PII Inst II

Aire acondicionado

1. Paso previo a elegir sistema: se debe realizar el balance térmico de verano, que se basa en la cantidad de calor que hay que extraer, para mantener el espacio acondicionado a cierta temperatura. De estos cálculos se obtiene la “ carga de refrigeración”.

• Frigorías / hora: esta unidad es equivalente a kcal / hora, pero en sentido opuesto. 

• Tonelada de refrigeración: esta unidad se utiliza para medir la capacidad de un equipo de gran envergadura. Se define como: 1 tonelada de refrigeración = 3000 frigorías/hora.

Proceso Acondicinamiento

• Compresor:  Comprime el gas que llega desde el evaporador en estado gaseoso. El aumento de presión aumenta la temperatura del gas

• Condensador: Se  encarga de extraer el calor del refrigerante, que viene del compresor a alta presión y con alta temperatura. Pasando de gaseoso a líquido. Mantiene presión. Ubicadas fuera del edificio 

• Dispositivo de expansión:Recibe, el refrigerante en estado líquido, a alta presión y baja temperatura y es el encargado de transformarlo a baja presión y a temperatura de refrigeración. 

• Evaporador: El refrigerante entra al evaporador y enfría el serpentín. Ese serpentín, a su vez, enfría el aire que pasa por allí con ayuda de un ventilador. Al absorber el calor del aire, el refrigerante cambia de líquido a gas. El aire ya frío se envía al ambiente, y el refrigerante, ahora en forma de gas caliente, sale del evaporador y va al compresor para comenzar nuevamente el ciclo. El evaporador está ubicado en el interior del equipo. Cuando el aire se enfría, también se condensa la humedad que contiene, y esa agua cae hacia el desagüe del equipo.

• Refrigerante: sustancia que permite el enfriamiento. Funciona dentro de una red de tubos de cobre o acero dentro del acondicionador de aire

Equipos compactos autocontenidos (A)

Los sistemas están centralizados en una sola unidad. Ventajas: Reducido volumen - Rapidez y sencillez en su montaje - Facilidad de traslado, desmontaje y reparación - Permiten flexibilidad en el diseño. - Modernización en cuanto a consumo de energía. Desventajas: En edificios su mantenimiento es más costoso, ya que es individual y no central. -Algunos pueden producir ruido.

Equipos de ventana - muro (A)

Autocontenidos en una sola unidad. Se colocan en ventanas o muros. Se utilizan para un solo local y deben dar al exterior con buena ventilación, lo que no permite instalarse en espacios cerrados. Son de muy fácil instalación, pero tienen dos desventajas: baja capacidad frigorífica y el ruido que producen.

Equipos Rooftop (A)

Son equipos que van montados en el exterior y se distribuyen por medio de conductos. Generalmente la parte exterior se instala en techos, aunque puede ir en pisos y muros. Son de bajo nivel sonoro, el costo es relativamente económico y son de fácil instalación. Se utiliza en hipermercados, centros comerciales, oficinas o viviendas (se recomienda que sean edificios en una sola planta y con cubierta plana, esto facilita su instalación y funcionamiento). Su condensación es por aire.

Acondicionador enfriado por aire (A)

Se pueden colocar en interiores. Su funcionamiento es similar al rooftop, se instalan en una sala de máquina y deben tener una toma de aire exterior para enfriamiento del condensador. Están diseñados para edificios de departamentos o pisos de oficinas donde no es posible contar con espacio exterior para ubicar equipos, puede proveer calefacción mediante la bomba de calor o agua caliente proveniente de una caldera. Ventajas: control más efectivo de humedad del aire - Una distribución más uniforme del aire en los locales. Desventaja: Se necesita mayor espacio para el montaje de los conductos. -  Disponibilidad de una sala de máquinas

Acondicionador enfriado por agua (A)

Similares características que los anteriores, con la diferencia que la condensación del gas se hace por agua a la temperatura ambiente normal, utilizando una torre de enfriamiento. La función de la torre de enfriamiento es enfriar el agua, produciendo gotas las cuales se enfrían por medio de una corriente de aire y caen a un recipiente que la recoge y la retorna al circuito refrigerante. Desventaja: mayor presupuesto de mantenimiento debido a la torre de enfriamiento. La calefacción se consigue por medio de resistencias eléctricas o una batería de agua caliente.

Sistemas separados Split (A)

• Se separan mediante el circuito de refrigeración, extendiendo los caños de cobre del refrigerante. Consta de dos unidades: una interior (evaporador) y otra exterior (condensador enfriado por aire).Ventajas: dimensiones reducidas, silencioso, fácil instalación. Posibilidades de separación:

• 1. Condensador separado enfriado por aire: el condensador (serpentina y ventiladores) va separado del equipo.

• 2. Unidad condensadora enfriada por aire: incluye condensador, ventilador y compresor en un gabinete exterior; el evaporador y ventilador van en otro gabinete interior. Permite uso multisplit.

Sistema tipo central (B)

Todos los componentes están en una sola sala de máquinas. La planta de calefacción produce y distribuye calor. La planta de refrigeración se complementa con condensadores enfriados por aire o agua con torres de enfriamiento.

Sistema todo aire (B)

Distribuyen aire tratado desde planta central mediante conductos que terminan en rejas de ventilación; el aire retorna por conductos de retorno. Se pueden usar unidades manejadoras de aire zonales (unidades terminales). Ventaja: mantenimiento centralizado en un único gabinete.

Sistemas todo agua/ Fan coils (B)

Usan enfriadores de agua y calderas centralizadas. El agua (fría o caliente) circula por cañerías y bombas hacia fan coils en cada local. Estos equipos tienen ventilador y serpentín.Ventajas: regulación independiente, posibilidad de aire exterior, modulación calor/frío, solo se necesita cañería de agua, flexibilidad de diseño. Desventajas: mantenimiento individual de terminales, posibles ingresos de aire por viento o altura, requiere recolección de agua de condensación

Sistemas agua-aire (B)

• Distribuyen agua fría o caliente por cañerías a equipos centrales de tratamiento de aire que luego se reparte por conductos. Las unidades se dividen en:

•  1. Unidades compactas con conductos: fabricadas en serie, tipo mueble vertical u horizontal, distribuyen aire mediante ductos (fan coils centrales). (Casete)

• 2. Equipos de inducción: sin ventiladores, usan aire exterior a alta velocidad que induce el paso de aire por serpentín. Ventajas: menos mantenimiento, menor ruido, control y filtrado central del aire exterior, no requiere red eléctrica. Desventajas: regulación difícil, sin filtros en terminales, potencia limitada.

• 3. Sistemas mixtos y especiales:

• 3.1 Instalaciones mixtas de dos o cuatro tubos: usan agua como medio de transmisión. Se pueden usar fan coils, manejadores, inductores o combinaciones.

• 3.2 Instalaciones de volumen variable (VRV o VRF): ideales para grandes superficies (hospitales, bancos, etc.). Tienen una unidad exterior (en la azotea) conectada a múltiples unidades interiores. Funciona como un Split, pero a gran escala, con caja de control que regula el refrigerante según sensores. Ventajas: zonificación independiente, calor y frío, ahorro energético, equipo liviano, control avanzado. Desventajas: requiere líneas de drenaje, respetar cantidad máxima de refrigerante por volumen, no siempre se puede instalar en azoteas.

Defensa

Puede ser pasiva o activa. 

• Defensa pasiva: adopta un diseño que emplea muros cortafuegos, estructuras resistentes al calor, salidas de emergencia, puertas especiales de seguridad, escaleras de escape, entre otros.

• Defensa activa:  ejecución de sistemas que detectan el incendio y lo extinguen con el uso de matafuegos o la realización de instalaciones fijas de rociadores, inundación de gases, espumas, entre otros.

Combustión

Para que exista fuego se debe constituir el triángulo del fuego  formado por tres elementos: un combustible, un comburente y una fuente de ignición. Si falta alguno de estos elementos o las proporciones no son las adecuadas (mezcla explosiva), el fuego no podrá existir.

• Combustible: es un agente reductor. Lo que arde con llama son los gases de combustión despedidos por estos.

• Comburente: el oxígeno del aire es el comburente principal, es el agente que alimenta el fuego. Muchas sustancias, al arder, liberan oxígeno por lo que facilitan su combustión

• Ignición: es la mínima temperatura a que una sustancia (sólida o líquida) debe ser calentada para iniciar una combustión que se sostenga por sí misma, independiente de las fuentes externas de calor

Tipos de fuego

Los tipos de fuego se clasifican de acuerdo a las características de los materiales: clase A, B, C y D

• Fuegos clase A: producidos por materiales sólidos y se los combate por enfriamiento (agua.)

• Fuegos clase B:  originados por líquidos inflamables (naftas, aceites, pinturas, gases, etc.), se los extingue mediante sofocación, reduciendo el comburente con espumas químicas

• Fuegos clase C:  originados por los materiales descriptos en A y B, pero con un componente adicional que es la tensión eléctrica. Se emplean agentes extintores no conductores de la electricidad, que actúan ahogando y a la vez enfriando el fuego.

• Fuegos clase D: originados por metales combustibles (magnesio, sodio, etc.), se los reduce por asfixia empleando arena o polvos especiales

Protección contra incendios

Los edificios deben comprender tres etapas:

1. PREVENCIÓN: se basa en evitar la gestación de incendios, se ocupa del estudio y confección de normas y reglamentos sobre situaciones e instalaciones que puedan provocar incendios y de su divulgación a la sociedad. 

• Protección pasiva o estructural: adopción de medidas que aseguran la evacuación de las personas, limitando el desarrollo del fuego, impidiendo los efectos de los gases tóxicos y garantizando la integridad estructural del edificio. 

• Protección humana o evacuación: se basa en capacitar a las personas para que sepan actuar en caso de incendio

Detección

Producen alarmas ante un incendio ya sea por combustión, llama o calor. Estos sistemas están compuestos por una central de alarma de incendio, detectores, avisadores manuales y elementos acústicos y luminosos de alarma y evacuación. La detección puede ser realizada de manera automática y por personas a través de los accionadores manuales. La central recibe una señal indicando el lugar del siniestro y pone en funcionamiento los sistemas de alarma y evacuación, instalaciones fijas de extinción y corte de suministro de fluidos

Detección Tipos

• Detectores Iónicos: reaccionan frente a lo producido por la combustión, frente a una cámara censora de ionización. No deben colocarse en: Ambientes con humedad - Corrientes de aire excesivas - Lugares con polvo, vapor o gases de combustión - Áreas sin buena extracción de humos - Garajes, cocheras, cocinas y restaurantes

• Detectores ópticos: reaccionan ante humos visibles. Protegen principalmente los locales donde hay aparatos electrónicos. Apropiados para: Uso combinado con detectores por ionización - Áreas con alta circulación de aire. Inapropiados para: Fuegos con humo negro - Lugares con polvo, suciedad, vapor o niebla

• Detectores térmicos o de calor: reaccionan frente a un aumento de temperatura. Puede ser de temperatura fija o por diferencia de velocidad. Adecuados para: Ambientes húmedos - Procesos que generan vapor o humo -Cocinas, restaurantes, garajes y cocheras. Inadecuados para: Áreas de alto riesgo que requieren aviso inmediato - Lugares con fuentes de calor esporádicas (falsas alarmas)

• Detectores de llama: reaccionan frente a la radiación de calor que emana la llama. Pueden ser Infrarrojos o Ultravioletas. Adecuados para: Incendios sin humo - Áreas con productos altamente inflamables. Inadecuados para: Incendios sin llama o con mucho humo antes de la llama - Lugares donde pueda obstruirse la visión de la lente - Espacios con riesgo de falsas alarmas por sol o reflejos
  

Extinción

La extinción del incendio se basa en atacar y eliminar al menos uno de los tres factores. El combustible es muy difícil de eliminar por lo que se debe reducir el oxígeno mediante el ahogo del fuego y/o enfriar el combustible por debajo de la temperatura de ignición. Los elementos destinados a la extinción se clasifican en:

• Portátiles: (matafuegos) , pueden ser accionados y transportados manualmente. Son, como hemos visto, de anhídrido carbónico, triclase ABC, espuma, polvo químico, etc. Deben colocarse en lugares accesibles y se debe capacitar a las personas para su utilización, y el mantenimiento necesario.

• Instalaciones fijas: elementos instalados en forma permanente y pueden funcionar en forma automática. Dentro de las instalaciones fijas podemos tener:

• Sistemas de inundación completa: actúan diluyendo la concentración de oxígeno en los locales, mediante descarga de anhídrido carbónico. Se debe contar con un depósito del agente extintor, cañerías de transporte, boquillas de descarga del agente y detectores automáticos. Es importante mantener las ventanas cerradas . Muy utilizado donde hay gran cantidad de artefactos electrónicos.

• Sistemas de rociadores: deben ser adecuadamente distribuidos. Utilizan cañerías con agua a presión, el agua al entrar en contacto con el fuego, se evapora y enfría el arie del ambiente con lo que se abate el fuego. 

• Sistemas de proyección de agua: mediante tanques de depósito de agua para incendio, con redes de cañerías, bocas o hidrantes y mangueras con lanza y boquilla.

• Sistemas a base de espuma: mediante la formación de burbujas con una red de cañerías que transporta agua y un agente emulsificador que origina espuma.

• Existen otros elementos extintores como la arena, para evitar la propagación.

Tanques de agua

La capacidad de los tanques de agua para incendio se calcula según el uso del sistema: 10 litros por metro cuadrado de superficie cubierta para bocas de incendio y 5 litros por metro cuadrado para sectores con rociadores. La capacidad mínima del tanque debe ser de 10.000 litros. Las cañerías deben llegar hasta la planta baja del edificio y es obligatorio asegurar una mínima circulación de agua para evitar el estancamiento, lo cual se puede lograr conectando el tanque a un depósito de inodoro mediante un caño de hasta 13 mm de diámetro.

• TANQUE MIXTO: se utiliza para proveer agua potable al edifico y de reserva de agua para incendio. Se debe formar un sifón tal que cuando el nivel de agua del tanque está por debajo del sifón entre aire y evite que salga agua del tanque y que el volumen de agua reservado para incendio sea consumido por la red de agua potable. El volumen se calcula: V=V1 + 0,5V2. Donde: V : capacidad mínima del tanque (m³) V1 : capacidad mínima requerida para el destino más exigente (m³) V2: capacidad correspondiente al destino menos exigente (m³)

Bocas de incendio

Las bocas de incendio se ubican en nichos de 75 x 75 x 25cm de profundidad y contienen una lanza y una manguera. Se calcula: Nro. de bocas = Perímetro (m) / 45. Distancia entre bocas no debe ser mayor a 30 m. Su ubicación debe ser lo mas cercana posible a escaleras y accesos.

Rociadores

Se colocan debajo de los cielorrasos, de modo que, si se produce un aumento de la temperatura del local superior a los 70°C, se funde el dispositivo permitiendo que salga el agua. Se debe debe prever: Posibilidad de drenar el agua derramada. -  Prever agujeros y conductos para el paso de canalizaciones y cañerías. Prever sobrecargas de tanques, rociadores, cañerías y todo lo referente a la instalación

Equipo de bombeo

Este sistema está compuesto, básicamente, por una bomba principal (eléctrica), una de reserva (a combustible) de similares capacidades y una bomba auxiliar denominada jockey (eléctrica) de pequeño caudal, apoyada por un tanque hidroneumático que actúa como pulmón para mantener la red presurizada. En caso de un incendio se produce la descarga de agua, al detectarse una disminución de la presión de agua la bomba jockey actúa automáticamente. Si el incendio perdura y si se requiere más caudal, se pone en marcha en forma automática la bomba eléctrica principal, y en caso de falta de energía se pondrá en marcha la motobomba a combustible.

Condiciones de Extinción

Definiciones

• SECTOR DE INCENDIO: Local delimitado por muros de resistencia al fuego, comunicado con un medio de escape.

• MEDIO DE ESCAPE: Medio de salida exigido, que garantiza una evacuación rápida y segura. En edificios el medio de escape se considera la escalera. Ninguna persona tendrá que recorrer más de 40 metros para alcanzar una salida.

• SUPERFICIE DE PISO: Área total de un piso, menos las superficies ocupadas por los medios de escape, locales sanitarios y de uso común del edificio.

• UNIDAD DE ANCHO DE SALIDA: Espacio requerido para que las personas puedan pasar en una sola fila. Los mínimos son 0,55 m para pasillos y 0,45 m para escaleras, para edificios nuevos. Las fórmulas son n= N/100 (N número de personas a ser evacuadas). Si n=3 se necesita un medio de escape, si n=4 o mas se usa: N= n/4 + 1 para saber la cantidad de unidades

• SALIDA DE EMERGENCIA: Es el medio de escape que posee un ancho mínimo de paso de 1,10 metros, abre en el sentido de la evacuación y posee barral antipanico.

• FACTOR DE OCUPACION: Número de personas que pueden ocupar un recinto según el uso propuesto.  Se calcula:Atotal/personas por m2

Caja de Escalera

• Edificios de dos pisos o más, deberán contar con caja de escalera, en viviendas colectivas es a partir de los 12 metros de altura. Todo edificio de más de 30 metros de altura destinado a vivienda colectiva contará con antecámara para acceder a la caja de escalera.Se exceptúan de la obligación de tener antecámara, los edificios destinados a oficinas o bancos y de  altura sea menor de 20 m.

• Deberá estar señalizada e iluminada permanentemente, contará con antecámara con puerta de cierre automático, asegurando la no contaminación de la caja. Serán construidas en material incombustible. Deberá estar libre de obstáculos. En fachadas, la iluminación podrá ser natural utilizando materiales resistentes al fuego. Los pasamanos se instalarán para escaleras de 3 o más unidades de ancho de salida, en ambos lados. Ninguna escalera podrá en forma continua seguir hacia niveles inferiores al del nivel principal de salida

Ascensores Partes

• Sala de máquinas: en este espacio está ubicada la máquina motriz, tableros y equipamiento que controlan y permiten el funcionamiento del ascensor.

• Caja o pasadizo: Se encuentran allí las guías y contrapesos que permiten la circulación vertical del ascensor, amarrados por cables de acero. Debe estar construida por materiales incombustibles, generalmente, por tabiques de HºAº. Dentro de la misma no debe haber canalizaciones de otras instalaciones como gas, agua, calefacción, electricidad, desagües, telefonía, etc

• Paragolpes: Se colocan en el fondo del foso debajo de la cabina y están destinados a amortiguar el impacto por desplazamiento cuando en su detección se sobrepasen los límites inferiores del recorrido.

• Cabina: Es donde se alojan los pasajeros o bienes, cuenta con dos puertas de acceso,, ambas deben disponer de un sistema de seguridad que detenga el funcionamiento del ascensor al operar su apertura. Debe contar con espacio para el coche, contrapeso, guías y demás elementos propios para el desplazamiento. La cabina debe constar de: Iluminación mediante dos circuitos, uno conectado al sistema general del edificio y otro desde el tablero de fuerza motriz. -Indicación de cantidad máxima de personas y carga admisible en (kg)- Nombre del fabricante y/o instalador - Ventilación natural o forzada - Timbres de alarma con pulsador, con circuito distinto al de fuerza motriz - Teléfono de emergencia 

• Coche: formado por el bastidor, la cabina, plataforma y accesorios que se deslizan por las guías principales.

• Puertas de cabina y rellano: Las puertas de cabina deben ser automáticas o de deslizamiento horizontal, la altura de paso será mayor a 2m. Los rellanos deben estar comunicados con los medios de salida, debidamente indicados y deben dar acceso a todas las unidades funcionales.

Accionamiento

• Eléctrico: la máquina de izar es accionada por un motor eléctrico.

• Hidráulico: funcionan con un pistón colocado dentro de un cilindro, gracias a la acción de un motor eléctrico encargado de bombear aceite para moverlo. El pistón levanta la cabina del ascensor, mientras que las válvulas eléctricas controlan el descenso

Cálculo

1. Cantidad de personas a trasladar en 5 minutos

2. Tiempo Total de viaje : 𝐓𝐓 (𝐬𝐞𝐠) = 𝐭𝟏 + 𝐭𝟐 + 𝐭𝟑 + 𝐭𝟒

3. t1: tiempo duración del viaje, ida y vuelta del ascensor a velocidad fija. Este valor no debe superar los 120 segundos y se calcula: 

4. t2: tiempo invertido en paradas, ajustes, maniobras: Se calcula con la siguiente expresión: 𝒕𝟐 (𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔) = 𝟐´´ ∗ 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔. El número de paradas es la cantidad de plantas a servir menos planta baja.

5. t3: tiempo entrada y salida de 1 pasajero 

𝒕𝟑 (𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔) = (𝟏’’ + 𝟎, 𝟔𝟓’’) ∗ 𝐍° 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐝𝐚𝐬

6. t4: tiempo de accionamiento de apertura y cierre de puertas.

𝑡4 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠) = 5’’ x N° paradas

7. Tiempo de espera: Conociendo el tiempo total de viaje (TT) e imponiendo la cantidad de ascensores conocemos el tiempo de espera que no debe superar los valores establecidos según el uso del edificio:. Vivienda 60 s.

Por último, podremos elegir el tipo ascensor/es y cabina, sus dimensiones, la capacidad de carga y la velocidad prevista.

8. Dimensiones