/hm2°C y una superficie de 140m2. Por su parte el suelo con la misma superficie que el techo, por estar en contacto con la tierra no presenta ninguna aportación de carga sensible.

3.3.- Carga por Cristales Exteriores.

En los muros Norte y Este existen ventanas de madera, las que se encuentran cubiertas de cristales sencillos. En cada uno de los muros existen en total 2m2 de ventanas. Luego de la modificación del local, serán colocadas también nuevas ventanas las cuales serán de madera con la presencia de persianas pequeñas que harían la función de rejillas. Estas serán utilizadas come rejillas de entrada de aire de renovación en los puntos seleccionados del capítulo anterior, en las restantes ventanas deberán colocarse por dentro cristales para evitar la infiltración de aire del exterior. Para este caso en el programa deberá ser seleccionada como protección cristal con persianas exteriores.

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3.4.- Carga por Iluminación. En este caso se debe dividir ambas concepciones (Discoteca y Club). - Para concepción Discoteca. En este caso se contará con 8 lámparas de 40W para un total de 0.32kW, distribuidas la mayor

parte en la iluminación del Bar y las restantes en la Cabina de Audio. Las restantes luces formarán parte del Dancing con la siguiente distribución:

2 lámparas de 250W 2 lámparas de 150W 1 lámpara de 500W 2 Lámparas de 200W Este conjunto suma un total de 1.1kW. Estas lámparas no cuentan con un factor de utilización

pues permanecen sus luces encendidas una vez activadas y el movimiento es comunicado a un espejo por un servomotor con sensibilidad al sonido.

- Para el caso Club. En este, solo es necesaria una luz tenue en el interior del local y también la mayor concentración

de luz estará en el Bar. Las lámparas serán distribuidas aproximadamente en las cercanías de las mesas. Sumarán un total de 20 lámparas de 40W, con una afectación total de 0.8kW.

3.5.- Otras Cargas Sensibles.

Como se expresó anteriormente, esta está relacionada con los equipos en el interior del local. A continuación se brindará una lista con todos estos equipos y su consiguiente consumo:

- Refrigerador contra Mostrador: 150W - Cafetera Pequeña: 500W - 2 Televisores: 75W c/u=150W - Video Cassete: 30W - Equipos de Audio y Amplificación: 70W - Equipo de Cerveza Dispensada: 150W - Freezer: 250W Total: 1.3kW.

3.6.- Cargas por Ventilación y Ocupantes. Como se explicó anteriormente será confeccionada una tabla en la cual se darán los resultados

de la carga térmica para las concepciones Club y Discoteca con una capacidad de persones de 50 y 100 respectivamente. También las variantes de cálculo se completarán variando el flujo de aire desde cero aire exterior (solo por concepto de infiltración de aire con 119m3/h, para las dimensiones de la puerta del local con un uso medio de la misma), hasta un flujo máximo de 51m3/h por persona y un flujo intermedio de 42m3/h. Los resultados que obtuvo el programa se exponen en el anexo 2 del presente trabajo y en la tabla 1 se reflejan. Es preciso aclarar que los resultados obtenidos por el programa se expresan en Frigorias/horas, mientras que en la tabla se expresan en USRT. El factor de conversión utilizado es 3024 USRTHorasFrigorías / .

4.- Selección del Equipamiento.

A partir de los resultados obtenidos tanto en los cálculos de ventilación como en los de carga térmica se procede a la selección del equipamiento. Para el caso de la ventilación la empresa que comercializa ventiladores es ACINOX y para el caso de la climatización la empresa COPEXTEL la que comercializa unidades CARRIER.

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Tabla 1. Resultado de la Carga Térmica por Variantes. Carga USRT

Concepción Club Discoteca Flujo de AireVariantes Tipo de Carga 50 Personas 100 Personas m3/h

Constante 1.23 1.35 1 Variable 2.16 7.33 119 Total 3.39 8.68 infiltración Constante 1.23 1.35 2 Variable 7 16.2 42 Total 8.23 17.55 mínimo Constante 1.23 1.35 3 Variable 8.1 18.14 51 Total 9.33 19.49 máximo

En el presente trabajo se procederá a la selección del equipamiento para ambas concepciones de

estudio, en el caso de la concepción Discoteca, se trabajará con la variante 2 con la cual la carga térmica es de 17.55USRT y el flujo total de ventilación es de 4500m3/h. Para el caso de la concepción Club, se trabajará con la variante 3, con la que la carga térmica es de 9.33USRT y el flujo total de ventilación es de 2900m3/h.

4.1.- Selección del Equipamiento de Ventilación.

- Para la concepción Club. Se selecciona: Ventilador del tipo mural, Modelo HXT-400 que es capaz de manejar un flujo de 2900m3/h y

brinda una caída de presión de 3mmc.d.a. de dimensiones máximas de 500x500mm. Además consume una corriente de 0.4/0.2 (3 fases) con 220/440 Volts. En el Anexo 3 se da la oferta del equipo.

- Para la concepción Discoteca. Se selecciona: Ventilador del tipo mural, que es capaz de manejar un flujo de 4500m3/h y brinda una caída de

presión de 3mmc.d.a. La oferta de este ventilador todavía no ha sido efectuada. Para ambos casos los ventiladores se colocarán en la ventana V1 del pasillo P1(ver figura 8). Las

dimensiones de los dos ventiladores son menores que las disponibles, por lo que será preciso confeccionar un marco al cual ajustar el ventilador escogido y que encaje en el marco de dicha ventana. El área no ocupada por el ventilador debe ser clausurada para evitar el cortocircuito del aire.

4.2.- Selección del Equipamiento de Climatización.

Se dispone en estos momentos en el local con una unidad Split de 5USRT. A partir de esta se seleccionará el equipamiento para completar la capacidad exigida por la carga en cada caso.

- Para la concepción Club. Se selecciona una unidad de 4USRT para completar 9USRT: Unidad Evaporadora: Carrier 42LSA048 4 TR P/T Unidad de Condensación: Carrier 38CKC048 4 TR P/T - Para la concepción Discoteca. Se selecciona dos unidades de 5USRT para completar 15USRT: Unidad Evaporadora: Carrier 42LSA060 5 TR P/T Unidad de Condensación: Carrier 38CKC060 5 TR P/T La ubicación de las unidades en el interior del local y la ubicación de las unidades de

condensación se dan en la Figura 3. Para el caso de la utilización de la unidad de 4USRT, será ubicada

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en la posición 2 (tanto la unidad evaporativa como la unidad de condensación) como se observa en la Figura 8 para lograr una buena distribución del aire acondicionado en el interior del local. Para al caso de las unidades de 5USRT se colocarán en las posiciones 1, 2, 3 al igual que las unidades de condensación. En esta ubicación existe un gran problema que es la gran distancia que existe entre las unidades de evaporación y las unidades de condensación, por ejemplo, en la ubicación 2 la longitud de las tuberías debe ser de 20m aproximadamente a lo que se incrementaría 1m por cada codo que exista en la instalación (para la garantía que ofrece el comercializador), para la ubicación 1 esta longitud de las tuberías sería de 18m y se incrementaría 1m por cada codo al igual que el caso anterior. Sucede que la empresa comercializadora solo garantiza la colocación de estas unidades a una distancia de 15m en los cuales se incluyen 1m por cada codo para el KIT de instalación que comúnmente trabajan. En este caso se debe cambiar dicho KIT a uno de 25m aproximadamente que le dé garantía a los usuarios.

CabinadeAudio

B1

U/E2

U/E1

U/E3

U/C 3

U/C 1U/C 2

V P1 1

Figura 3. Ubicación de las unidades de Climatización y Ventilación.

Resultados 1. El área de los baños será ventilada con aire de renovación que entrará por el muro Sur a través del

conducto “C”, ventilando primeramente el baño de las mujeres y luego, pasa al baño de los hombres, el flujo necesario para su ventilación, a través de una abertura con rejilla, practicada en la pared derecha del mismo; para luego salir por otra abertura con rejilla en la puerta de dicho baño. El área del salón será ventilada con el aire de renovación que entrará por tres de las ventanas del salón para el caso de la aplicación Discoteca o por dos de las ventanas para el caso de la aplicación Club.

2. Tanto el aire del área de los baños como el del salón será extraído por un ventilador, colocado en la ventana del fondo del pasillo “P1”, del tipo Mural, capaz de manejar un flujo de 4500m3/h y dar una caída de presión de 3mmc.d.a. necesaria para el caso de la aplicación Discoteca y el Modelo HXT-400 capaz de manejar un flujo de 2900m3/h y dar una caída de presión de 3mmc.d.a. necesaria para el caso de la aplicación Club.

3. Las rejillas a colocar en el baño de los hombres, fueron seleccionadas de un catálogo de fabricantes que se dedican a su producción, pero estas pueden ser sustituidas por rejillas de carpintería, solo que las dimensiones de la abertura deben ser incrementadas en un 15% por la presencia del marco, para no incrementar la velocidad del aire y no sea molesto para los usuarios. La rejilla de toma de aire exterior para los baños, a la entrada del conducto “C” seleccionada con

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las mismas características que las anteriores, también puede ser sustituida por una rejilla de carpintería de dimensiones similares a las seleccionadas en el catálogo.

4. Fue calculada la carga térmica del área del local tanto para la concepción Club, como para la concepción Discoteca; estableciendo para cada una de estas, variando el flujo desde un valor de entrada por infiltraciones, por concepto de puertas abiertas (119m3/h), pasando por un flujo mínimo de aire por persona (42m3/h) hasta un flujo máximo (51m3/h) por personas, con el fin de evacuar los humos de tabaco. Para la concepción Club, la carga térmica varía de 3.4USRT hasta 9.3USRT y para la concepción Discoteca la carga varía de 8.7USRT hasta 19.5USRT.

Conclusiones 1. Fue ventilado el local de los baños, asegurando que los olores provenientes de estos no pasaran al

área del salón, siendo evacuados completamente por el ventilador. 2. Fue ventilado el local del salón, con un flujo de ventilación tal que asegure el confort de los

clientes con respecto a los humos de tabaco, también por medio del mismo ventilador instalado. 3. La metodología aplicada para la solución planteada, puede ser perfectamente aplicada, con las

especificaciones correspondientes, a otros centros recreativos de nuestro territorio; atrayendo el mayor número de clientes posibles sin tener que lamentar las quejas causadas por el incumplimiento de las normas perinentes.

Referencias Bibliográficas 1. Dominio y Tecnología del Aire: Lista de precios.—Barcelona: Editorial Industria DIRU, enero

1997.—37p. 2. Ideas Básicas sobre Acondicionamiento de Aire.—Madrid: Editorial Interdisa/carrier, s.a.,[199?].—

80p. 3. Industrial Ventilation. A Manual of Recommended Practice.—E.E.U.U: Ed. MacGraw Hill, 17th

Edition, 1982.—236p. 4. Manual de Aire Acondicionado, Carrier Air Conditining.--Barcelona, España: Editorial Marcombo,

S.A de Boixareu, 1972. 5. Polaino de los Santos, Lázara. Instalaciones de climatización / Lázara Polaino de los Santos, Sara

Castilla Rosel, Véronica Padrón Fraga.—La Habana: Editorial ISPJAE, 1997.—273p. 6. Soler y Paulau. Manual practico de ventilación.—España: Editorial Ripoll, [199?].—46p. Bibliografía

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- Stoecker, W.F. Refrigeración y Acondicionamiento de Aire / W.F Stoecker.--La Habana : Edición Revolucionaria, 1972.--406p.