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Estudio de confort térmico y proyecto de acondicionamiento

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Estudio de confort térmico y proyecto de acondicionamiento

  1. 1. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y PROYECTO DE ACONDICIONAMIENTO SALAS DE ULTIMA ESPERA Y DE LLEGADAS INTERNACIONALES AEROPUERTO INTERCONTINENTAL DE QUERÉTARO e s t e i n Grupo Melbmex SA de CV www.estein.com Junio-Julio de 2013
  2. 2. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO OBJETIVO: lograr el confort térmico para al menos 80% de los ocupantes SALA DE LLEGADAS INTERNACIONALES SALA DE ULTIMA ESPERA NACIONAL
  3. 3. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO ALCANCE FASE I Estudio de Confort Térmico y Simulación -TOMA DE DATOS • Encuestas a 50 ocupantes • Medición parámetros ambientales (temperatura ambiente, temperatura superficial, humedad relativa) • Condiciones exteriores • Observación, fotos, apuntes (entradas/salidas de aire, detalles de fachada) -ANÁLISIS DATOS TOMADOS -SIMULACIÓN TÉRMICA: caso base y propuestas de mejora (Energy Plus) -ANÁLISIS COMPUTACIONAL DE DINÁMICA DE FLUIDOS (CFD) -CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
  4. 4. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO ALCANCE FASE II Proyecto de Acondicionamiento Térmico -MEMORIA -CUANTIFICACION DE OBRA -PRESUPUESTO GENERAL APROXIMADO -PLANOS -Ventilación natural: plantas y corte transversal -Protección solar (persianas motorizadas automáticas) -Automatización de la iluminación -Ajardinamiento terraza sur -Cambio de piso alfombrado
  5. 5. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO DESCRIPCION CLIMA LOCAL A pesar de tener más demanda anual de calefacción (grados de temperatura por debajo de 14º) ambas salas presentan problemas de sobrecalentamiento en condiciones de ocupación alta (llegada y salida de vuelos).
  6. 6. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO MEDICION PARAMETROS AMBIENTALES INTERIORES
  7. 7. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO ENCUESTAS DE CONFORT TÉRMICO: 50 participantes
  8. 8. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO PARÁMETROS PERSONALES DE LOS OCUPANTES Los usuarios reportaron un valor de arropamiento promedio de 0.34 clo y un nivel de actividad durante la hora precedente de 1.1 met (+0.2 met factor corrector por estado de alerta previo a subir a un avión). Ambos parámetros afectan el balance térmico con su ambiente y su sensación de confort. ESCALA DE SENSACIONES TÉRMICAS según estandar ASHRAE 55
  9. 9. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO PERCEPCIÓN DE LA SENSACÌÓN TÉRMICA POR LOS OCUPANTES •Más de la mitad (52%) reportó sensación de calor en diversos grados (algo de calor, calor y mucho calor) votando los valores positivos de la escala (+1, +2, +3) •La sensación térmica más votada fue la de sensación neutra (0), seleccionada por casi la mitad de los ocupantes (46%)
  10. 10. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO CÁLCULO DE LOS INDICES PREDICTIVOS DE CONFORT (PMV, PPD) según ASHRAE 55 El voto promedio real de sensación térmica (AMV) basado en las respuestas, es de +1.0 (algo de calor) Los votantes de las 3 categorías centrales de sensación térmica (-1, 0, +1) son un 76%. Esto implica un porcentaje real de insatisfechos con su ambiente térmico del 24% , que sobrepasa el 20% considerado aceptable por el estándar de confort térmico ASHRAE 55-2012
  11. 11. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO PREDICCIONES DE CONFORT Hipótesis más desfavorable: Día caluroso con temperatura ambiental exterior de 30ºC El voto promedio de sensación térmica (PMV) basado en las predicciones del modelo ASHRAE 55 en condiciones desfavorables sería de +1.3 (algo de calor-calor) En estas condiciones el porcentaje real de insatisfechos con su ambiente térmico sería del 40 %
  12. 12. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO PREDICCIONES DE CONFORT Hipótesis de mejora del ambiente térmico interior Con el enfriamiento nocturno del piso se logra reducir la temperatura media radiante, con lo que mejora ligeramente la sensación térmica y el porcentaje de insatisfechos baja de 40 a 30% Aumentando la velocidad del aire hasta 1 m/s el porcentaje de insatisfechos bajaría por debajo del 20%, que es nuestro objetivo.
  13. 13. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO PREDICCIONES DE CONFORT Hipótesis de mejora del ambiente térmico interior Con temperaturas exteriores altas (29-30ºC) que se alcanzan en los meses de marzo a agosto se precisa enfriamiento pasivo radiante y velocidades de aire altas (1 m/s) Con temperaturas exteriores mas moderadas (máximas de 25-27ºC) bastaría un ligero aumento de velocidad del aire (0.4-0.9 m/s)
  14. 14. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA MODELO BASE (CASO 1)- Estado Actual Horarios de ocupación de ambas salas
  15. 15. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. MODELO BASE (CASO 1)- Sala Espera Primera fuente de calor: ocupantes Segunda: radiación solar
  16. 16. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. MODELO BASE (CASO 1)- S. Llegadas Fuente de calor principal: ocupantes
  17. 17. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. MODELO BASE (CASO 1).- S. Llegadas A lo largo de un año tipo se gana calor por el techo (procedente de la sala de espera del piso superior) Las pérdidas de calor se producen principalmente por ventilación (infiltraciones del aire descontroladas), por el suelo y por el acristalamiento.
  18. 18. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. MODELO BASE (CASO 1)- S. Espera A lo largo de un año tipo hay más pérdidas de calor que ganancias, principalmente por la cubierta en los meses de invierno., también por las infiltraciones de aire descontroladas y por los acristalamientos. Durante el mes de mayo la cubierta proporciona calor al
  19. 19. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. MODELO BASE (CASO 1) BALANCE TERMICO ANUAL S. ESPERA
  20. 20. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. MODELO BASE (CASO 1) BALANCE TERMICO ANUAL S. LLEGADAS El calentamiento por radiacion solar sobre huecos acristalados pasa a un segundo plano en la Sala de llegadas
  21. 21. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA PROPUESTAS DE MEJORA CASO 2: persiana exterior de protección solar automatizada CASO 3: celosía de lamas de aluminio por el exterior CASO 4: persiana interior + celosía exterior CASO 5: vidrio exterior de 6 mm con bajo factor solar (SHGC=0.48) con cámara de aire de 12 mm
  22. 22. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 2: persiana exterior de protección solar automatizada la curva amarilla (ganancias solares) sobrepasa ligeramente los 20 W/m2 en las horas centrales del día 21 de marzo (sobre las 12 del mediodía)
  23. 23. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 3: celosía de lamas de aluminio por el exterior
  24. 24. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 3: celosía de lamas de aluminio por el exterior
  25. 25. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 3: celosía de lamas de aluminio por el exterior la curva amarilla (ganancias solares) casi alcanza los 30 W/m2 en las horas centrales del día 21 de marzo (sobre las 12 del mediodía), ligeramente inferior a la del estado actual
  26. 26. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 4: persiana interior + celosía exterior resultados muy similares a los de la persiana por sí sola (caso 2), para el día 21 de marzo
  27. 27. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 5: vidrio exterior de 6 mm con bajo factor solar (SHGC=0.48) con cámara de aire de 12 mm
  28. 28. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA CASO 5: vidrio exterior de 6 mm con bajo factor solar la curva amarilla (ganancias solares) alcanza los 25 W/m2 en las horas centrales del día 21 de marzo (sobre las 12 del mediodía)
  29. 29. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO SIMULACIÓN TÉRMICA. PROPUESTAS DE MEJORA COMPARATIVO ANUAL CASOS 1 A 5 la medida más efectiva para reducir las ganancias solares a través de huecos acristalados a lo largo de un año, es la instalación de persianas exteriores (caso 2)
  30. 30. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO VENTILACIÓN: ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO DE AIRE ESTADO ACTUAL Las ventanas no son operables, no hay entradas de aire controladas y sólo hay previstas salidas de aire por cubierta que resultan insuficientes para evacuar todo el aire requerido
  31. 31. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO VENTILACIÓN: ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO DE AIRE SIMULACION POR COMPUTADORA:ANALISIS CFD Se observa el movimiento de aire caliente ascendente hacia las salidas por cubierta Las velocidades altas se alcanzan cerca del techo, y no en la zona ocupada
  32. 32. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO RECOMENDACIONES ESTRATEGIAS DE ACONDICIONAMIENTO 1. Enfriamiento pasivo radiante: enfriamiento de la losa de piso mediante ventilación nocturna-matutina (Durante al menos 2 h cuando la temperatura exterior está alrededor de 15ºC). Requiere pavimento de concreto, pétreo ó cerámico 2. Renovación de aire (evacuación del calor producido por los ocupantes): apertura rejillas y huecos de entrada y salida de aire 3. Movimiento de aire (0.4 a 1 m/s)- ventiladores de techo 4. Reducir ganancias de calor solares por acristalamiento- persianas exteriores motorizadas automatizadas 5. Reducir cargas térmicas por iluminación- automatización de su encendido/apagado 6. Generar microclima más templado – ajardinamiento terraza sur
  33. 33. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO VENTILACIÓN NATURAL OBJETIVOS: •Evacuar calor producido por los ocupantes •Renovar el aire viciado (CO2, humedad) •Favorecer el confort (enfriamiento radiante pasivo) CRITERIOS: •Aportación de aire mínima por persona: 10 L/s •Tasa de renovación: De 1 a 3 renovaciones por hora DIMENSIONADO (RESULTADO SIMULACION): •Sala de Espera: 29 m2 entrada aire + 29 m2 salida •Sala Llegadas: 10 m2 entrada + 10 m2 salida •Se procurarán aperturas de salida ligeramente mayores (+10%) en superficie a las entradas para potenciar la renovación del aire.
  34. 34. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO VENTILACIÓN NATURAL SALA LLEGADAS INTERNACIONAL •rejillas de lamas de aluminio regulables en fachada, rejillas de lamas de aluminio fijas interiores •automatismos para controlar apertura de rejillas con sensores de temperatura interior y exterior, sensor de CO2 y sensor de humedad relativa • ventiladores de techo para mover el aire (confort)
  35. 35. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO VENTILACIÓN NATURAL SALA ESPERA •rejillas de lamas de vidrio regulables en fachada, rejillas de lamas de aluminio fijas interiores •automatismos para controlar apertura de rejillas con sensores de temperatura interior y exterior, sensor de CO2 y sensor de humedad relativa • ventiladores de techo para mover el aire (confort)
  36. 36. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO VENTILACIÓN NATURAL - CORTE TRANSVERSAL Ducto de aire hasta boca de expulsión en cubierta
  37. 37. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO PROTECCION SOLAR PERSIANAS EXTERIORES MOTORIZADAS AUTOMATIZADAS •TEJIDO MIXTO POLIESTER-PVC •Transmision solar 10% •Reflexion solar:36% •Absorcion solar: 54% •Transmision visual 10% •SENSOR TERMICO SOBRE VIDRIO (Bajan con intensidad de radiacion solar ≥120 watt/m2)
  38. 38. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO AUTOMATIZACION ILUMINACION OBJETIVOS: •Reducir ganancia de calor interna por iluminacion artificial •Ahorrar electricidad CRITERIOS: •Encendido automático cuando el nivel de iluminación ambiental al interior con luz natural baja de 500 lux
  39. 39. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO AJARDINAMIENTO TERRAZA SUR- selección especies OBJETIVOS: •Crear microclima para introducir aire fresco exterior •Labor educativa y cultural a los viajeros •Deleite visual e imagen CRITERIOS: •Especies endémicas de bajo mantenimiento y nulo o poco riego •Capa de 30 cm de tierra vegetal sobre terraza impermeabilizada
  40. 40. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO AJARDINAMIENTO TERRAZA SUR- selección especies
  41. 41. ESTUDIO DE CONFORT TÉRMICO Y ACONDICIONAMIENTO CAMBIO PAVIMENTO ALFOMBRADO
  42. 42. e s t e i n Grupo Melbmex SA de CV www.estein.com

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