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Materia Instalaciones II - Facultad de Arquitectura y Urbanismo...

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CIRCULACIÓN MECÁNICA VERTICAL ASCENSORES MONTACARGAS ESCALERAS

Arq. Arq. Arq. Arq. Arq. Arq. Arq.

Guijarro, José Luis P. Ajmat, Raúl Fernando Garzón, Beatriz Silvia Cisterna, Marta Susana Soldati, Maria Elisa De Innocentiis, Luis Mas, Jorge Marcelo

CÁTEDRA DE ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL II FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN

CIRCULACION MECANICA VERTICAL

CIRCULACIÓN MECÁNICA VERTICAL CONTENIDO INTRODUCCIÓN – CIRCULACIÓN MECÁNICA VERTICAL   

Introducción Definición Clasificación

CAPÍTULO 1 – ASCENSORES   

Definición Servicio mínimo Horas pico

CAPÍTULO 2 – TIPOS DE ASCENSOR   

Clasificación Ascensores a tracción Ascensores hidráulicos

CAPÍTULO 3 – ELEMENTOS COMPONENTES            

Cabina Cables Rieles o guías Deslizadores Contrapeso Sistemas de seguridad Puertas Caja de ascensor Sobre-recorrido Bajo-recorrido Sala de máquinas Etapas de montaje y construcción

CAPÍTULO 4 – REQUISITOS PARA UN BUEN SERVICIO    

Emplazamiento Agrupamiento Tiempos Mandos o Maniobras

CAPÍTULO 5 – APLICACIONES ESPECIALES DE LOS ASCENSORES     

Ascensores panorámicos Ascensores de recorrido inclinado Ascensores para edificios de funciones múltiples Ascensores para edificios de funciones específicas Ascensores para vehículos

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL

CAPÍTULO 6 – EL ASCENSOR EN RELACIÓN A OTROS ELEMENTOS ARQUITECTONICOS   

Conductos e instalaciones Tanque de reserva Escaleras

CAPÍTULO 7 – CÁLCULO DEL NÚMERO DE ASCENSORES     

Estudio de la situación Cálculo del Nº de ascensores Tiempo de espera Potencia del motor Tablas

CAPÍTULO 8 – MONTACARGAS   

Definición Aplicaciones Tipos de montacargas

CAPÍTULO 9 – ESCALERAS MECÁNICAS      

Definición Funcionamiento Elementos componentes Aplicaciones Emplazamiento y disposición Capacidad de transporte

CAPÍTULO 10 – ENTES DE CONTROL Conceptos principales Obligaciones de las partes Documentación requerida

BIBLIOGRAFÍA

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL

CIRCULACIÓN MECÁNICA VERTICAL 

Introducción.



Definición.



Clasificación.

INTRODUCCIÓN Muchos de los grandes cambios suscitados en la historia de la arquitectura se han generado por avances tecnológicos en los SISTEMAS DE INSTALACIONES. Es así que se puede hablar de equipos de CIRCULACIÓN MECANICA VERTICAL, tales como ascensores, montacargas y escaleras mecánicas, sin los cuales sería imposible realizar edificios de 20, 30, 100 y hasta más pisos de altura. El costo actual de este tipo de equipos, que fluctúa entre un 10% y un 15% del costo final del edificio, hace indispensable evaluar todos los aspectos que intervienen en su elección final. En este apunte se pone de a disposición del alumno un informe general de estos equipos, como así también una serie de recomendaciones, normas y tablas que permiten establecer el equipo de circulación mecánica vertical idóneo en capacidad y calidad de servicio para cada edificio. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN Se define como CIRCULACIÓN MECANICA VERTICAL (C.M.V.) al conjunto de elementos que sirven para transportar personas o cosas entre diferentes niveles de un edificio. Se puede clasificar a la C.M.V. en tres grandes grupos: 

Ascensores



Montacargas



Escaleras mecánicas y rampas móviles. Según su funcionamiento mecánico los ascensores y montacargas pueden clasificarse en dos

tipos: 

A tracción



Hidráulicos En los capítulos posteriores se analizarán cada uno de ellos en particular.

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL

1.- ASCENSORES 

Definición.



Servicio mínimo indispensable.



Horas pico.

DEFINICIÓN Los ascensores tienen como función primordial el traslado de personas de un nivel a otro, es por ello que su diseño en cuanto a superficie, capacidad, velocidad y terminación responde a satisfacer necesidades humanas. Sin embargo los ascensores también permiten el traslado de cosas. El núcleo de ascensores constituye un punto neurálgico dentro del diseño de un edificio. El mismo debe proporcionar un servicio eficiente en cuanto a capacidad y rapidez acorde al confort que se desee brindar al edificio. SERVICIO MÍNIMO INDISPENSABLE Las condiciones mínimas para este servicio son establecidas por la reglamentación de cada ciudad. Esta reglamentación prohíbe la construcción de edificios de cierto número de pisos si los mismos no prevén el número adecuado de aparatos elevadores. En la provincia de Tucumán y según la ordenanza Nº 3407, es obligatorio instalar ascensores a partir del 4º nivel inclusive. Las Normas IRAM 3681 establecen las condiciones generales y requisitos especiales que deben cumplir los ascensores y montacargas. Para edificios nuevos o ampliaciones que superen los 12 metros de altura y hasta los 25 metros deberá instalarse por lo menos un ascensor si su función fuera: viviendas colectivas, oficinas, hoteles, hospitales, sanatorios, restaurantes o comercios. Si supera los 25 metros deberá instalarse por lo menos dos ascensores. Si son varios los ascensores se los debe instalar agrupados para un mejor servicio, cerca de los medios exigidos de egresos y no debiendo estar el ascensor a más de 65 metros de cualquier punto ubicado en un piso en un piso alto de un edificio, medidos a lo largo de la línea natural de libre trayectoria. HORAS PICO El hecho de considerar al usuario y su función en el diseño de un edificio se ve Reflejado en un fácil acceso al núcleo circulatorio, rapidez de transporte y menor tiempo de espera. La utilización de los ascensores y la evacuación de un edificio no se da en todos los casos de la misma manera e intensidad. Un equipo de ascensores para un edificio queda definido basándose en las dimensiones y destino del mismo, considerando para ello valores estadísticos que resultan del estudio de tránsito de pasajeros en casos similares. Estos valores representan los periodos de tránsito extremo en un día de actividad normal. En cada caso, de acuerdo a su función, se consideran las horas pico. Se define como “horas pico” a las horas en que se da un uso intensivo del edificio. Así se tiene: 

Oficinas: poseen dos horas picos que se dan a la hora de entrada y salida del personal.



Hospitales y sanatorios: poseen dos horas pico, a la mañana con el ingreso de médicos y a la tarde con las visitas.



Hoteles: no existen horas pico pronunciadas, salvo que posean salas de conferencias, restaurantes, etc. en alguno de los pisos.



Enseñanza: tienen varias horas pico que coinciden con los turnos de entrada y salida de clases.



Viviendas: no hay horas pico máximas sino que se considera una media a la mañana y al anochecer.

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2.- TIPOS DE ASCENSORES 

Ascensores a tracción



Ascensores hidráulicos

El concepto fundamental del ascensor no ha cambiado con el paso del tiempo. En esencia lo compone una cabina rígida que se desplaza por intermedio de rieles metálicos ubicados dentro de la caja del ascensor. Según la forma de llevar a cabo este desplazamiento se puede clasificar en dos grupos: 

Ascensores a tracción.



Ascensores hidráulicos

Fig.1: Esquemas de tipos de ascensores: A) Ascensor a tracción con sala de máquina superior. B) Ascensor a tracción con sala de máquinas inferior. C) Ascensor hidráulico. (Ref.: 1 – Pág. 16).

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL ASCENSORES A TRACCIÓN En estos equipos, la fuerza para hacer ascender o descender la cabina dentro de la caja es proporcionada por un motor, el cual por TRACCIÓN mueve un cable sujeto a la cabina y a un contrapeso. Este tipo de ascensores puede tener su sala de máquinas en la parte superior o inferior de la caja de ascensores. El sistema con su sala de máquinas en la parte superior es el de mayor uso en la práctica dado que puede servir a edificios de gran altura. En los ascensores a tracción las partes principales que componen el sistema son: la cabina, los rieles o guías, los deslizadores, los cables, el contrapeso y los sistemas de seguridad. También deben ser entendidas como partes componentes del sistema los siguientes elementos arquitectónicos: las puertas, la caja de ascensor, el sobre-recorrido, el bajo-recorrido y la sala de máquinas.

Fig. 2: Elementos componentes de ascensor a tracción. (Ref.: 6, Pág. 20)

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Fig.3: Planta de ascensor a tracción. (Ref.: 2 – Pág. 25, Fig. 8)

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Fig.4: Corte de ascensor a tracción. (Ref.: 2 – Pág. 25, Fig. 7)

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL ASCENSORES HIDRÁULICOS Los ascensores hidráulicos transmiten el movimiento ascendente o descendente a la cabina a través de un pistón que se telescopia, o no, dentro de un tubo en el cual se inyecta o extrae aceite a presión. Debido al mecanismo empleado en estos equipos, su uso está limitado a edificios de poca altura ya que el pistón o ariete presenta la misma altura que la del edificio a servir. Sin embargo la tecnología de las perforaciones ha resuelto el problema de las excavaciones profundas, permitiendo así recorridos que no se alcanzarían por las dificultades y características que presentan determinados tipos de suelo. Los componentes básicos de un ascensor hidráulico son los siguientes: Un pistón dispuesto verticalmente debajo de la cabina, un cilindro que aloja al pistón ubicado en una excavación de profundidad similar al recorrido del ascensor, una bomba hidráulica impulsada por un motor trifásico, un sistema de válvulas, un tanque (el depósito del fluido) y un control eléctrico. Ver Figura 3.

Fig. 5: Esquema elementos componentes de Ascensor Hidráulico. (Ref.: 6, Pág. 18). En este sistema también deben ser considerados como partes componentes los siguientes elementos arquitectónicos: las puertas, la caja de ascensor, el sobre-recorrido y el bajo-recorrido como así también la cabina, rieles o guías y deslizadores. No requiere regulador de velocidad ni paracaídas en la suspensión de la cabina ya que no existen riesgos de caídas descontroladas. En este tipo de aparato elevador el control de velocidades, aceleraciones, desaceleraciones y detenciones suaves se realiza mediante el empleo de válvulas especiales que regulan el caudal de aceite que mueve el pistón impulsor. De esta manera se logran velocidades y cargas elevadas sin afectar la precisión de las paradas ni el confort de los pasajeros. Este sistema puede presentar un solo ariete o más de acuerdo a la carga a transportar. Mediante la combinación de varias bombas se consiguen diferentes velocidades y capacidades muy elevadas. La no presencia de una sala de máquinas en el extremo superior de la caja ni de un contrapeso son los factores que llevan a seleccionar este tipo de sistema. En este caso el equipo encargado de su funcionamiento ocupa muy poco espacio en la parte inferior de la caja del ascensor y está compuesto por un tanque de aceite, el cuadro de maniobras, la bomba y el motor. La bomba fuerza al fluido desde el tanque hacia una cañería que conduce al cilindro. Cuando la válvula se encuentra cerrada, el fluido presurizado no tiene ningún lugar donde ir excepto al cilindro. En la medida que el fluido se recolecta en el cilindro, empuja el pistón hacia arriba, elevando la cabina del ascensor. Al abrirse la válvula el fluido retorna al tanque, permitiendo el descenso de la misma. CATEDRA DE ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL II

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL La estructura del edificio no se carga con la incidencia del ascensor ya que la acción del mismo es transmitida al pistón y descargada del terreno. En caso de corte de energía y con pasajeros en la cabina, se realiza el rescate con el simple movimiento de una llave a mariposa ubicada en la válvula, que no requiere ningún esfuerzo y que permite el suave desplazamiento de la cabina hasta el nivel inferior.

Fig. 6: Planta y Corte de ascensor hidráulico.

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3.- ELEMENTOS COMPONENTES SISTEMA DE ASCENSOR. 

Elementos propios.



Elementos arquitectónicos.

DE

UN

Los elementos componentes de un sistema de ascensor varían de acuerdo al tipo de sistema que se trate y pueden ser divididos en dos grandes grupos: 

Elementos propios del sistema: son aquellos que hacen al funcionamiento y que dan las características propias a cada sistema.



Elementos arquitectónicos: son aquellos que tienen una incidencia directa sobre el diseño del edificio.

ASCENSORES A TRACCIÓN 

Elementos propios del sistema: cabina, rieles o guías, deslizadores, cables, contrapeso y sistema de seguridad.



Elementos arquitectónicos: puertas, caja de ascensor, sobre-recorrido, bajo-recorrido y sala de máquinas.

ASCENSORES HIDRÁULICOS 

Elementos propios del sistema: cabina, rieles o guías, deslizadores y sistema de seguridad.



Elementos arquitectónicos: puertas, caja de ascensor, sobre-recorrido y bajo-recorrido.

CABINA: Puede designarse así al conjunto de superficies que conforman las paredes, piso y techo, que suspendidos circulan por el interior de la caja de ascensor. También se la puede definir como la cabina, al lugar en donde se ubican las personas o cosas a transportar por el coche. Como estructura tiene un bastidor (estribo) cubierto con chapa metálica, revestidas con las distintas terminaciones que ofrece el mercado (linóleos, gomas, enchapados, plásticos, etc.). A ella van adosados dispositivos que aseguran su desplazamiento suave (deslizadores), elementos de seguridad (paracaídas), elementos de comandos eléctricos y una puerta de tamaño adecuado al caudal y frecuencia de uso. Las ordenanzas de construcciones obligan que estas sean resistentes al fuego y capaces de aguantar las llamas de un incendio durante muchas horas. El tamaño de la cabina debe ser lo suficientemente amplio para acomodar a los pasajeros y cargas sin aglomeraciones molestas y permitir a cada usuario un acceso fácil desde y hacia la puerta. Es recomendable ubicar la puerta en el lado mayor de la cabina a fin de permitir un fácil ascenso y descenso de pasajeros. Su altura, medida entre el solado y el cielorraso terminado no será menor de 2,10 m. Las dimensiones, proporción y disposición de la cabina pueden ser varias, sin embargo en el mercado existen tres tipos básicamente: para pasajeros, de tipo hospital y para carga; con diferentes capacidades en cada una de las variantes.

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Fig. 7: A) Disposición de cabina recomendada. B) Disposición de cabina no recomendada. (Ref.: 3 – Pág. 29 y 30, Fig. 2.1 y 2.2). CABLES: Se usan dos cables como mínimo para seguridad llegando a colocarse hasta 10 cables cuando la instalación lo requiere. Se debe considerar un margen de seguridad igual a cinco. El cable esta constituido por un alma de cáñamo impregnado en una grasa especial alrededor del cual se arrollan los demás cables de acero en forma de hélice. Esta constitución permite al cable amoldarse a la polea de tracción sin deteriorarse en un plazo breve. La carga de rotura de estos cables oscila entre 2.700 y 16.000 Kg para un diámetro de 9 a 18 mm respectivamente (diámetros normales). Para saber el número de cables a usar, debe conocerse la carga a soportar, el diámetro de la polea más pequeña y el diámetro de cable a utilizar. La relación entre ambos diámetros no debe ser inferior a 40. Los cables se sujetan al bastidor de la cabina y al contrapeso mediante amarres metálicos regulares. Cuando las maquinarias están instaladas en la parte superior del edificio, se disminuye el recorrido del cable, motivo por el cual es más económico que cuando las mismas están en la parte inferior, en cuyo caso cantidad de cable utilizada es mayor, por lo que la instalación se encarece. Cabe aclarar que en el caso de la instalación en la parte inferior se crean ventajas tales como mayor facilidad en el acceso para las reparaciones y mantenimiento, se transmite menor vibración el edificio, etc. Está prohibido el uso de cadenas en reemplazo de los cables de tracción o accionamiento.

Fig. 8: Cables. RIELES O GUÍAS: Son elementos que aseguran, según una dirección, el desplazamiento del coche y el de su contrapeso en los respectivos recorridos. Están ancladas a la pared de la caja del ascensor. CATEDRA DE ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL II

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CIRCULACION MECANICA VERTICAL Pueden ser redondas o en “T”. Las guías deben estar realizadas sin imperfecciones, no permitiéndose una tolerancia mayor de 3 a 4 mm. El contrapeso también es guiado por ellas, pero en general son de menor tamaño. Deben fabricarse en acero laminado, no permitiéndose el uso de guías realizadas en fundición de hierro o las de chapa doblada. DESLIZADORES: Piezas que aseguran la unión del bastidor y la cabina a las guías, a la vez que facilitan su desplazamiento. En la parte superior de los deslizadores llevan un depósito de aceite que asegura la lubricación disminuyendo la fricción y reduciendo el ruido. Pueden ser reemplazadas por un conjunto de tres poleas recubiertas en caucho que ruedan sobre los laterales de las guías. Este método ofrece las ventajas de reducir el desgaste por rozamiento a la vez que los ruidos son prácticamente nulos.

Fig. 9: Deslizadores. CONTRAPESO: Compensa el peso muerto del bastidor, la plataforma y la cabina, más un exceso variable comprendido entre el 40 y el 50% de la carga máxima que el coche pueda transportar. Tiene como objetivo reducir al mínimo el consumo de energía en la operación del equipo. Corre a lo largo de una guía en la parte posterior o lateral de la caja de ascensor, en sentido inverso al de la cabina correspondiente. El contrapeso puede adoptar diferentes posibilidades de ubicación según: A.- Contrapeso a tierra firme en primera parada. B.- Contrapeso a tierra firme en sótano. C.- Contrapeso en primera parada (P.B.) con relleno de su proyección en sótano. D.- Contrapeso en primera parada (P.B.) con paracaídas.

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Fig. 10: Ubicación de contrapesos. (Ref.: 2 – Pág. 26, Fig. 9). SISTEMAS DE SEGURIDAD: Se pueden observar 3 tipos de elementos destinados a la seguridad en un ascensor: cerraduras, paracaídas y amortiguadores. 

Cerraduras: la puerta de acceso no debe permitir su apertura si la cabina no está debidamente enrasada al nivel del piso. Si la puerta (tanto de acceso como la de cabina) no ha sido totalmente cerrada, el ascensor no debe funcionar; obligando su cierre para un correcto desempeño del mismo. No deben existir en una misma puerta cerrojos suplementarios que confundan. CATEDRA DE ACONDICIO...