CLIMATIZACIÓN DEL MUSEO DE COLECCIONES REALES EN MADRID
Autor: Javier Gutiérrez Carrasco Director: Javier Martín Serrano Entidad colaboradora: Universidad Pontificia de Comillas – ICAI
RESUMEN DEL PROYECTO
El proyecto que a continuación se presenta tiene como objeto el diseño delsistema de
climatización del museo de Colecciones Reales situado en la ciudad de Madrid. Para
ello, se han seguido las normas establecidas en el Reglamento de Instalaciones
Térmicas de los Edificios, nueva normativa de obligado cumplimiento a partir del 12 de
Diciembre de 2010, y las recomendaciones de las Normas UNE, del Manual de Aire
Acondicionado de Carrier International Limited y de la Asociación Americana de
Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE).
La construcción del museo se inició en el año 2006, la obra se está llevando a cabo en
el Campo del Moro y su inauguración no está prevista hasta finales del año 2015. El
museo está orientado hacia el sur estando al descubierto tanto en esta dirección como
al este, mientras que con el norte y el este colinda con el terreno que sustenta la
Catedral de la Almudena y el Palacio Real respectivamente.
Las plantas que en este proyecto se climatizan son 5, dividiéndose en planta 1, planta
baja, sótano 1, sótano 2 y sótano 3. En la planta 1 se encuentran todas las oficinas,
además de dos aulas taller (con una capacidad de hasta 32 personas cada una), un
auditorio (con capacidad de hasta 200 personas) y los respectivos pasillos y vestíbulos
que conectan los locales entre sí y que conforman todo lo que es la zona común en
esta planta.
En la planta baja se distinguen principalmente dos zonas a climatizar. La primera zona
es el núcleo acceso, la cual se compone del vestíbulo acceso, la cabina de información
y seguridad, la tienda y la zona del rellano próxima a las escaleras justo a la izquierda
de la entrada del museo y mediante las que se asciende a la planta 1. La segunda zona
es la cafetería, la cual tiene un acceso particular mediante el cual se puede acceder a
ella sin necesidad de tener que haber entrado por el la entrada del vestíbulo acceso
del propio museo. En esta planta destaca principalmente la zona 1, cuya superficie
alcanza los 1017 m2, mientras que la cafetería tiene un área entorno a los 258 m2.
Las otras 3 plantas restantes conforman los tres sótanos en los que se encontrarán las
salas de exposición, encontrándose en el sótano 1 la sala de tapices, en el sótano 2 la
de pinturas y esculturas y en el sótano 3 la de carruajes. Las tres salas son locales de
una gran altura y tiene una superficie media de unos 1811 m2.
La cubierta del museo queda destinada única y exclusivamente para la aportación del
aire del exterior a través de una abertura realiza en ella. Esta aportación se realiza a
través de un conducto vertical que atraviesa a todas las plantas tratadas y que
transcurrirá por la galería de instalaciones que cada una de las plantas tiene.
En el cálculo de las cargas térmicas hay que tener en cuenta las especificaciones del
edificio descritas anteriormente, así como las condiciones exteriores. El museo está
situado en Madrid teniendo una humedadrelativa exterior de 43% y una temperatura
media en verano de 34,2ºC y en invierno de ‐3,4ºC. El sistema diseñado tiene que ser
capaz de combatir las cargas tanto exteriores como interiores para mantener las
condiciones de confort establecidas en el RITE, esto es, 21ºC en invierno y 24ºC en
verano, la humedad relativa dentro del edificio será del 50% en ambos casos.
En verano, las cargas que se han tenido en cuenta han sido las debidas a la
transmisión, radiación, ocupación, iluminación y equipos presentes. Sin embargo, en el
caso del cálculo de las pérdidas de invierno sólo se ha considerado la carga debida a la
transmisión ya que el caso más desfavorable será el que determine el diseño de la
instalación. En ninguno de los dos casos se ha tenido en cuenta la carga debida a las
infiltraciones exteriores esto se debe a que se creará una sobrepresión en el interior
del edificio que impida dichas infiltraciones, creando fugas de dentro hacia fuera.
El sistema de climatización de aire primario + Fan‐Coils queda reservado para el
conjunto de las zonas comunes, oficinas y aulas taller de la planta 1, mientras que los
climatizadores se emplean para el auditorio y el resto de locales de las otras plantas. La
galería de instalaciones consiste en una zona de vacío y que conlleva a que se requiera
de un sistema de sustentación para poder instalar los distintos equipos de
climatización y aire primario a la altura que le correspondan según su planta.
De acuerdo con el sistema de impulsión, en los locales de las plantas 1 y baja se
emplean difusores lineales, mientras que en los salas de los tres sótanos este sistema
no es el adecuado. Una característica importante de estas tres salas es su elevada
altura (las tres superan una altura de 6 m), lo que supone tener que emplear un
sistema de impulsión distinto al de los difusores lineales. En este caso se han empleado
toberas de largo alcance. El uso de toberas se realiza por los siguientes motivos:
Elevada altura implica problemas de estratificación de aire caliente, es decir, el
aire caliente al ser menos denso que el frio tenderá a quedarse en la zona más
alta del local y de ese modo no se podría tratar el aire del local de una forma
más uniforme.
Para solventar este problema se precisa elementos de difusión especiales:
Toberas. Las toberas empleadas tienen las características de ser elementos de
difusión de elevado alcance y elevada inducción motivada por la elevada
velocidad de impulsión del aire que se realiza.
La elevada velocidad de salida no es problema ya que el flujo de aire no se
impulsa directamente contra la zona ocupada, sino que desciende
progresivamente.
La particularidad de este sistema de difusión es que la climatización se produce
en el propio local, por medio del movimiento del aire secundario (el ya
existente en la sala) que se induce por el impulsado por la tobera (primario).
La red de tuberías consiste en un sistema a cuatro tubos, es decir, que todos los
equipos a los que alimenta se componen de una entrada y salida de agua fría y otra
entrada y salida de agua caliente. Esto supone, que haya que diseñar dos circuitos
distintos para el agua fría y el agua caliente, pues las necesidades de ambas son
independientes. El recorrido seguido por las tuberías, una de agua caliente y otra de
fría, se inicia y finaliza en una única tubería cuya entrada y salida al museo se
encuentra en la planta 1, en el muro que separa las localidades internas del edificio
con la terraza orientada hacia al norte y donde se encuentran instalados los grupos
frigoríficos, calderas y sus correspondientes bombas.
Las especificaciones de los equipos que componen la instalación están recogidas en el
proyecto. El diseño de la distribución del sistema de climatización se presenta en los
planos.
Considerando todos los tipos de equipos y accesorios empleados (calderas, grupos
frigoríficos, bombas, climatizadores, Fan‐Coils, ventiladores, difusores lineales,
toberas, válvulas, tuberías, conductos y sus aislamientos), el presupuesto final del
proyecto asciende a un total de 1.076.414,31€.
HEATING, VENTILATING AND AIR CONDITIONING OF THE MUSEUM OF ROYAL COLLECTIONS IN MADRID
Author: Javier Gutiérrez Carrasco Director: Javier Martín Serrano Collaborating entity: Universidad Pontificia de Comillas – ICAI
PROJECT SUMMARY The purpose of this project is to design the heating, ventilating and air conditioning
system of a shopping center in the city of Badajoz, according to the conditions
established by the Regulation of Thermal Installations in Buildings, new mandatory
regulations from December 12 of year 2010, and the recommendations of the
American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE).
The Construction of the museum began in 2006, the work is being carried out in
Campo del Moro and its opening is not scheduled until the end of 2015. The museum
is south facing therefore being exposed in this direction and east, while the north and
east are bordered by the land that sustains the Almudena Cathedral and the Royal
Palace respectively.
In this project 5 floors of the building are treated, divided into 1st floor, ground floor,
basement 1, basement 2 and basement 3. On the 1st floor are located all the offices,
and two workshop rooms (with a capacity of up to 32 people each one), auditorium
(seating up to 200 people) and the respective corridors and hallways that connect
these locals and that make up the common area on this floor.
On the ground floor there are two mainly zones to be air conditioned. The first area is
the core access, which is composed of the hall access, the security and information
point, shop and the landing area next to the stairs that are just at the left of the
entrance to the museum and witch permits access to the 1st floor. The second area is
the cafeteria, which has a particular access where you can entry without having to
have entered through the access lobby entrance of the museum. In this floor the
surface of the zone 1 reaches 1017 m2, while the cafeteria has an area of around 258
m2.
The other 3 remaining floors make up the three basements where you will find the
exhibition halls, in basement the tapestry room, in basement 2 the paintings and
sculptures and in the third the carriage 3. The three rooms have are a great height and
has an average area of about 1811 m2.
The terrace roof of the Museum is intended exclusively for the input of outside air
through an opening made in it. This contribution is performed through a vertical duct
which crosses all treated plants and will pass through the gallery of facilities situated in
each floor.
To calculate the thermal loads we have to take into account the specifications of the
building described above as well as the external climatic conditions. The Museum is
located in Madrid having a relative humidity of 43% and an average temperature
during summer of 34,2ºC and ‐3,4ºC during winter. The design system must be able to
face the charges both exterior and interior to maintain the comfort conditions ruled by
the RITE, this is, 21ºC in winter and 24ºC in summer, the relative humidity inside the
building must be, in both cases, of 50%. Therefore, the objective is to achieve these
conditions inside the building ensuring them even when the most difficult conditions in
summer and winter in Madrid take place.
During summer, the loads taken in account are transmission, radiation, occupation,
lighting and equipment. However, when calculating winter regime losses it has only
been considered the charge due to transmission as the worst case scenario is the one
that will determine the design of the installation.
The air conditioning system of primary air + Fan‐Coils is reserved for all common areas,
offices and workshop rooms located in the 1st floor, while conditioners are used for the
auditorium and other premises of the rest of the floors. The gallery facility consists of a
vacuum zone and leading that requires of a support system in order to install the
various HVAC equipment and primary air to the height that corresponds to its floor.
According to the drive system, in the locals of the 1st and ground floor there are used
linear diffusers, while in the three basement rooms this system is not adequate. An
important feature of these three rooms is their high height (more than 6 m each one),
which requires to use a different drive system from the linear diffusers (the one used
In this case the long‐range nozzles are the chosen ones. The use of nozzles is realized
by the following reasons:
High heights rooms cause problems of hot air stratification, this means that
warm air being less dense than cold tend to stay in the highest area of the
premises and thus could not treat the air in the room in a more uniform way.
To solve this problem it is necessary to use special diffusion elements: Nozzles.
The nozzles that are used have the characteristics of being high diffusion and
flux elements range motivated by the high speed air delivery that is performed.
The high output speed is not a problem because the air flow is not driven
directly into the occupied zone, it descends gradually.
The particularity of this system is that the air diffusion occurs on the own
premises, through the movement of the secondary air (the existing one in the
room) which is induced by the one driven by the nozzle (primary).
The pipeline consists of a four‐pipe system, which means that all feeding equipment
has an entry and exit pipe for cold water and other input and output pipe for hot
water. This means, that two circuits have to be designed for different cold water and
hot water, as the needs of both are separate. The path followed by the pipe, one hot
and one cold, starts and ends in a single inlet and outlet pipe which is located on the
1st floor, and entries to the building through the wall that separates the internal
locations of the building with the terrace that is facing the north and where there is
installed the refrigeration units, boilers and its associated pumps.
The annexed document contains the technical specifications of all the elements
composing the air conditioning system. Likewise, the planes indicate the layout of all
components, equipment, conduits and pipes.
Considering all types of equipment and accessories used (boilers, refrigeration units,
pumps, air conditioners, Fan‐Coils, blowers, linear diffusers, nozzles, valves, pipes,
ducts and its insulation), the final budget of the project amounts to a total of €
1.076.414,31.
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