Ejercicio-calculo-solucion.pdf

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

En primer lugar se debe de esclarecer la configuración que se va a proponer inicialmente para el SCTEH, y con ello realizar los pertinentes cálculos de diseño. En este caso es inevitable considerar dos zonas de incendio diferentes, pues se tiene un cerramiento que divide la zona de producción (5446 m2) y la zona de almacenamiento (1996 m2), por lo que el humo que se produzca en una zona no afectará a la otra. Así pues, el diseño será como si se realizasen dos sistemas de evacuación de humos independientes.

ZONA DE PRODUCCIÓN

Figura 1. Distribución en planta de la zona de producción en la nave logística

Según se indica en el Apartado 3.3 El depósito de humos y los aireadores, la superficie de cada depósito no puede rebasar los 2000 m2 de superficie en el caso de ventilación natural y los 60 m.l. de longitud; teniendo en cuenta que se tiene una superficie total en producción de 5446 m2, será necesario dividir dicha zona en 3 depósitos de humo diferentes de manera que ninguno de ellos supere las máximas dimensiones permitidas.

 

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

En la siguiente imagen se realiza la propuesta de división en depósitos de humo:

Figura 2. División en depósitos de humo en la zona de producción

Cumplir estas condiciones de tamaño en cuanto a los depósitos es necesario para que el método de cálculo expuesto en la norma sea de aplicación, aunque como se verá más adelante, el dato de superficie del depósito de humos no interviene en el proceso. Aun así, las superficies resultantes de la división son: -­‐

Depósito de Humos 2 (DH 2): 1998 m2

-­‐

Depósito de Humos 3 (DH 3): 1518 m2

-­‐

Depósito de Humos 4 (DH 4): 1930 m2

Para realizar las divisiones de los diferentes depósitos de humos se emplearan cortinas de humo, cuya caída se decidirá en función del espesor de la capa de humos para la que se diseñe el sistema. Una vez completada la propuesta del número de depósitos de humo, puede dar comienzo el proceso de cálculo para el diseño del SCTEH.

 

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Según en el Apartado 3.1 Incendio de diseño es necesario establecer qué valor de potencia máxima va a liberar el incendio que va a servir como punto de partida para el cálculo. En este caso, tenemos una nave de producción que no se ajusta a los usos descritos en la Tabla 1 del presente documento, por lo que se recurriría al Anexo M para obtener las dimensiones normalizadas del incendio. Puesto que en la zona de producción se produce principalmente la impresión del etiquetado sobre los embalajes de productos lácteos, se tiene que esto corresponde con un tipo de riesgo ordinario 3 (N3) “Impresión”, es decir, edificios de carga calorífica ordinaria presentando un riesgo de incendio elevado. Según la Tabla 2 esto se correspondería con una categoría de uso 3.

Bajo esta categoría de uso se tiene que las dimensiones normalizadas del incendio de diseño son:

Por otra parte, nos falta por asignar la tasa de liberación de calor unitaria al incendio de diseño. Para ello, y según se ha descrito en el Apartado 3.1 Incendio de diseño, se recurre al Anexo A de la normativa, donde suponiendo que en caso de producirse un  

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

incendio van a intervenir diferentes tipos de materiales y que además el establecimiento cuenta con una instalación de rociadores automáticos, los valores a tomar son: qf,low= 250 kW/m2 qf,high= 625 kW/m2 Por los motivos explicados anteriormente, se tomará el valor bajo para el dimensionado de la instalación y el valor alto para la comprobación de las temperaturas obtenidas. Una vez obtenido el incendio de diseño, se comienza con la segunda región de diseño, el penacho de humos. De ella se debe de obtener el flujo de gases que entra desde el penacho de humos hacia el depósito. Llegados a este punto es necesario plantearse el objetivo de diseño del SCTEH, es decir, si se va a realizar para proteger las vías de evacuación, para controlar la temperatura de la capa de humos o si se requiere para la protección de las propiedades. Como en la situación de análisis la zona de producción presenta una ocupación, la meta fundamental será la referida a la protección de los medios de evacuación, y para lograrlo es necesario diseñar el sistema para conseguir una determinada altura libre de humos (Y). Se sabe que la propiedad propone un valor de altura libre de humos a conseguir de 7 metros, pero se debe de comprobar si este valor cumple con las condiciones que indica la norma UNE para los espesores admisibles de la capa de humos. Se recuerda que la altura libre de humos debe de encontrarse en el siguiente intervalo: 1/10·h < Y < 9/10·h, siendo h la altura media del establecimiento Conociendo la altura máxima y mínima hasta cubierta, se obtiene el valor de la altura media: h! =

 

h!"# + h!"# 13,21 + 11,71 = = 12,46  m 2 2

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Con ello, los límites de la altura libre de humos deberían de oscilar entre los siguientes valores: 1,24 m < Y < 11,21 m Con lo que el valor propuesto por la propiedad de 7,00 metros de altura libre de humos es válido. Para conocer la ecuación a aplicar para calcular el flujo de gases en caso de fijar la altura libre de humos, necesitamos conocer si se trata de un gran o pequeño incendio: 10·[Af]0,5=10·[36]0,5=60 à Y=7 m < 60 à Gran incendio Por ello, para la obtención del flujo de gases calientes se plantea la siguiente ecuación: M ! = C! · P · Y !

!

En este caso, un establecimiento industrial se considera como un recinto de gran espacio donde el techo se encuentra muy por encima del incendio, y por lo tanto el coeficiente dependiente de las dimensiones del local (Ce) adquiere un valor de 0,19; con esto: M! = 0,19 · 24 · 7!

!

→ M! = 84,45  

kg

s

Una vez conocido el caudal de humos que se incorpora en el depósito, y según se indica en el Apartado 3.3 El depósito de humo y los aireadores, en caso de haber fijado el parámetro de la altura libre de humos, se deberá de obtener con el flujo másico obtenido, la temperatura media de la capa de humos; para ello empleamos la siguiente expresión:

Q ! = m! · C!_!"#$ · T!"#$ − T!"# →   T!"#$ =

 

Q! + T!"# m! · C!_!"#$

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

donde el calor específico del aire a presión constante se toma como 1,010 kJ/kg·K, y el valor de temperatura ambiente se estima en 20ºC. Por su parte, el flujo de calor convectivo (Qc) se estima en el 80% del calor emitido por el incendio, lo cual conociendo el área y la tasa de liberación de calor unitaria del mismo puede obtenerse de manera directa: Flujo de calor emitido por el incendio à  Q = A ! · q !,!"# = 36  m! · 250 kW m! = 9000  kW Flujo de calor convectivo à Q ! = 0,8 · Q = 0,8 · 9000 = 7200  Kw

Con estos datos se obtiene que la temperatura media de la capa de humos es:

T!"#$ =

Q! 7200  kW + T!"# = + 293 = 377,41K = 104,41ºC m! · C!_!"#$ 84,45   kg s · 1,01   kJ kgK

Sin embargo, en el caso del establecimiento analizado, se tiene el condicionante de la existencia de rociadores automáticos en cubierta. Según lo descrito en el Apartado 6.1 Interacción con Rociadores, la norma UNE estipula que la temperatura media de la capa de humos empleada para el diseño del SCTEH será la temperatura de activación de los rociadores, con lo que en este caso: T!"#$ = T!"#$%&"! = 68ºC = 341ºK La temperatura que va a tener la capa de humos ante un incendio de diseño con el valor bajo de la tasa de liberación de calor unitaria bajo (qf,low=250 kW/m2) es inferior a los 550ºC que producirían el fenómeno de flashover (550ºC) y también a los 200ºC, temperatura de referencia en este caso ya que la capa de humos discurrirá sobre rutas de evacuación de los trabajadores, comprobaciones requeridas por el Apartado 3.3 El depósito de humo y los aireadores, y que también deberán de cumplirse cuando se dimensione el SCTEH para el valor alto de liberación de calor (qf,high=625 kW/m2). Antes de proceder al cálculo de la superficie aerodinámica será necesario realizar una última verificación; a partir de la temperatura de la capa de humos obtenida, y con el flujo másico calculado, se debe de esclarecer el espesor mínimo de la capa de humos permitido y compararlo con el espesor de capa de humos que se quiere conseguir con el SCTEH diseñado.  

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Por una parte, el espesor de la capa de humos que se quiere conseguir, se obtiene por la diferencia entre la altura media de la nave y el valor de la altura libre de humos propuesta; el valor de la altura media ya se conoce tras verificar la corrección del valor de la altura libre de humos: h! =

h!"# + h!"# 13,21 + 11,71 = = 12,46  m 2 2

Teniendo en cuenta que el valor de la altura libre establecido es de 7,00 m, el espesor que se quiere alcance la capa de humos es de: d = h! − Y = 12,46 − 7,00 = 5,46  m La expresión para obtener el espesor mínimo de la capa de humos se muestra en el Apartado 3.3 El depósito de humos y los aireadores:

d!"#

m·T = γ · ∆T !,! · W

!

!

En este caso la se considera que la cubierta no presenta obstáculos que interfieran con el avance del humo y por ello el valor de γ es de 78; por su parte la anchura de la abertura por donde entra el aire de reemplazamiento es la longitud del depósito de humos que es de 50,67 m, con lo que:

d!"#

m·T = γ · ∆T !,! · W

!

!

84,45 · 341 = 78 · 48!,! · 50,67 d > d!"#

 

!

!

= 1,03  m

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Los parámetros para los que se va a realizar el Sistema de Control de Temperatura y Evacuación de Humos cumplen con las exigencias de la norma UNE. La superficie aerodinámica a disponer en el establecimiento para conseguir mantener los parámetros planteados se obtiene a través de la expresión del Anexo F de la norma UNE 23585:2004, y en concreto en su Apartado F.5. Superficie total de aireadores naturales de extracción de humos, según se ha descrito en el Apartado 3.3 El depósito de humos y los aireadores y que se muestra a continuación: M! · T!"#$

A !,!"!#$ · C! = 2·

ρ!!"#

M! · T ·T · g · d · ∆T · T!"# − ! !"#$ ! !"# A ! · C!

!,!

Como se puede apreciar, tras los cálculos realizados hasta el momento, la ecuación presenta dos incógnitas, que son la superficie aerodinámica de evacuación de humos (Av,total·Cv) y la superficie aerodinámica necesaria para el reemplazamiento de aire (Ai·Ci). A fin de resolver ambos parámetros, será necesario plantear una segunda ecuación que los involucre, y que es la relación que va a presentar el sistema entre la salida y la entrada de flujo. Para este caso concreto se tienen 3 depósitos de humo, por lo que en caso de incendio en uno de ellos, éste será el encargado de evacuar el humo, y los dos depósitos restantes se encargarán del reemplazamiento de aire; así pues, la relación que va a existir entre la salida y la entrada es: A ! · C! = 2 A !,!"!#! · C! →

A !,!"!#$ · C! 1 = A ! · C! 2

A fin de introducir este valor en la ecuación anterior, será necesario plantearla de manera que aparezca la relación entre la entrada y la salida, quedando de la siguiente manera:

𝐴!,!"!#$ · 𝐶! =

 

𝑀! · 𝜌!"#

! 𝑇!!"#

𝐴 ·𝐶 ! + !, !"#$ ! · 𝑇!"# · 𝑇!!"# 𝐴! · 𝐶! 2 · 𝑔 · 𝑑 · ∆𝑇 · 𝑇!"#

!,!

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Sustituyendo los datos se obtiene la superficie aerodinámica de salida a disponer en cada uno de los 3 depósitos de humo: 1 ! 84,45 341 + 2 · 293 · 341 𝐴!,!"!#$ · 𝐶! = · 1,20 2 · 9,81 · 5,46 · 48 · 293

!,!

!

𝐴!,!"!#$ · 𝐶! = 20,61  𝑚 ! Una vez realizado el cálculo completo y obtenida la superficie aerodinámica total necesaria por cada depósito, es el momento de realizar un segundo cálculo con el valor de liberación de calor alto (qf,high=625 kW/m2) para verificar la temperatura que podría alcanzarse en la capa de humos. Las características del incendio de diseño para iniciar el segundo cálculo son las siguientes: Área del incendio (Af): 36 m2 Perímetro del incendio (Wf): 24 m Tasa de Liberación Unitaria: qf, high= 625 kW/m2 La altura libre de humos se había fijado en 7 metros, habiéndose comprobado con anterioridad si dicho valor de altura libre estaba dentro de unos límites marcados y además si el espesor de capa de humos generado como consecuencia de esta altura libre era superior a un espesor mínimo calculado. Con estos parámetros de partida se inicia el cálculo. El proceso comienza con la obtención del flujo másico, donde para este cálculo nada ha variado respecto al proceso anterior; con la altura libre de humos seguimos estando ante el caso de “Gran Incendio”: 10·[Af]0,5=10·[36]0,5=60 à Y=7 m < 60 à Gran incendio

 

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Con lo que la expresión a emplear, en el caso de realizar un diseño del SCTEH para mantener una determinada altura libre de humos, para la obtención del flujo másico es: M ! = C! · P · Y !

!

= 0,19 · 24 · 7!

!

= 84,45  

𝑘𝑔

𝑠

Es ahora cuando se debe obtener la temperatura de la capa de humos que se forma en el caso de tener un incendio de diseño con la tasa de liberación de calor alta mediante la siguiente expresión:

T!"#$ =

Q! + T!"# m! · C!_!"#$

donde el flujo de calor convectivo (Qc) se obtiene a través de dicha tasa de liberación de calor: Flujo de calor emitido por el incendio à Q = A ! · q !,!"# = 36  m! · 625 kW m! = 22.500  kW Flujo de calor convectivo à Q ! = 0,8 · Q = 0,8 · 22.500 = 18.000  Kw

La temperatura de humo obtenida es:

T!"#$ =

Q! 18.000  kW + T!"# = + 293 = 504,03K = 231,03ºC m! · C!_!"#$ 84,45   kg s · 1,01   kJ kgK

La temperatura resultante de tener una altura libre de humos de 7 metros con un incendio con la tasa de liberación de calor alta no alcanza el valor necesario para producir el fenómeno del flashover (550ºC).

 

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

ZONA DE ALMACENAMIENTO Se procede a realizar el diseño del SCTEH correspondiente a la segunda zona de incendio, la zona de almacenamiento:

Figura 3. Distribución en planta de la zona de producción en la nave logística

En este caso, la superficie total de la zona de almacenamiento ya es inferior a la máxima permitida para cada depósito de humos que se recuerda se establece en 2000 m2, por lo que todo el establecimiento constituye un único depósito de humos. El funcionamiento de un SCTEH con un único depósito se basa en garantizar el reemplazamiento de aire por fachada.

 

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

El alzado que presenta la zona de producción es el mismo que para la zona de almacenamiento antes estudiada:

Figura 4. División en depósitos de humo en la zona de producción

De la misma manera que en el cálculo para la zona de producción, es necesario establecer las características del incendio de diseño como punto de partida. En este caso, tenemos una nave de almacenamiento, donde por la distancia del borde inferior de las jácenas al suelo (10,5 metros), se quiere imponer como altura libre de humos el valor de 10,4 m, de manera que el humo tenga más espesor que la caída de las jácenas y se distribuya por todo el depósito. Teniendo en cuenta una de las exigencias de la norma como es el tener un mínimo de 0,5 m de distancia entre el último nivel de almacenamiento y el borde inferior de la capa de humos (Apartado 3.2 Penacho de Humos), la altura de almacenamiento no podrá rebasar los 9,9 m. Por tratarse de almacenamiento con estanterías y presencia de rociadores, las dimensiones geométricas del incendio se obtienen con la Tabla M.1 del Anexo M de la norma; el área del incendio se calcula a continuación (teniendo en cuenta un ancho de estantería de 2,50 m):

 

𝐴! =

4 4 · ℎ · 𝑤 + 𝑥 = · ℎ · 𝑤 + 0,18 · ℎ 3 3

𝐴! =

4 · 9,9 · 2,5 + 0,18 · 9,9 = 56,52  𝑚 ! 3

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Por su parte, para el cálculo del perímetro del incendio se tiene: 𝑊! = 2 · 𝑤 + 4 · 𝑥 = 2 · 2.5 + 4 · 0,18 · 9,9 𝑊! = 19,25  𝑚 En cuanto al calor que libera el incendio por unidad de superficie, se vuelve a recurrir al Anexo A de la normativa, donde suponiendo que en caso de producirse un incendio van a intervenir diferentes tipos de materiales y que además el establecimiento cuenta con una instalación de rociadores automáticos, los valores a tomar son: qf,low= 250 kW/m2 qf,high= 625 kW/m2 Se tomará el valor bajo para el dimensionado de la instalación y el valor alto para la comprobación de las temperaturas obtenidas. Una vez obtenido el incendio de diseño, se comienza con la segunda región de diseño, el penacho de humos. De ella se debe de obtener el flujo de gases que entra desde el penacho de humos hacia el depósito. De nuevo el objetivo de diseño del SCTEH será el de ser capaz de mantener una altura libre de humos determinada, en este caso de 10,4 metros, que en primer lugar se deberá confirmar que se encuentra dentro de los límites del intervalo señalado por la norma UNE: 1/10·h < Y < 9/10·h, siendo h la altura media del establecimiento El valor de la altura media se mantiene respecto de la zona de producción h! =

 

h!"# + h!"# 13,21 + 11,71 = = 12,46  m 2 2

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Con ello, los límites de la altura libre de humos deberían de oscilar entre los siguientes valores: 1,24 m < Y < 11,21 m Con lo que el valor propuesto por la propiedad de 10,40 metros de altura libre de humos es válido. Para conocer la ecuación a aplicar para calcular el flujo de gases en caso de fijar la altura libre de humos, necesitamos conocer si se trata de un gran o pequeño incendio: 10·[Af]0,5=10·[56,52]0,5=75,18 à Y=10,4 m < 75,18 à Gran incendio Por ello, para la obtención del flujo de gases calientes se plantea la siguiente ecuación: M ! = C! · P · Y !

!

En este caso, un establecimiento industrial se considera como un recinto de gran espacio donde el techo se encuentra muy por encima del incendio, y por lo tanto el coeficiente dependiente de las dimensiones del local (Ce) adquiere un valor de 0,19; con esto: M! = 0,19 · 19,25 · 10,4!

!

→ M! = 122,66  

kg

s

Seguidamente se realiza el cálculo de la temperatura media de la capa de humos a partir del flujo másico obtenido:

Q ! = m! · C!_!"#$ · T!"#$ − T!"# →   T!"#$ =

Q! + T!"# m! · C!_!"#$

donde el calor específico del aire a presión constante se toma como 1,010 kJ/kg·K, y el valor de temperatura ambiente se estima en 20ºC. Por su parte, el flujo de calor convectivo (Qc) se estima en el 80% del calor emitido por el incendio, lo cual conociendo el área y la tasa de liberación de calor unitaria del mismo puede obtenerse de manera directa:  

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Flujo de calor emitido por el incendio à Q = A ! · q !,!"# = 56,52  m! · 250 kW m! Q = 14.130  kW Flujo de calor convectivo à Q ! = 0,8 · Q = 0,8 · 14.130 = 11.304  Kw Con estos datos se obtiene que la temperatura media de la capa de humos es:

T!"#$ =

Q! 11.304  kW + T!"# = + 293 = 384,24K = 111,24ºC m! · C!_!"#$ 122,66   kg s · 1,01   kJ kgK

Por la existencia de rociadores en cubierta con una temperatura de activación de 68ºC, se tiene que: T!"#$ = T!"#$%&"! = 68ºC = 341ºK La temperatura que va a tener la capa de humos ante un incendio de diseño con el valor bajo de la tasa de liberación de calor unitaria bajo (qf,low=250 kW/m2) es inferior a los 550ºC que producirían el fenómeno de flashover (550ºC) y también a los 200ºC, temperatura de referencia en este caso ya que la capa de humos discurrirá sobre rutas de evacuación de los trabajadores, comprobaciones requeridas por el Apartado 3.3 El depósito de humo y los aireadores, y que también deberán de cumplirse cuando se dimensione el SCTEH para el valor alto de liberación de calor (qf,high=625 kW/m2). Antes de proceder al cálculo de la superficie aerodinámica falta comprobar si cumplimos con la condición de espesor mínimo exigible a la capa de humos; el espesor planteado en el caso de la zona de almacenamiento se obtiene como la diferencia de la altura media de la nave y la altura libre de humos: d = h! − Y = 12,46 − 10,40 = 2,06  m La expresión para obtener el espesor mínimo de la capa de humos se muestra en el Apartado 3.3 El depósito de humos y los aireadores:

d!"#

 

m·T = γ · ∆T !,! · W

!

!

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

En este caso la se considera que la cubierta no presenta obstáculos que interfieran con el avance del humo y por ello el valor de γ es de 78; por su parte la anchura de la abertura por donde entra el aire de reemplazamiento es la longitud del depósito de humos que es de 50,67 m, con lo que:

d!"#

m·T = γ · ∆T !,! · W

!

!

122,66 · 341 = 78 · 48!,! · 50,67

!

!

= 1,32  m

d > d!"# Los parámetros para los que se va a realizar el Sistema de Control de Temperatura y Evacuación de Humos cumplen con las exigencias de la norma UNE. La superficie aerodinámica a disponer en el establecimiento para conseguir mantener los parámetros planteados se obtiene a través de la expresión del Anexo F de la norma UNE 23585:2004, y en concreto en su Apartado F.5. Superficie total de aireadores naturales de extracción de humos, según se ha descrito en el Apartado 3.3 El depósito de humos y los aireadores y que se muestra a continuación: M! · T!"#$

A !,!"!#$ · C! =

2 · ρ!!"# · g · d · ∆T · T!"# −

M!! · T!"#$ · T!"# A ! · C! !

!,!

En este caso la relación entre la entrada y la salida es 1:1, puesto que se tiene un único depósito de humos, con lo que empleando la expresión anterior expresada en función de dicha relación, se obtiene el resultado que se busca:

𝐴!,!"!#$ · 𝐶! =

𝑀! · 𝜌!"#

! 𝑇!!"#

𝐴 ·𝐶 ! + !,!"!#$ ! · 𝑇!"# · 𝑇!!"# 𝐴! · 𝐶! 2 · 𝑔 · 𝑑 · ∆𝑇 · 𝑇!"#

1 ! · 293 · 341 122,66 1 𝐴!,!"!!" · 𝐶! = · 1,20 2 · 9,81 · 2,06 · 48 · 293 341! +

𝐴!,!"!#$ · 𝐶! = 63,04  𝑚 !

 

!,!

!,!

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

Por tanto será necesario disponer en la fachada del depósito de humos el valor de superficie aerodinámica que el dispuesto en cubierta mediante aireadores. También sería posible emplear para la admisión de aire de reemplazamiento otros elementos como: -­‐

Aberturas permanentemente abiertas

-­‐

Aberturas de apertura automática (puertas, ventanas)

En este caso, será necesario obtener el área geométrica del elemento y aplicarle un coeficiente de descarga Ci=0,6 para obtener la superficie efectiva, según se indica en el Apartado 3.5 Admisión de aire (aire de reemplazamiento). En base a lo expuesto en ese mismo apartado, también será necesario que el borde superior de los elementos de admisión de aire se dispongan a una distancia mínima de 1 metro de distancia respecto del borde inferior de la capa de humos (altura libre de humos) para evitar el efecto Venturi. En este caso, puesto que la altura libre de humos se ha fijado en 10,4 metros, el borde superior de los elementos de reemplazamiento estará a cota máxima de 9,40 m. Si esta distancia supera los 2,00 m, no será necesario la limitación de la velocidad de entrada, pero hasta ese valor, se deberá comprobar la velocidad con la que el aire entra en el almacén. Se ha calculado el caudal másico que se incorpora desde el penacho del incendio hacia el depósito de humos, que en este caso asciende a 122,66 kg/s, dato que puede convertirse a caudal volumétrico a través de la densidad del aire: 𝑉=

𝑀! 122,66   𝑘𝑔 𝑠 = = 102,21   𝑚 ! 𝑠 𝜌!"#$ 1,2   𝑘𝑔 𝑚 !

Para que el sistema de control de temperatura y evacuación de humos sea capaz de estabilizar una capa de humos en el interior del almacén, llegado un punto deberá ser capaz de evacuar ese caudal másico de humo, y por lo tanto, para evitar depresiones en el interior del establecimiento, ese mismo caudal que se desaloja del interior será el que tenga que reemplazar por la superficie en fachada, con lo que la velocidad de entrada se obtiene como el cociente entre el caudal reemplazado y el área disponible para dicha función:

 

 

6.2. EJEMPLO PRÁCTICO DE CÁLCULO DE UN SCTEH (RESOLUCIÓN)

𝑣!"#$%&% =

𝑉 𝐴!,!"!#$ · 𝐶!

=

102,21   𝑚 ! 𝑠 = 1,62   𝑚 𝑠 > 1   𝑚 𝑠 63,04  𝑚 !

Puesto que el valor obtenido para la velocidad de entrada de aire supera el máximo permitido para una distancia inferior a los 2,00 metros, la instalación de entrada de aire deberá de hacerse teniendo en cuenta que la separación mínima entre el borde inferior de la capa de humos y el borde superior de los elementos de aporte de aire no sea menor de 2,00 m, con lo que debería estar como mínimo a 8,4 metros de altura sobre la cota cero del almacén. Finalmente, tomando los mismos parámetros geométricos del establecimiento, de altura libre de humos y de dimensiones del incendio, tomaremos el valor de tasa de liberación de calor alto (qf,higj=625 kW/m2) para comprobar que no se producirán temperaturas de flashover en el almacén:

T!"#$ =

Q! + T!"# m! · C!_!"#$

donde el flujo de calor convectivo (Qc) se obtiene a través de dicha tasa de liberación de calor: Flujo de calor emitido por el incendio à Q = A ! · q !,!"# = 56,52  m! · 625 kW m! Q = A ! · q !,!"# = 35.325  kW Flujo de calor convectivo à Q ! = 0,8 · Q = 0,8 · 35.325 = 28.260  Kw

La temperatura de humo obtenida es:

T!"#$ =

Q! 28.260  kW + T!"# = + 293 = 521,11K = 248,11ºC m! · C!_!"#$ 122,66   kg s · 1,01   kJ kgK

La temperatura resultante de tener una altura libre de humos de 10,4 metros con un incendio con la tasa de liberación de calor alta no alcanza el valor necesario para producir el fenómeno del flashover (550ºC).