Memoria climatización y ventilación Callao

MEMORIA HOSPITAL DE CALLAO - CLIMATIZACIÓN

HOSPITAL DEL CALLAO

REVISIÓN Y ADAPTACIÓN DEL PROYECTO DE LA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN

Enero 2013

ÍNDICE

MEMORIA DESCRIPTIVA

1. MEMORIA DESCRIPTIVA HVAC. HOSPITAL DEL CALLAO1.1. OBJETO1.2. GENERALIDADES1.3. ALCANCES1.4. DESCRIPCIÓN GENERAL1.5. NORMAS, REGLAMENTOS Y ESTÁNDARES1.6. AMBIENTES CON AIRE ACONDICIONADO1.7. SISTEMA DE CONTROL CENTRALIZADO1.8. CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS

2. MEMORIA DE CÁLCULO HVAC. HOSPITAL DEL CALLAO2.1. ANTECEDENTES2.2. PARÁMETROS DE DISEÑO2.3. CÁLCULO DE CARGAS2.4. CÁLCULO DE TUBERÍAS


MEMORIA DESCRIPTIVA


1. MEMORIA DESCRIPTIVA HVAC. HOSPITAL DEL CALLAO

1.1. OBJETO

El objeto de esta revisión es la de actualizar la instalación de Aire Acondicionado

adaptándola a los cambios de uso generados por la actualización del equipamiento y su

actualización tecnológica, recogidas en el EDI y adenda posterior.

Se realiza el nuevo cálculo de cargas de todas las áreas climatizadas resultantes con la

última versión disponible del programa utilizado, siguiendo las normas y procedimientos

del proyecto original.

Se realiza el nuevo trazado para dar servicio a los locales resultantes del cambio de usos.

Se dimensionan los diferentes equipos, redes de ductos y elementos terminales con los

resultados obtenidos.

Se dibujan las redes de ductos y tuberías ajustando sus dimensiones a los datos

obtenidos en el nuevo cálculo.

Se mantienen las características técnicas de todos los equipos según proyecto original,

de acuerdo a las normas y, en el caso de las unidades de tratamiento de aire, sus niveles

de filtraje y tipología de difusión de aire.

1.2. GENERALIDADES

El presente proyecto prevé toda la información técnica necesaria para implementar de

un Sistema de Aire Acondicionado y Ventilación Mecánica para el Hospital del Callao.

Para el desarrollo del presente proyecto se tendrá en cuenta las normas y

procedimientos del Design Manual for Hospitals and Clinics - ASHRAE, Handbook HVAC

Aplications ASHRAE, experiencia local, datos de temperatura y humedad del Senamhi


para la Ciudad de Lima y Planos de Arquitectura.

La presente memoria descriptiva y planos presentados como parte del proyecto establecen

los parámetros básicos para la implementación de los Sistemas de Aire Acondicionado y

Ventilación Mecánica (HVAC) de todas las áreas que de acuerdo a sus condiciones de

servicio lo requieran.

Los sistemas a instalarse deberán cumplir prioritariamente con:

Proporcionar condiciones de asepsia y confort a los pacientes y personal del hospital,

en los meses cálidos del año y de media estación durante el año.

Proporcionar calidad del aire eliminando partículas de 0.3 micrones al 99.97 % de

eficiencia mediante filtrado de aire, para áreas que requieran estrictas condiciones de

asepsia como las Salas de Cirugía, Sala de Partos, UCI’s y Central de Esterilización

(zona rígida), etc.

Evitar el ingreso de aire exterior contaminado mediante la presurización del hospital.

Proporcionar ventilación mecánica a todos los ambientes que de acuerdo a sus

características de servicio y ubicación lo requieran, cumpliendo con los

requerimientos específicos del área.

Eliminar los gases residuales, producto del Trabajo de Esterilización, Cuarto Oscuro y

otros; los cuales serán filtrados antes de la descarga, así como aire contaminado de

laboratorios y salas de aislados.

1.3. ALCANCES

A fin de lograr el objetivo propuesto, se ha preparado el presente documento que define los

alcances que se desarrollan en el informe final y estas son:

a) El cálculo de las cargas térmicas, en base a las características propias de los

ambientes, función especializada y a las condiciones de diseño.

b) Elaboración de Planos


1.4. DESCRIPCIÓN GENERAL

Para los diversos ambientes del Hospital del Callao se empleará un sistema de HVAC para

obtener calidad de aire (temperatura, humedad, filtrado, renovación, etc) y confort para

el personal empleado y pacientes. Se empleará según estándares un sistema HVAC del

tipo centralizado; o sea enfriadores de agua helada o chillers. Serán tres chillers de 142

toneladas, cada uno con el 50% de la capacidad total del hospital (01 stand by del 50%) y

del tipo enfriado por aire. Cada chiller dispone de una electrobomba de caudal constante,

una de ellas en stand by. El agua helada enfriada por los chillers circulara hasta las

unidades de tratamiento de aire (UTAs) las cuáles serán las encargadas de enfriar y

deshumectar el aire que es insuflado en las diferentes salas. Adicionalmente en las UTAS

se alojaran todos los filtros (hasta el 99.97% HEPA) incluyendo el ultravioleta. Las UTAs se

ubicaran en los techos o sobre las cubiertas destinadas al efecto y los ductos bajaran por

montantes hasta las salas a acondicionar. Se empleará una UTA para cada sala de

operación y UCI.

El resto de ambientes, que no tendrán aire acondicionado, serán acondicionados con un

sistema de ventilación mecánica, mediante ventiladores se empleará aire previamente

filtrado y en cantidades que cumplan con las renovaciones mínimas, el aire es extraído de

las salas por medio de extractores y expulsado al medio ambiente, en algunos casos

filtrado previamente.

1.5. NORMAS, REGLAMENTOS Y ESTÁNDARES

En la ejecución de los trabajos de instalación deberán observarse las siguientes normas y

códigos:

- RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones - Perú)

- NFPA (National Fire Protection Association)

- ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning

Engineers)

- ARI (Air Conditioning and Refrigeration Institute)

- SMACNA (Sheet metal and Air Conditioning Engineers)

- ANSI (American National Standards Institute)


- ASTM (American Society for Testing Materials)

- ASME (American Society of Mechanical Engineers)

- MCA (Air Moving & Conditioning Association Inc.)

- Health Care Facilities. NFPA N° 99.

- EPA (Environmental Protection Agency)

- AISC, MENA.

- Los códigos y regulaciones nacionales sobre estas instalaciones en

particular.

1.6. AMBIENTES CON AIRE ACONDICIONADO

En éste punto, se resume los ambientes a ser climatizados con aire acondicionado:

1.1.1.Sistemas de Aire Acondicionado 100 % de aire exterior con inyección de aire filtrado empleando entre otros filtros absolutos (99.97% HEPA) para ambientes que requieren condiciones de asepsia:

Salas de Operaciones.

Sala de partos

UCI.

Reanimación post-quirúrgica

1.1.2.Sistemas de Aire Acondicionado 100 % de aire exterior con inyección de aire filtrado empleando entre otros filtros absolutos (95%) para ambientes que requieren condiciones de asepsia:

Zona Rígida.

Central de Esterilización

Laboratorios

1.1.3.Sistemas de Aire Acondicionado 20 - 30 % de aire exterior con inyección de aire filtrado 60%.


Hemodiálisis

Sala de inducción anestésica

Sala de recuperación

Sala de observación. Emergencia

Observación pediatría

1.1.4.Sistemas de aire acondicionado para confort (fan coil)

Dirección general

Dirección ejecutiva

Dirección administrativa

Sala de reuniones.

Confort de personal, Estar médico

Farmacia: Almacén general de farmacia

Imagen: Sala de lectura, Sala de Angiografía, Sala de Resonancia Magnética, Sala

de Tomografía, Sala de Ecografía.

Emergencias: Urgencias y Emergencias: Trauma.

1.7. SISTEMA DE CONTROL CENTRALIZADO

El proyecto de gestión incluye el puesto central de control, los autómatas y controladores necesarios, pero no incluye los diferentes elementos de campo, que forman parte de los distintos proyectos de instalaciones.

El objetivo de este proyecto será realizar un control y monitoreo básico de cada uno de las instalaciones, con el propósito de conseguir unas condiciones óptimas de confort y supervisión para mantenimiento del edificio, y que a su vez, sea un sistema totalmente ampliable.

Hardware

La instalación estará formada por un conjunto de autómatas con las correspondientes tarjetas de procesadores y de entrada/salida, con el fin de recoger las señales de control de los elementos de campo instalados. Estos autómatas se interconectarán entre sí mediante la red Ethernet del


centro y bajo protocolo TCP/IP, con su propia autonomía de funcionamiento mecánico (soporte eléctrico suplementario) y técnico (programación residente en memoria no volátil), siendo posible conectar en cualquier subestación un terminal lector accesible a todos los datos del edificio.

Cada elemento de campo indicado en la instalación correspondiente incluye el cableado necesario desde el propio elemento hasta una regleta situada dentro del cuadro eléctrico que contiene la subestación, con lo que el proyecto de gestión contendrá únicamente el cableado necesario para conectar la regleta de bornes antes indicada con la subestación y el cableado necesario para interconectar todas las subestaciones y el puesto central de control.

En el puesto de mantenimiento y puesto de supervisión, se instalará una estación de operardor tipo PC de última generación con su monitor correspondiente.

Software

El software de gestión permitirá una arquitectura cliente – servidor de fácil manejo e intuitiva, por basarse en un funcionamiento interactivo y dirigido principalmente con el ratón. El acceso mediante pantallas en modo gráfico y texto proporcionará una visión general del sistema, que permitirá una selección rápida de objetos y funciones, así como una fiable e inmediata localización de avisos.

El software deberá estar basado en protocolos y sistemas estándares en los siguientes aspectos:

- intercambio de datos con programas terceros, o propios para acceso remoto como DDE, NET-DDE, OLE, ODBC, CTAPI, OPC, DLL, HTML, Active-X, VNC, etc.

- sistema operativo Windows (NT Workstation, 2000 Professional, XP Professional o superiores) o Linux (Red Hat, Fedora, Gnomo o superiores).

- comunicaciones: debe poder soportar los protocolos Red Ethernet-TCP/IP, Token Ring, BACnet, EIB, LonMark, Profibus, red telefónica pública e internet.

El Sistema de Control de Instalaciones deberá incorporar los siguientes programas de forma estándar en su banco de datos para su utilización en el proceso de gestión de las instalaciones:


Programa de alarmas y de estado (Entrada Digital) Programa de Entrada Analógica Programa de bloqueo de alarmas Programa de arranque/paro de la instalación Enclavamientos Programa de optimización Programa de totalización del tiempo de funcionamiento Programa de datos históricos Programa de rearranque automático Programa de cicleado de cargas Programa de control de entalpía Programa de restauración del punto de control Programa de mando numérico directo (DDC) Programa de punto de rotación Programa de cambio automático para los accionamientos del régimen normal y de reserva

Los equipos de mando serán manipulados por personal autorizado, y en todo momento se pedirá un código de acceso al operador. Dicho código será personal y otorgará accesos a diversos equipos, modos, actuaciones y funciones del sistema, de esta forma el responsable general de las instalaciones dispondrá del código que le permite acceder a la totalidad de funciones del sistema, mientras que se podrá asignar a todo el personal que pueda tener acceso al sistema de diferentes códigos con el límite de funciones que en su momento se establezca. De esta forma se hace prácticamente imposible el acceso de personas no autorizadas al sistema. En caso de que no se establezca por parte de Propiedad o el Explotador un criterio de niveles de acceso al sistema, se implementará el siguiente:

Nivel 0 visión de estados sin permiso para modificación

Nivel 1 nivel 0 + actuaciones sobre alumbrado

Nivel 2 nivel 1 + actuaciones sobre climatización

Nivel 3 nivel 2 + supervisión y mando general

Nivel 4 nivel 3 + acceso programación sistema

La presentación y calidad de los gráficos son muy importantes, pues debe reflejar de forma clara los elementos que se le han asignado.

Para acceder a los gráficos de la instalación, el programa dispondrá de un menú de gráficos donde éstos son agrupados por sistemas. Este menú aparecerá directamente al inicializar la aplicación, después de introducirse el nombre de usuario y clave. Una vez seleccionado el


sistema deseado aparecerán todos sus componentes o subsistemas, y seleccionando dicho subsistema, se presentará en la pantalla la parte de la instalación deseada mediante un esquema de principio o plano de planta de fácil comprensión donde sus variables y parámetros fundamentales se encuentran representados de forma clara y actualizada con los valores de campo en tiempo real.

La pantalla principal constará de una imagen del edificio controlado y una serie de botones que se corresponderán con los diferentes sistemas, por ejemplo: “climatización confort”, “climatización producción”, “iluminación”, “otras instalaciones”, etc. En caso de que la pantalla sea táctil, los botones serán de mayores dimensiones para facilitar su pulsación.

1.8. CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS

Para el cálculo de las cargas térmicas de los diferentes locales y zonas del proyecto se ha

utilizado el programa informático “CARRIER E-CAT Hourly Analysis Program V4.60 de 2012”

con los datos de partida descritos en el apartado correspondiente. Este programa sigue la

metodología CLTD/SCL/CLF según ASHRAE, siendo, por tanto, un método de cálculo hora a

hora que permite determinar los valores de las cargas de refrigeración a distintas horas del

día, mes y año, lo cual hace posible determinar el valor punta de la carga tanto para un local

como para el conjunto de un edificio.


2. MEMORIA DE CÁLCULO HVAC. HOSPITAL DEL CALLAO

2.1. ANTECEDENTES

En la tabla que se muestra a continuación (tabla 4-1) del manual HVAC Design for

Hospitals and Clinics – ASHRAE) se establecen valores y rangos de las diferentes variables

a controlar (temperatura, humedad, renovaciones de aire fresco, movimiento de aire,

etc.).

Tabla 4-1. Standards De Ventilación, Temperatura Y Humedad Para Hospitales

(Fuente: HVAC Design Manual for Hospitals and Clinics – ASHRAE)

Ambiente Relación de Presión con los ambientes Adyacentes

Renovación mínima de aire exterior (cambios/hora)

Movimiento mínimo del aire insuflado en sala (cambios/hora)

Humedad relativa interior (%)

Temperatura interior (°F)

Aire extraído expulsado directamente al exterior (sin filtrar)

Function Space

Sala de operaciones (sistema con todo aire exterior)

P 15 15 45-55 64-80 Si Operating Room (all outdoor air system)

Sala de partos

P 15 15 45-55 64-80 Opcional Delivery Room (all outdoor air system)

Sala de recuperación

+/- 2 6 45-55 70-75 Opcional Recovery Room

Unidad de Cuidados Intensivos (UCI)

--- 2 6 30-60 70-75 --- Critical and Intensive Care

Unidad de Cuidados Intensivos recién nacido

--- 2 6 30-60 72-78 --- Newborn Intensive Care

Sala de espera de emergencia

N 2 12 30-60 70-75 Si ER Waiting Rooms

Triage N 2 12 --- 70-75 Si Triage


Aislado protegido

P 2 15 --- --- Si Protective Isolation

Aislado infectado

+/- 2 6 30-60 75 Si Infectious Isolation

Rayos X +/- 2 6 30-60 72-78 Opcional Radiology X-Ray (diagnostic and treatment)

Laboratorio general

N 2 6 30-60 70-75 Si Laboratory general

Laboratorio de bacteriología

N 2 6 30-60 70-75 Si Laboratory bacteriology

Laboratorio bioquímico

P 2 6 30-60 70-75 Opcional Laboratory biochemestry

Laboratorio de Citología

N 2 6 30-60 70-75 Si Laboratory cytology

Microbiología

N --- 6 30-60 70-75 Si Microbiology

Farmacia P 2 4 30-60 70-75 Opcional Pharmacy

2.2. PARÁMETROS DE DISEÑO

El cálculo de las ganancias térmicas de los ambientes del hospital del callao y el

dimensionamiento de los equipos se realizarán en base a los siguientes parámetros:

1.1.5.Condiciones exteriores

Temperatura de bulbo seco

máxima

85 ºF

Temperatura de bulbo húmedo

máxima

75 ºF


1.1.6.Condiciones interiores

Ambiente Temperatura

(°F)

Humedad

Relativa (%)

Sala de operaciones 75 45-55

Sala de partos 75 45-55

Sala de recuperación 75 45-55

Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) 75 30-60

Unidad de Cuidados Intensivos recién

nacido

75 30-60

Sala de espera de emergencia 75 30-60

Triage 75 ---

Rayos X 75 30-60

Laboratorio general 75 30-60

Laboratorio de bacteriología 75 30-60

Laboratorio bioquímico 75 30-60

Laboratorio de Citología 75 30-60

Microbiología 75 30-60

Farmacia 75 30-60

1.1.7.Fluctuación:

- Temperatura de bulbo seco =± 2°F

- Humedad relativa =± 5%

1.1.8.Iluminación


- 25 Watt/m2

1.1.9.Equipos

- Sala de Operaciones : 2600W

- Cuidados Intensivos. Equipo para monitorización : 300W (por modulo)

- Descarga de Material Esterilizado : 3400W

- Preparación de Material Esterilizado : 1800W

- Computadora personal : 300W

1.1.10. Ventilación

Baños 20 Renovaciones/hora

Cuarto de limpieza 20 Renovaciones/hora

Lavandería 20 Renovaciones/hora

Vestidores 10 Renovaciones/hora

Oficinas y Otros 10 Renovaciones/hora

Talleres 10 Renovaciones/hora

1.1.11. Coeficientes globales de transmisión

- Paredes exteriores : 0.35 BTU/H pie2 ºF

- Paredes interiores : 0.35 BTU/H pie2 ºF

- Techo al sol : 0.176 BTU/H pie2 º F

- Ventanas : 0.616 BTU/H pie2 º F

- Factor de sombra : 0.7

1.1.12. Ganancias por ocupantes

- Sensible : 250 BTU/H


- Latente : 200 BTU/H

1.1.13. Factores de Seguridad- Enfriamiento : 10%

2.3. CÁLCULO DE CARGAS


2.4. CÁLCULO DE TUBERÍAS

Planta 1

Planta 2


Planta 3


Planta 4

Azotea


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