1.1 Introducción

En años anteriores se decía que, en el área metropolitana y estados de la República Mexicana considerados como Zona del altiplano (altitudes mayores a 1000 metros sobre el nivel del mar), para lograr un confort en el aire interior de los inmuebles, era suficiente contar con Ventilación Cruzada; sin embargo, hoy en día, se requiere una Instalación de Acondicionamiento de Aire en aquellos edificios donde antiguamente no era necesario. La razón fundamental radica principalmente en la diferencia de la arquitectura y de la construcción entre hoy y ayer.

El material de esta Norma, se presenta en nueve capítulos en el orden normal del procedimiento de diseño. Primero, se establecen consideraciones generales; después, los sistemas de acondicionamiento de aire; siguen, los sistemas de conducción de aire; posteriormente, los aislamientos térmicos y acústicos, los sistemas de conducción de fluidos hidráulicos y de refrigeración; y finalmente los capítulos de control de temperatura y humedad, y cámaras de refrigeración.

1.2 Objetivo

El objetivo es analizar los criterios, recomendaciones, procedimientos y normas para la planeación, diseño, construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones de Acondicionamiento de Aire en las áreas que las requieran y mantener el nivel de servicio y seguridad en lo que respecta a suministro y utilización del Aire Acondicionado que demandan los usuarios de los inmuebles para cumplir con sus objetivos de Docencia, Investigación y Difusión de la Cultura.

1.3 Campo de Aplicación

Dirigida a las áreas involucradas con el quehacer de la Planeación, Diseño y Construcción de la UNAM, para su aplicación obligatoria en los edificios existentes, nuevos, ampliaciones, remodelaciones y adecuaciones, de acuerdo con los criterios que adelante se indican.

2.1 Criterios para Definir los Sistemas

La selección del sistema de acondicionamiento de aire debe basarse en criterios de altitud, temperatura exterior y características del local a acondicionar.

2.2 Condiciones de Diseño

3.1 Clasificación de Ductos

3.1.1 El aire cuando se transporta en un ducto, tiene que soportar dos cargas en su estructura, una la impuesta por la presión y otra por la velocidad. La primera es conocida como "Presión estática" y es la que a través de las paredes del ducto, normalmente tiene mayor efecto. La impuesta por la velocidad produce turbulencias ejerciendo una carga pulsante y variable en las paredes del ducto y es conocida como "Presión de velocidad".

Cuando se diseña un ducto, deben tomarse en cuenta los siguientes parámetros:

• Deformación y Deflexión (Estabilidad Funcional)
• Hermeticidad
• Vibración
• Generación y/o transportación de ruido
• Exposición al maltrato tanto físico como climatológico
• Soportación
• Pérdidas por fricción
• Velocidad del aire
• Infiltraciones
• Distancia y recorrido desde el equipo de manejo hasta su descarga
• Espacio disponible para su instalación
• Proceso o tipo de fluido a conducir
• Aspecto económico (costo inicial y de operación)

Estos parámetros son primordiales para decidir el tipo de ducto que se deba diseñar y construir. Con éste conocimiento, es importante ver ahora la clasificación de los ductos en términos de su velocidad y presión, de acuerdo a normas internacionales.

3.2 Sistemas de Ductos

3.2.1 En general se pueden clasificar los sistemas de conducción de aire, atendiendo a su presión y velocidad, como se muestra en las siguientes tablas:

3.2.2 La construcción de los ductos debe ser:

• Ductos de 18" y menores: Cañuela plana
• Ductos de 19" a 36": Junta de plegado saliente de 1" con gancho deslizante cada 1.14 cm centro a centro como máximo
• Ductos de 37" a 54": Junta de plegado saliente de 11/8" con refuerzo de solera de 2" x ¼", cada 1.14 m centro a centro
• Ductos de 55" a 85": Junta de plegado saliente de 1/8" con refuerzo de solera de 1" x ¼" cada 1.14 m centro a centro
• Ductos de 86" en adelante: Junta de plegado saliente de 11/8" con refuerzo de solera de 1" x 3/8", cada 0.84 m centro a centro
• Todos los ductos deben ser cruzados en diagonal

3.2 Nivel de Ruido

4.1 Clasificación de Aislamientos

Los aislamientos se clasifican según el tipo de fluido y las condiciones de operación.

Como parte primordial de un Sistema de Acondicionamiento de Aire, se requiere el diseño adecuado de las tuberías y sistemas de distribución de fluidos.

Como complemento importante de los sistemas de acondicionamiento de aire, los controles permiten mantener las condiciones de diseño establecidas. Un sistema de control automático se puede aplicar desde una simple regulación de una temperatura, hasta el control preciso de un proceso o el manejo de un sistema inteligente.

6.1 Funciones de los Elementos de un Sistema de Control Automático

Para la integración de las funciones anteriores se requiere de un número considerable de elementos que formen un sistema de control automático. Dependiendo de la complejidad, el tamaño del mismo y de la clase de energía que sea más adecuada para solucionar el problema de control, determinará el tipo de equipo que sea seleccionado. Los tipos más comunes para el control automático son los hidráulicos, los eléctricos, los electrónicos, los neumáticos o una combinación de ellos, pudiendo ser a su vez de acción de dos posiciones (on-off), de acción flotante o de acción proporcional.

6.2 Elementos que Integran un Sistema de Control

• 6.2.1 Termostato de cuarto: Modulante o de uno o varios pasos, para calefacción y/o refrigeración
• 6.2.2 Termostato de cuarto con selector de velocidades: Normalmente utilizados en unidades ventilador-serpentín
• 6.2.3 Termostato de bulbo remoto: De uno o dos potenciómetros
• 6.2.4 Humidistato: De cuarto o de ducto
• 6.2.5 Sensores:
  • De temperatura (de cuarto o de ducto)
  • De humedad (de cuarto o de ducto)
  • De presión (sencilla o diferencial)
  • De presencia
  • De entalpía (utilizados normalmente en economizadores)
• 6.2.6 Controladores:
  • De temperatura (de dos o más posiciones o modulantes)
  • De humedad
  • De punto de rocío
• 6.2.7 Motores modulantes: Con o sin resorte para regreso
• 6.2.8 Actuadores: Para compuertas o para válvulas
• 6.2.9 Compuertas: Para aire, contra incendio
• 6.2.10 Válvulas: Solenoides, de tres vías, de dos vías, para refrigerantes, para agua y para vapor
• 6.2.11 Interruptores: Auxiliares, de flujo para aire y para agua
• 6.2.12 Potenciómetros auxiliares
• 6.2.13 Humidificadores: De vapor y de agua

6.3 Sistemas Automatizados de Edificios con Control Digital o "Inteligentes"

El uso eficiente y el ahorro de energía en los equipos y sistemas electromecánicos utilizados en la UNAM, son de observación obligatoria, y las tecnologías de punta por medio de los "Sistemas automatizados de edificios con control digital", ayudan a lograr lo anterior. Por esta razón se presentan en este artículo las funciones que pueden integrarse a estos sistemas automatizados de edificios con control digital.

Es importante señalar que estos sistemas se deben diseñar de tal manera que su protocolo o lenguaje sea abierto, o sea, debe poder comunicarse o intercomunicarse con la mayor cantidad de marcas digitalizadas que existen en el mercado.

Es conveniente mencionar que a la fecha no existen normas oficiales que fijen criterios definidos en cuanto a alcance de equipos y/o sistemas que se deban integrar, pues esto depende de cada inmueble, inversión, amortización, financiamiento, ubicación, materiales constructivos, institución, procesos a realizarse, ocupación, horario, etc., por lo que en esta norma, se presentan únicamente las funciones que pueden desarrollarse mediante estos sistemas.

6.3.1 Funciones Principales:

• Arranque y paro de los equipos de acuerdo con un horario preestablecido, pudiendo ser modificado según las condiciones exteriores e interiores
• Llevar registro de las personas que acceden al sistema y las operaciones que ejecutan
• Llevar un registro de todas las emergencias o alarmas que se presentan
• Llevar un registro de paros y arranques y del tiempo de operación
• Puede tomar decisiones para proteger a los equipos que estén trabajando fuera de los parámetros predeterminados
• Puede permitir el alumbrado y el acondicionamiento de aire a los locales que trabajan fuera de su horario normal, registrando dichos movimientos
• Puede invertir el ciclo de funcionamiento de los equipos centrales para permitir un trabajo parejo de los mismos o para efectos de mantenimiento
• Permite el acceso en forma remota mediante una línea telefónica común y un módem
• La computadora debe elaborar gráficas del comportamiento del sistema
• Los puntos de ajuste y programas deben ser modificados desde la computadora central o en forma remota a través del módem
• Debe llevar un registro del consumo de energéticos y su tendencia y generar un reporte de los mismos
• Debe incorporársele sensores de movimiento o de presencia para modificar las condiciones de la temperatura y alumbrado en determinados locales o para registrar las rondas de vigilancia
• Debe aumentar los puntos de ajuste y programarse para una demanda menor en periodos de alto costo de energía
• Debe monitorear la presión del sistema contra incendio y mandar una alarma por baja presión
• En caso de incendio debe indicar el punto donde se generó la alarma y si es confirmada puede parar el equipo de manejo de aire y presurizar las escaleras de emergencia
• Debe verificar el nivel de las cisternas y accionar una alarma en caso de bajo nivel
• Debe programar la clorinación del agua
• Debe monitorear a las bombas del cárcamo y en nivel alto generar una alarma
• Debe ser integrado con un circuito cerrado de televisión y vigilar los accesos o puntos estratégicos, así como registrar los accesos y salidas del personal al inmueble

6.4 Diagramas de Control

A continuación se presentan los diagramas de control típicos para sistemas de aire acondicionado. Haga clic en cualquier diagrama para ver el PDF completo:

Diagrama 1

Diagrama 2

Diagrama 3

Diagrama 4

Diagrama 5

Diagrama 6

Diagrama 7

Diagrama 8

Diagrama 9

Diagrama 10

Diagrama 11

Diagrama 12

Diagrama 13

Diagrama 14

Diagrama 15

Diagrama 16

Diagrama 17

Diagrama 18

Diagrama 19

Diagrama 20

Diagrama 21

Diagrama 22

Diagrama 23

Diagrama 24

Diagrama 25

Diagrama 26

Diagrama 27

Diagrama 28

Diagrama 29

Diagrama 30

Diagrama 31

Diagrama 32

Diagrama 33

Diagrama 34

Diagrama 35

Diagrama 36

Diagrama 37

Diagrama 38

Diagrama 39

Diagrama 40

Diagrama 41

Diagrama 42

Diagrama 43

Diagrama 44

Diagrama 45

Diagrama 46

Diagrama 47

Diagrama 48

Diagrama 49

Diagrama 50

Diagrama 51

Diagrama 52

Diagrama 53

Diagrama 54

Diagrama 55

Diagrama 56

Diagrama 57

7.1 Criterios para Definir los Sistemas de Acondicionamiento en Cámaras Frías Prefabricadas

7.1.1 Consideraciones para determinar la capacidad de la cámara:

• Dimensiones de la cámara, largo, ancho, alto (m³)
• Tipo de aplicación (congelación o conservación)
• Temperatura del cuarto
• Temperatura ambiente
• Diferencial de temperatura
• Aislamiento, grosor y tipo
• Carga del producto por almacenar
• Número de personas
• Número de motores y capacidades
• Alumbrado en Watt

7.1.2 Se debe considerar la carga por transmisión de calor de techo, pisos, particiones, muros.

7.1.3 Se deben especificar cámaras frigoríficas prefabricadas, construidas en secciones tipo "sándwich" de lámina galvanizada con aislamiento térmico de poliuretano de 4" de espesor, densidad de 40/Kg/m³ de poliuretano inyectado entre placas, garantizando un coeficiente global de transmisión térmica de 0.22 Kcal/h x m² x °C.

7.1.4 El sistema de piso debe ser de rejilla galvanizada colocada sobre el nivel del cuarto, o de otra resistencia similar.

7.1.5 La cámara debe poseer instalación eléctrica para el sistema de alumbrado, dejándola en condiciones para su operación a base de lamparas fluorescentes colocadas en gabinete hermético contra polvo.

7.1.6 Se deben especificar puertas apropiadas según el uso de la cámara, construidas tipo "sándwich", misma calidad de aislamiento que los muros, techo y pisos y su espesor de 4". Debe tener burlete de neopreno o similar y cerradura de trinquete.

7.1.7 Los acabados interiores, los determinará la DGOC.

7.1.8 Se requiere alumbrado interior de la cámara.

7.1.9 Marca Frigo.Mex.I, Corporación Gil, Frigus Bohn, o equivalente.

Los métodos de instalación deben apegarse a las normas que se relacionan con el diseño, construcción, mantenimiento y ahorro de energía eléctrica; por lo que se requiere mencionar la importancia de éstos, ya que se deben utilizar en todas las instalaciones de acondicionamiento de aire, refrigeración y ventilación mecánica, de cualquier inmueble de la UNAM, de acuerdo a su ubicación, especialidad y capacidad.

8.1 Ductos

• 8.1.1: Todos los ductos de lámina galvanizada deben construirse conforme a los estándares para aire acondicionado de SMACNA, edición 1985
• 8.1.2: Los ductos deben construirse con lámina galvanizada para techos con los calibres que se indican, dependiendo de las dimensiones del ducto
• 8.1.3: Cuando el ducto lleve aislamiento interior, las medidas indicadas se considerarán netas y, por lo tanto, las dimensiones deben incrementarse en el doble del espesor del aislamiento en ambas direcciones
• 8.1.4: El interior de los ductos debe ser liso
• 8.1.5: Todas las caras de los ductos mayores de 12" serán reforzadas con venteos o ranuras verticales
• 8.1.6: Los codos a 90° deben construirse con un radio de 1.5, solo en condiciones extraordinarias se aceptarán codos con radio de 1
• 8.1.7: Los codos cuadrados podrán ser utilizados, siempre y cuando se instalen deflectores de acuerdo a los estándares SMACNA
• 8.1.8: Las salidas para conexiones con ducto flexible a difusores o rejillas deben hacerse con conexiones cónicas o rectas tipo cola de paloma. En todos los casos debe instalarse una compuerta de mariposa en cada salida
• 8.1.9: Los soportes de los ductos se instalarán bajo los estándares SMACNA 1985
• 8.1.10: Los soportes para ductos horizontales bajo losa de concreto, podrán ser de tira o tipo trapecio de ángulo y varilla roscada
• 8.1.11: Los soportes se espaciarán 2.44 m
• 8.1.12: El amarre con la losa se hará con ancla roscada para los soportes tipo tira y con taquete expansores para los soportes tipo trapecio
• 8.1.13: Los ductos de inyección deben ir aislados en su totalidad
• 8.1.14: Los ductos de retorno sólo se aislaran cuando pasen por áreas no acondicionadas o cocinas, o expuestos a la intemperie, etc., o cuando lo determine la DGOSG
• 8.1.15: El aislamiento de ductos será de fibra de vidrio de 25.4 mm (1") y una libra por pie cúbico de densidad, con forro exterior de hoja de aluminio montada en papel "kraft", o equivalente, traslapes de 4 cm, fijado a los ductos con sellador adhesivo. Dimensiones: 25.4mm (1") para ductos interiores y 51mm (2") para ductos exteriores

8.2 Tuberías y Accesorios

• 8.2.1: La tubería para gas refrigerante, debe ser de cobre tipo "L"
• 8.2.2: La tubería para agua helada, debe ser de cobre tipo "M" hasta 3 1/2" de diámetro y de fierro negro soldable cédula 40, desde 4" de diámetro en adelante
• 8.2.3: Los accesorios (codos, tees, coples, etc.) deben ser del mismo material que la tubería
• 8.2.4: Todas las tuberías horizontales, necesarias para los sistemas de aire acondicionado de los edificios, deben instalarse preferentemente abajo del nivel de la losa
• 8.2.5: Las redes principales deben colocarse aparentes y preferentemente en las zonas de circulaciones del edificio para facilitar los trabajos de mantenimiento. Deben preferirse para el paso de las tuberías los lugares como: ductos verticales, trincheras, andadores, cuartos de maquinas, etc.
• 8.2.6: Las derivaciones secundarias también se colocarán aparentes
• 8.2.7: Debe evitarse instalar tuberías sobre equipos eléctricos o sobre lugares que puedan ser peligrosos para los operarios al efectuar los trabajos de mantenimiento
• 8.2.8: Las tuberías horizontales de alimentación de cada instalación especial se conectarán formando ángulos rectos entre sí y el desarrollo de las tuberías debe ser paralelo a los ejes de la estructura
• 8.2.12: La separación de las tuberías que corren paralelamente debe ser la suficiente para poder realizar sin dificultad trabajos de mantenimiento. La distancia mínima de separación entre tuberías será igual a dos veces el diámetro del tubo de mayor sección
• 8.2.13: Las tuberías de gas refrigerante en laboratorios deben quedar separadas un mínimo de 20 cm de cualquier canalización de la instalación eléctrica o de tuberías que conduzcan corrosivos
• 8.2.14: Al instalar las tuberías, deberán tomarse en cuenta la dilatación que pueda ocurrir y los colgantes, pasos y forma de inserción estarán gobernados por este fenómeno
• 8.2.15: Deben evitarse las trampas de agua y bolsas de aire. Se deben instalar válvulas de drenaje y eliminadoras de aire en tuberías verticales
• 8.2.16: Las conexiones entre tuberías de diferente material deben hacerse mediante junta dieléctrica
• 8.2.17: Todos los codos soldados serán de radio largo
• 8.2.18: Las uniones soldadas en la tubería se hará con soldaduras continuas y los extremos biselados
• 8.2.22: Ninguna tubería debe quedar ahogada en elementos estructurales, como trabes, losas, columnas, etc., pero se podrán cruzar a través de dichos elementos, en cuyo caso, es indispensable dejar preparaciones para el paso de las mismas
• 8.2.23: Las tuberías subterráneas deben encofrarse con concreto de f'c= 150 Kg/cm² cubriendo todos los tubos, más un sobreancho de 5 cm a cada lado o de acuerdo a lo que indique la DGOC
• 8.2.26: Las tuberías horizontales múltiples se soportarán mediante trapecio de Unicanal con abrazaderas
• 8.2.27: Todas las tuberías verticales se soportarán con Unicanal y abrazadera
• 8.2.28: Los insertos para colgantes deben ser Grinnell o equivalente aprobado
• 8.2.29: Se deben considerar preparaciones en la tubería como coples a 3000 lbs, para colocar instrumentos de medición como termopozos para termómetros, manómetros, interruptor de flujo
• 8.2.30: Se deben instalar mangueras flexibles en la succión y descarga de las bomba, enfriadoras de agua y en juntas constructivas al pasar una tuberías de un edificio a otro
• 8.2.31: Aislamiento para tuberías será con hojas de elastómero de ¾" de espesor para diámetros mayores a 2 ½". Para diámetros menores de 2 ½" el aislamiento será en tubos preformados

Las especificaciones generales incluyen los requisitos mínimos para equipos de aire acondicionado, unidades enfriadoras, torres de enfriamiento, bombas y accesorios.

9.1 Ductos

• 9.1.1 Ductos en lámina galvanizada, marca Galvak, o equivalente
• 9.1.2 Aislamiento de fibra de vidrio incluye papel bond-alum, marca Vitrofibras o equivalente
• 9.1.3 Rejillas y difusores con control de volumen, marca Titus, Innes, Nammm, o equivalente
• 9.1.4 Compuertas de control de volumen de una hoja hasta 12" de peralte, marca Innes, o equivalente
• 9.1.5 Compuertas de control de volumen de más de 12" de peralte, serán de hojas múltiples, marca Innes o equivalente
• 9.1.6 Compuertas en derivaciones tipo "Y" deben ser tipo bandera con varilla para operación desde el exterior, marca Innes o equivalente
• 9.1.7 Compuertas contra incendio, deben estar certificadas por U.L. y deben ser para 1.5 hrs, marca Innes, Namm, Etherm o equivalente
• 9.1.8 Lonas ahuladas del No. 10, marca Fortoflex o equivalente
• 9.1.9 Lona de asbesto en extracciones de cocinas, marca Garlock, o equivalente

9.2 Tuberías

• 9.2.1 Las tuberías, codos, tees de 2 ½" (64 mm) de diámetro y mayores deben ser de acero soldable con costura, marca Tamsa, o equivalente
• 9.2.2 Las tuberías, codos, tees de 2" (51 mm) de diámetro y menores deben ser de tubo de cobre tipo "M" para agua marca Nacobre, Urrea, o equivalente
• 9.2.3 Las uniones con los equipos se deben hacer mediante bridas, para medidas de 2 ½" (64mm) de diámetro y mayores
• 9.2.4 Las uniones con los equipos se harán mediante tuercas unión, para medidas de 2" (51mm) y menores, marca Nacobre, Urrea, o equivalente
• 9.2.5 Para la unión de la tubería de cobre tipo "M" debe ser soldadura del No.95 y pasta fundente
• 9.2.6 Para la unión de la tubería de acero soldable, se debe usar soldadura eléctrica, utilizando electrodo del calibre adecuado al espesor de la tubería, clasificación AWS E-6010 para base y E 7018 para relleno

9.3 Válvulas

• 9.3.1 Válvulas de corte, marca Walworth, Nibco, Urrea o equivalente
• 9.3.2 Válvulas eliminadoras de aire marca Sarco, Armstrong, o equivalente

9.5 Aislamientos

• 9.5.1 Para tuberías de agua helada, deben ser tipo elastómero, marca Insul-tube, Armaflex, Rubatex, o equivalente
• 9.5.2 Para tuberías de agua caliente y vapor fibra de vidrio, marca Vitrofibras, o equivalente
• 9.5.3 Para tuberías de refrigerante, marca Insul-tube

9.6 Accesorios

• 9.6.1 Termómetros, de la marca Trerice, Metron, o equivalente
• 9.6.2 Manómetros, de la marca Metron o equivalente
• 9.6.3 Mangueras flexibles, marca Manguera Flex, Anaflex o equivalente

9.7 Ventiladores

• 9.7.1 Ventiladores de inyección o extracción tipo Vent-Set, de la marca ABB, Air Equipos, Armee Chicago, Tasa Champion
• 9.7.2 Ventiladores Centrífugos en línea, marca Air Equipos, Armee Chicago, Tasa Champion, Loren Cook, Penn, Greenheck
• 9.7.3 Ventiladores Centrífugos para techo, marca Greenheck, Penn, Loren Cook
• 9.7.4 Ventiladores Centrífugos para techo con filtro, de la marca Greenheck, Penn, Loren Cook, o equivalente

9.8 Unidades Tipo Ventana

• Capacidades en T.R.
• Voltaje disponible, fases, ciclos
• Marca Carrier, Trane, Lennox, Recold, o equivalente

9.9 Unidades FAN-COIL

• Capacidades en T.R.
• Cantidad de aire a manejar
• Serpentín para agua helada o expansión directa
• Marca Carrier, Trane, Lennox, Recold, o equivalente

9.10 Unidades Tipo Mini Split

• Capacidades en TR
• Voltaje disponible
• Marca Carrier, Trane, Lennox, Recold, o equivalente

9.11 Unidades Tipo Paquete

• Con bomba de calor o volumen variable
• Capacidades en T.R.
• Cantidad de aire a manejar
• Caída de presión del sistema
• Marca Carrier, Trane, Lennox, Recold, o equivalente

9.12 Equipos Divididos

• Con unidades manejadoras y condensadoras
• Temperaturas de entrada y salida del serpentín
• Marca Carrier, Trane, Lennox, Recold, o equivalente

9.13 Unidades Enfriadoras de Agua

• Enfriadas por aire o por agua
• Temperaturas de entrada y salida del agua
• Flujo de agua en condensador y evaporador
• Marca Carrier, Trane, York, Dunham-Bush o equivalente

9.14 Torres de Enfriamiento

• Capacidad en galones por minuto
• Temperatura exterior bulbo seco y bulbo húmedo
• Marca Industrial Mexicana, Reymsa, o equivalente

9.15 Bombas

• Tipo centrífugo
• Capacidades en galones por minuto
• Temperatura de operación
• Carga total del sistema
• Marca Taco, Aurora Picsa, o equivalente

9.16 Cajas de Control de Volumen Variable

• Sencilla o doble pared
• Con serpentín de calefacción
• Capacidad en pcm
• Marca Tuttle & Bailey, Trane, York, o equivalente

9.17 Cámaras de Refrigeración

• Prefabricadas con panel
• Equipo evaporador y unidad condensadora
• Capacidad en TR
• Acabados interiores
• Alumbrado interior
• Marca Frigo.Mex.I, Corporación Gil, Frigus Bohn, o equivalente

9.18 Extractores

• Se deben seleccionar para una velocidad de salida no mayor a 2000 PCM