PROTOCOLO DE CALCULOS581.pdfPROTOCOLO DE CALCULOS 2 ROGER VIDAL CABIRO – COEIB 614 – C/ SANTA...

PROTOCOLO DE CALCULOS 1

ROGER VIDAL CABIRO – COEIB 614 – C/ SANTA ESCOLASTICA 36B – 07701 – MAHON – MENORCA –TLF: 971 35 05 63

PROTOCOLO DE CALCULOS

INDICE

1.- CALCULOS ELECTRICOS

2.- CALULO DE LA ILUMINACION

3.- CALCULO DEL AFORO

4.- CALCULO DE LAS CARGAS Y DENSIDADES DE FUEGO

5.- CALCULO DE LAS REDES DE TUBERIAS DE AGUA

6.- CALCULO DE LA DEMANDA TERMICA

7.- CALCULO DE CONDUCTOS

Documento visado electronicamente a traves de un certificado de firma segun ley 59/2003351d2477d3f2be07a2440e2f33e77545 26/01/2009 12:39:10 Visado : 121352-1 pagina 1



1.- CALCULOS ELECTRICOS

1.1.- CALCULO DE LA POTENCIA

Para el cálculo de la potencia de las líneas de suministro eléctrico, se han

utilizado las fórmulas que a continuación se relacionan:

POTENCIA NOMINAL:

Líneas Trifásicas: PN = √3 · I · V · Cos(ϕ)

Líneas Monofásicas: PN = I · V · Cos(ϕ)

POTENCIA DE CALCULO:

PC = PN · 1,8 Alumbrado con lámparas de descarga

PC = PN · 1,25 Motores

PC = PN · 1 Resto de cargas

1.2.- CALCULO DE LA INTENSIDAD

Líneas Trifásicas: V

PI NN ·3

=

Líneas Monofásicas: VPI N

N =




1.3.- CALCULO DE LA CAIDA DE TENSION

Líneas Trifásicas:

U = 3 • I • L • Cos ( )

S • ϕ

σ

Líneas Monofásicas:

U = 2 • I • L • Cos ( )

S • ϕ

σ

Donde: P = Potencia consumida, W

I = Intensidad, A

U = Caída de tensión, V

S = Sección del conductor, mm2

V = Tensión, V

L = Longitud, m

σ = Conductibilidad, (σCu = 56 m /Ω·mm2)

Cos ϕ = Factor de potencia

Y las máximas caídas serán de:

- En tensión monofásica:

6,9 V (3% de 230 V)

11,5 V (5% de 230 V)

- En tensión trifásica:

20 V (5% de 400 V).




1.4.- CALCULO DE LA SECCION

S = Id

Donde: S = Sección, mm2

I = Intensidad, A

d = Densidad de corriente admisible, A/mm2

1.5.- CALCULO DE LA TOMA DE TIERRA

Los presentes cálculos y previsiones se han efectuado de acuerdo con la ITC-BT-

18 del vigente Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión y su alcance se limita

a una previsión mínima de las características de la toma de tierra la cual, a

resultas de las mediciones finales obtenidas, se modificará hasta obtener una

resistencia menor de 80 Ω.

Para el cálculo de la resistencia de una pica de tierra:

· Pica vertical:

R = &

L

Donde: R = Resistencia de tierra en Ω

& = Resistividad del terreno en Ω·m

L = Longitud de la pica en metros (2 m)




2.- CALULO DEL NIVEL DE ILUMINACION

E =

N • F • C • FSMED

C U

Siendo:

EMED: Nivel de iluminación media

N: Número de luminarias

F: Flujo luminoso de la lámpara

CC: Factor de conservación

FU: Factor de utilización

S: Superficie a iluminar

3.- CALCULO DEL AFORO.

De acuerdo con el CTE DB-SI 3., en su artículo nº 2 (tabla 2.1):

DEPENDENCIAS PLANTA SOTANO SUP. (m²) AFORO/m² AFORO CUARTO TECNICO 25,47 - 0

TOTAL: 25,47 0 DEPENDENCIAS PLANTA BAJA SUP. (m²) AFORO/m² AFORO ACCESO 1 8,04 1/10 1 ACCESO 2 5,83 1/10 1 HALL 14,38 1/10 1 DISTRIBUIDOR 1 5,37 1/10 1 DISTRIBUIDOR 2 25,12 1/10 3 DISTRIBUIDOR 3 3,36 1/10 0 OFICINA 1 35,06 1/10 4 OFICINA 2 28,04 1/10 3 ASEO 1 4,47 - 0 ASEO 2 4,13 - 0 ALMACEN 1 12,06 1/40 0 ALMACEN 2 22,32 1/40 1 OFFICE 1 2,39 - 0 OFFICE 2 4,25 - 0 OFFICE 3 3,44 - 0 TRASTERO 9,35 - 0

TOTAL: 187,59 15




DEPENDENCIAS PLANTA PRIMERA SUP. (m²) AFORO/m² AFORO AULA 1 35,98 2/3 24 AULA 2 22,25 2/3 15 AULA 3 18,61 2/3 12 AULA 4 27,14 2/3 18 DISTRIBUIDOR 40,72 1/10 4 SECRETARIA 11,70 1/10 1 ASEO 1 5,42 - 0 ASEO 2 5,11 - 0

TOTAL: 166,95 74 DEPENDENCIAS PLANTA ALTILLO SUP. (m²) AFORO/m² AFORO AULA 5 33,53 2/3 22 AULA 6 21,26 2/3 14 AULA 7 37,70 2/3 25 DISTRIBUIDOR 33,34 1/10 3 DIRECCION 11,76 1/10 1 ASEO 1 5,43 - 0 ASEO 2 5,11 - 0

TOTAL: 148,13 65

Se establece, por lo tanto, un aforo máximo del edificio de 154 personas.

4.- CALCULO DE CARGA DE FUEGO.

4.1.- CALCULO DE LA CARGA DE FUEGO PONDERADA.

Se calculará en base a las siguientes expresiones:

( )

(MJ/m2) df,

q=Q

∑

∑ ⋅

A

A

qf,d = qf,k · m · δq1 · δq2 · δn · δc

Siendo:

qf,d : valor de cálculo de la densidad de carga de fuego (MJ/m²)

A: superficie de la zona considerada (m)

qf,k : valor característico de la densidad de carga de fuego (MJ/m²)

m: coeficiente de combustión




δq1: coeficiente de riesgo de iniciación debido al tamaño del sector

δq2: coeficiente de riesgo de iniciación debido al tipo de uso o actividad

δn: coeficiente de medidas activas voluntarias existentes

δc: coeficiente de corrección según las consecuencias del incendio

A continuación se resumen los cálculos aplicados a cada dependencia interior del

local:

DEPENDENCIAS PLANTA SOTANO qf,k (MJ/m²) m δq1 δq2 δn δc qf,d (MJ/m²)CUARTO TECNICO 280 1 1,5 1,25 1 1 525 DEPENDENCIAS PLANTA BAJA qf,k (MJ/m²) m δq1 δq2 δn δc qf,d (MJ/m²)ACCESO 1 350 1 1,9 1 1 1 665 ACCESO 2 350 1 1,9 1 1 1 665 HALL 350 1 1,9 1 1 1 665 DISTRIBUIDOR 1 350 1 1,9 1 1 1 665 DISTRIBUIDOR 2 350 1 1,9 1 1 1 665 DISTRIBUIDOR 3 350 1 1,9 1 1 1 665 OFICINA 1 520 1 1,9 1 1 1 988 OFICINA 2 520 1 1,9 1 1 1 988 ASEO 1 350 1 1,9 1 1 1 665 ASEO 2 350 1 1,9 1 1 1 665 ALMACEN 1 730 1 1,9 1 1 1 1.387 ALMACEN 2 730 1 1,9 1 1 1 1.387 OFFICE 1 650 1 1,9 1 1 1 1.235 OFFICE 2 650 1 1,9 1 1 1 1.235 OFFICE 3 650 1 1,9 1 1 1 1.235 TRASTERO 650 1 1 1 1 1 650 DEPENDENCIAS PLANTA PRIMERA qf,k (MJ/m²) m δq1 δq2 δn δc qf,d (MJ/m²)AULA 1 350 1 1,9 1 1 1 665 AULA 2 350 1 1,9 1 1 1 665 AULA 3 350 1 1,9 1 1 1 665 AULA 4 350 1 1,9 1 1 1 665 DISTRIBUIDOR 350 1 1,9 1 1 1 665 SECRETARIA 520 1 1,9 1 1 1 988 ASEO 1 350 1 1,9 1 1 1 665 ASEO 2 350 1 1,9 1 1 1 665 DEPENDENCIAS PLANTA ALTILLO qf,k (MJ/m²) m δq1 δq2 δn δc qf,d (MJ/m²)AULA 5 350 1 1,9 1 1 1 665 AULA 6 350 1 1,9 1 1 1 665 AULA 7 350 1 1,9 1 1 1 665 DISTRIBUIDOR 350 1 1,9 1 1 1 665 DIRECCION 520 1 1,9 1 1 1 988 ASEO 1 350 1 1,9 1 1 1 665 ASEO 2 350 1 1,9 1 1 1 665




4.2.- CALCULO DE LA CARGA DE FUEGO TOTAL.

DEPENDENCIAS PLANTA SOTANO qf,d (MJ/m²) SUP. (m²) Q (MJ) CUARTO TECNICO 525 25,47 13.373

TOTAL: 25,47 13.373 DEPENDENCIAS PLANTA BAJA qf,d (MJ/m²) SUP. (m²) Q (MJ) ACCESO 1 665 8,04 5.348 ACCESO 2 665 5,83 3.874 HALL 665 14,38 9.562 DISTRIBUIDOR 1 665 5,37 3.569 DISTRIBUIDOR 2 665 25,12 16.702 DISTRIBUIDOR 3 665 3,36 2.232 OFICINA 1 988 35,06 34.641 OFICINA 2 988 28,04 27.702 ASEO 1 665 4,47 2.969 ASEO 2 665 4,13 2.749 ALMACEN 1 1.387 12,06 16.725 ALMACEN 2 1.387 22,32 30.960 OFFICE 1 1.235 2,39 2.951 OFFICE 2 1.235 4,25 5.251 OFFICE 3 1.235 3,44 4.246 TRASTERO 650 9,35 6.075

TOTAL: 187,59 175.557 DEPENDENCIAS PLANTA PRIMERA qf,d (MJ/m²) SUP. (m²) Q (MJ) AULA 1 665 35,98 23.926 AULA 2 665 22,25 14.798 AULA 3 665 18,61 12.379 AULA 4 665 27,14 18.046 DISTRIBUIDOR 665 40,72 27.081 SECRETARIA 988 11,70 11.561 ASEO 1 665 5,42 3.607 ASEO 2 665 5,11 3.401 TOTAL: 166,95 114.798 DEPENDENCIAS PLANTA ALTILLO qf,d (MJ/m²) SUP. (m²) Q (MJ) AULA 5 665 33,53 22.298 AULA 6 665 21,26 14.141 AULA 7 665 37,70 25.070 DISTRIBUIDOR 665 33,34 22.169 DIRECCION 988 11,76 11.621 ASEO 1 665 5,43 3.610 ASEO 2 665 5,11 3.398

TOTAL: 148,13 102.306




La carga de fuego total de la actividad es de 406.034 MJ.

Y la carga de fuego ponderada total es de:

QP = QT / ST = 406.034 / 528,14 = 768,8 MJ/m2

5.- CALCULOS DE LAS REDES DE TUBERÍAS DE AGUA

Las pérdidas de carga se evaluarán por la ecuación de Darcy-Weisbach:

g · 2 · DV · L · fD H

2

=

donde

H: pérdida de carga (m c.a.)

L: Longitud conducción o longitud equivalente accesorio (m)

V: Velocidad del fluido (m)

g: 9.81 m/s²

fD: Factor de Darcy

D: diámetro de la conducción (m)

El factor de Darcy se calculará por la ecuación de Colebrook:

fD · Re

2,51 D· 3,7

Elog · 2- fD

1 1/21/2 ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +=

donde E: Rugosidad (0.006)

Re: Número de Reynolds

µ

D· V · ρ Re =

ρ: densidad agua (1.000 kg/m³)

µ: viscosidad agua (0.001 kg/m·s)




6.- CALCULO DE LA DEMANDA TERMICA

Se sigue el método desarrollado por ASHRAE (American Society o Heating,

Refrigerating and Air-conditioning Engineers, Inc.) que basa la conversión de

ganancias instantáneas de calor a cargas de refrigeración en las llamadas

funciones de transferencia.

6.1.- GANANCIAS TÉRMICAS INSTANTÁNEAS

El primer paso consiste en el cálculo para cada mes y cada hora de la ganancia

de calor instantánea debida a cada uno de los siguientes elementos:

6.1.1.- Ganancia solar cristal

Insolación a través de acristalamientos al exterior.

nSHGFACSQ tGAN ×××=,

Siendo:

GStInsGSdSHGF ×+=

que depende del mes, de la hora solar y de la latitud.

Donde:

QGAN,t = Ganancia instantánea de calor sensible (vatios)

A = Área de la superficie acristalada (m²)

CS = Coeficiente de sombreado

n = Nº de unidades de ventanas del mismo tipo

SHGF = Ganancia solar para el cristal tipo (DSA)

GSt = Ganancia solar por radiación directa (vatios/m²)

GSd = Ganancia solar por radiación difusa (vatios/m²)




Ins = Porcentaje de sombra sobre la superficie acristalada

6.1.2.- Transmisión paredes y techos

Cerramientos opacos al exterior, excepto los que no reciben los rayos solares. La

ganancia instantánea para cada hora se calcula usando la siguiente función de

transferencia (ASHRAE):

( ) ( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡×−×−××= ∑ ∑∑

= =

∆−

=∆−

1 0

,

0,,

n nnai

ntGANn

nntsantGAN ct

AQ

dtbAQ

Donde:

QGAN,t = Ganancia de calor sensible en el ambiente a través de la superficie

interior del techo o pared (w)

A = Área de la superficie interior (m²)

Tsa,t-n∆ = Temperatura sol aire en el instante t-n∆

∆ = Incremento de tiempos igual a 1 hora.

tai = Temperatura del espacio interior supuesta constante

bn

cn

dn = Coeficientes de la función de transferencia según el tipo de

cerramiento

La temperatura sol-aire sirve para corregir el efecto de los rayos solares sobre la

superficie exterior del cerramiento:

( )βεα −°×∆

×−×+= 90cosoo

tecsa h

RhI

tt

Donde:

Tsa = Temperatura sol-aire para un mes y una hora dadas (°C)




Tec = Temperatura seca exterior corregida según mes y hora (°C)

It = Radiación solar incidente en la superficie (w/m²)

ho = Coeficiente de termotransferencia de la superficie (w/m² °C)

α = Absorbencia de la superficie a la radiación solar (depende del color)

β = Ángulo de inclinación del cerramiento respecto de la vertical

(horizontales 90°).

ε = Emitancia hemisférica de la superficie.

∆R = Diferencia de radiación superficie/cuerpo negro (w/m²)

6.1.3.- Transmisión excepto paredes y techos

6.1.3.1.- Cerramientos al interior

Ganancias instantáneas por transmisión en cerramientos opacos interiores y que

no están expuestos a los rayos solares.

( )ailtGAN ttAKQ −××=, Donde:

QGAN,t = Ganancia de calor sensible en el instante t (w)

K = Coeficiente de transmisión del cerramiento (w/m²·°C)


tl = Temperatura del local contiguo (°C)

tai = Temperatura del espacio interior supuesta constante (°C)

6.1.3.2.- Acristalamientos al exterior

Ganancias instantáneas por transmisión en superficies acristaladas al exterior.

( )aiectGAN ttAKQ −××=,

Donde:







tec = Temperatura exterior corregida (°C)


6.1.3.3.- Puertas al exterior

Un caso especial son las puertas al exterior, en las que hay que distinguir según

su orientación:

( )ailtGAN ttAKQ −××=,

Donde:





tl = Para orientación Norte: Temperatura exterior corregida (°C)

Excepto orientación Norte:Temperatura sol-aire para el instante t (°C)

6.1.4.-Calor interno

6.1.4.1.- Ocupación (personas)

Calor generado por las personas que se encuentran dentro de cada local. Este

calor es función principalmente del número de personas y del tipo de actividad

que están desarrollando.

tstGAN FdnQQ ×××= 01'0,

Donde:





Qs = Ganancia sensible por persona (w). Depende del tipo de actividad

n = Número de ocupantes

Fdt = Porcentaje de ocupación para el instante t (%)

Se considera que 67% del calor sensible se disipa por radiación y el resto por

convección.

tltGANl FdnQQ ×××= 01'0,

Donde:

QGANl,t = Ganancia de calor latente en el instante t (w)

Ql = Ganancia latente por persona (w). Depende del tipo de actividad

n = Número de ocupantes

Fdt = Porcentaje de ocupación para el instante t (%)

6.1.4.2.- Alumbrado

Calor generado por los aparatos de alumbrado que se encuentran dentro de cada

local. Este calor es función principalmente del número y tipo de aparatos.


Donde:


Qs = Potencia por luminaria (w). Para fluorescente se multiplica por 1’25.

n = Número de luminarias.

Fdt = Porcentaje de funcionamiento para el instante t (%)

6.1.4.3.- Aparatos eléctricos




Calor generado por los aparatos exclusivamente eléctricos que se encuentran

dentro de cada local. Este calor es función principalmente del número y tipo de

aparatos.


Donde:


Qs = Ganancia sensible por aparato (w). Depende del tipo.

n = Número de aparatos.


Se considera que el 60% del calor sensible se disipa por radiación y el resto por

convección.

6.1.4.4.- Aparatos térmicos

Calor generado por los aparatos térmicos que se encuentran dentro de cada local.

Este calor es función principalmente del número y tipo de aparatos.


Donde:


Qs = Ganancia sensible por aparato (w). Depende del tipo.

n = Número de aparatos.


Se considera que el 60% del calor sensible se disipa por radiación y el resto por

convección.




tltGANl FdnQQ ×××= 01'0,

Donde:

QGANl,t = Ganancia de calor latente en el instante t (w)

Ql = Ganancia latente por aparato (w). Depende del tipo

n = Número de aparatos


6.1.5.- Aire exterior

Ganancias instantáneas de calor debido al aire exterior de ventilación. Estas

ganancias pasan directamente a ser cargas de refrigeración.

( )aiectsaeatGAN ttFdVfQ −×××××= 01'034'0,

Donde:


fa = Coeficiente corrector por altitud geográfica.

Vae = Caudal de aire exterior (m³/h).

tec = Temperatura seca exterior corregida (°C).



Se considera que el 100% del calor sensible aparece por convección.

( )aiectsaeatGANl XXFdVfQ −×××××= 01'083'0, Donde:

QGANl,t = Ganancia de calor sensible en el instante t (w)

fa = Coeficiente corrector por altitud geográfica.




Vae = Caudal de aire exterior (m³/h).

Xec = Humedad específica exterior corregida (gr agua/kg aire).

Xai = Humedad específica del espacio interior (gr agua/kg aire)


6.2.- CARGAS DE REFRIGERACIÓN

La carga de refrigeración depende de la magnitud y naturaleza de la ganancia

térmica instantánea así como del tipo de construcción del local, de su contenido,

tipo de iluminación y de su nivel de circulación de aire.

Las ganancias instantáneas de calor latente así como las partes correspondientes

de calor sensible que aparecen por convección pasan directamente a ser cargas

de refrigeración. Las ganancias debidas a la radiación y transmisión se

transforman en cargas de refrigeración por medio de la función de transferencia

siguiente:

∆−∆−∆− ×−×+×+×= tREFtGANtGANtGANtREF QwQvQvQvQ ,12,2,1,0, QREF,t = Carga de refrigeración para el instante t (w)

QGAN,t = Ganancia de calor en el instante t (w)

∆ = Incremento de tiempos igual a 1 hora.

vo, v1 y v2 = Coeficientes en función de la naturaleza de la ganancia térmica

instantánea.

w1 = Coeficiente en función del nivel de circulación del aire en el local.

7.- CALCULO DE CONDUCTOS

El método de cálculo es el utilizado por la American Society of Heating,

Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., del cual se realiza una breve

descripción seguidamente:




7.1- PÉRDIDAS DE PRESIÓN POR FRICCIÓN

Y utilizando la ecuación de Blasius

se obtiene la ecuación para el aire húmedo:

Esta ecuación es válida para temperaturas comprendidas entre 15° y 40°,

presiones inferiores a la correspondiente a una altitud de 1000 m. Y humedades

relativas comprendidas entre 0% y 90%.

Siendo:

∆Pf: Pérdidas de presión por fricción en Pa.

f: Factor de fricción (adimensional).

ε: Rugosidad absoluta del material en mm.

Dh: Diámetro hidráulico en m.

v: Velocidad en m/s.

Re: Número de Reynolds (adimensional).

L: Longitud total en m.

α: Factor que depende del material utilizado (adimensional).

7.2- PÉRDIDAS DE PRESIÓN POR SINGULARIDADES

Siendo:

∆Ps: Pérdidas de presión por singularidades en Pa.

Co: coeficiente de pérdida dinámica (adimensional).

v: Velocidad en m/s.

ρ: Densidad del aire húmedo kg/m³.

Los coeficientes Co de pérdida de carga dinámica se tienen tabulados para los

distintos tipos de accesorios normalmente utilizados en las redes de conductos.




7.3- MÉTODOS DE DIMENSIONAMIENTO

El circuito de impulsión se ha calculado usando el método de Rozamiento

constante. Para el dimensionado del circuito de retorno se ha utilizado el método

de Rozamiento constante.

Método de Rozamiento Constante

Consiste en calcular los conductos de forma que la pérdida de carga por unidad

de longitud en todos los tramos del sistema sea idéntica. El área de la sección de

cada conducto está relacionada únicamente con el caudal de aire que transporta,

por tanto, a igual porcentaje de caudal sobre el total, igual área de conductos.

La presión estática necesaria en el ventilador se calcula teniendo en cuenta la

pérdida de carga en el tramo de mayor resistencia y la ganancia de presión

debida a la reducción de la velocidad desde el ventilador hasta el final de éste

tramo.

ALAIOR, ENERO DE 2009

PROYECTO ACTIVIDAD MENOR 121352-1 26/01/2009

C.V.E.: 351d2477d3f2be07a2440e2f33e77545


PROTOCOLO DE CALCULOS581.pdfPROTOCOLO DE CALCULOS 2 ROGER VIDAL CABIRO – COEIB 614 – C/ SANTA...

Documents

Transcript of PROTOCOLO DE CALCULOS581.pdfPROTOCOLO DE CALCULOS 2 ROGER VIDAL CABIRO – COEIB 614 – C/ SANTA...