Ventilación de aparcamientos mediante ventiladores de impulsos Jet fans

Transcripción

1 Ventilación de aparcamientos mediante ventiladores de impulsos Jet fans presentado por Joan Pessarrodona Servicio de Asesoría Técnica Alex Maymó Ingeniero CFD

2 Agenda Principios básicos Normativa Extracción de contaminantes habituales / humo Extracción de humo en emergencia Disipación de humo Control de humo Sistema Jet fan - Funcionamiento Pre estudio Información Necesaria Pasos Puntos de Aporte y Extracción Ventiladores de impulso Notas Importantes 2

3 Agenda CFD Pasos Geometría Condiciones de Contorno Resultados Conclusiones Ejemplos Ejemplos de proyectos Gama de productos 3

4 Principios básicos Normativa aplicable 4

5 Principios básicos - Normativa Por qué se puede usar el sistema de ventilación Jet Fan? 5

6 Principios básicos - Normativa 6

7 Principios básicos - Normativa Ventilación BS :2006 Baja polución 6 ACH Contaminantes Sección 6 Alta polución 10 ACH Ventilación Aparcamientos Smoke Clearance BS :2006 Sección 9 10 ACH Ventilación en Emergencia Smoke Control BS :2006 Sección 10 y 11 Smoke production 7

8 Principios básicos - Normativa BS :2006 Sección 9: Impulse ventilation to achieve smoke clearance 8

9 Principios básicos - Normativa BS :2006 Sección 6: Vehicle exhaust pollution control 9

10 Principios básicos - Disipación de humo UK BS Code of practice... for covered car parks. Section 9. Impulse ventilation to achieve smoke clearance. to assist fire-fighters by providing ventilation to allow speedier clearance of the smoke once the fire has been extinguished help reduce the smoke density and temperature during the course of the fire Section 10. Impulse ventilation to assist fire fighting access. the objective of the smoke control design is to aid access by the fire service to more quickly locate and tackle a fire and carry out search and rescue as necessary Section 11. Impulse ventilation to protect means of escape. the objective..is to provide for the protection of escape routes for occupants within the story as the car on fire... 10

11 Principios básicos - Contro de humo Control de humo en incendio 11

12 Principios básicos - Control de humo UK BS Code of practice... for covered car parks. Section 9. Impulse ventilation to achieve smoke clearance. to assist fire-fighters by providing ventilation to allow speedier clearance of the smoke once the fire has been extinguished help reduce the smoke density and temperature during the course of the fire Section 10. Impulse ventilation to assist fire fighting access. the objective of the smoke control design is to aid access by the fire service to more quickly locate and tackle a fire and carry out search and rescue as necessary Section 11. Impulse ventilation to protect means of escape. the objective..is to provide for the protection of escape routes for occupants within the story as the car on fire... 12

13 Principios básicos - Control de humo en Túneles Velocidad del Humo (Vs) Vs = 1.5m/s Vs = 1.5m/s AIR VELOCITY CAR FIRE 3MW siendo: túnel de: 10m x 5m Potencia fuego 8MW * Basado en método de Heselden para predecir la velocidad del humo 13

14 Principios básicos - Control de humo en Túneles Velocidad del humo(vs) La energía del incendio mueve el humo Jet Fan Velocidad > 18ms -1 Vs = 2.8ms ms -1 JETFAN Aire de reemplazo CAR FIRE 3MW Velocidad crítica de 1.5ms -1 14

15 Principios básicos - Control de humo en Parking Entrada de aire por la rampa Ps Ventiladores de extracción Perímetro del Humo Para aparcamientos, la teoria del túnel se adapta tomando P s como el perímetro del humo 15

16 Principios básicos - Humo en incendios Cuanto humo produce el incendio de un coche? 16

17 Humo en incendio Cálculo de producción de humo M M P Y donde: M = C e PY 3/2 M = Caudal másico de producción de humo (kg/sec) P = Perímetro del fuego (m) Y = Altura de la capa de humo (m) C e = Constante Fuente: UK BRE

18 Control de humos Cálculo del volumen del humo Volumen de humo (m³/s) Producción humo (kg/s) x Temp absoluta capa de humos (K) 1.22 kg/m³ x Temp ambiente absoluta(k) donde: Altura libre del aparcamiento de 3 m Altura efectiva de la capa limpia de 2.5 m (Y) Perímetro del fuego P = 20 m fuente BS :2006 Tamaño del fuego diseñado HRR = 8MW fuente BS 73467:2006 Valores de HRR para el análisis = 1, 2, 4, 6, 8 MW 18

19 Humo en incendio ACH VS. Producción de humo BS : 2006 (sin rociadores) Producción de humo calculado m 3 /s m 2 m³ 6 ACH m 3 /s 10 ACH m 3 /s HRR 1MW HRR 2MW HRR 4MW HRR 6MW HRR 8MW Asumiendo: Altura libre del aparcamiento de 3 m Altura efectiva de la capa limpia de 2.5 m (Y) Perímetro del fuego P = 20 m fuente BS :2006 Tamaño del incendio HRR = 8MW fuente BS 73467:2006 Valores de HRR alternativos mostrados = 1, 2, 4, 6 MW 19

20 Ensayo de Incendio Fuente: UK CLG / BRE research

21 Principios básicos Funcionamiento 21

22 Glosario ACH: Air Changes per Hour CFD: Computational Fluid Dynamics EA: Exhaust Air EM: Emergency smoke clearance Mode FA: Fresh Air HRR: Heat Release Rate IA: Inlet Air LMA: Local Mean Age of air NPV: Normal Pollution Ventilation 22

23 Principios básicos introducción + extracción Para ventilar una espacio ocupado: El aire se introduce y se extrae dentro del área ocupada 23

24 Principios básicos Humo en incendio Conductos de extracción: Quitan espacio Incrementan la presión del ventilador Pueden interferir con otros servicios: Alumbrado Tuberías 24

25 Principios básicos introducción + extracción Para ventilar una espacio ocupado: El aire se introduce y se extrae dentro del área ocupada 25

26 Principios básicos Aparcamiento sin conductos 26

27 Principios básicos Principios básicos para sistema Jet Fan: Ventiladores principales de extracción para Renovaciones / hora requeridas (ACH) o, Caudal por plaza de aparcamiento El aire se introduce vía: Rampas Rejilla Chimenea La aportación de aire también se puede hacer mediante ventiladores Jet Fans Controlan el aire 27

28 Principios básicos Jet Fan - inducción de aire 28

29 Pre estudio (PS) 29

30 Información Necesaria Planos en formato AutoCAD Planta Secciones Vigas descolgadas Rociadores Restricciones de los puntos de impulsión y/o extracción Normativa a aplicar Zonificación Otros Tipo de ventilador de impulso No aporte mecánico de aire fresco 30

31 PS pasos(1) 1. Limpiar el plano del aparcamiento 31

32 PS pasos(2) 2. Obtener el área aproximada [m 2 ] 3. Cálculos 1. Volumen aprox [m 3 ] Sección? 2. Caudal tanto para NPV como para EM ACH s 3. Opciones para el cálculo de los ventiladores a) Ventilador + Variador de frecuencia b) Ventilador 2 velocidades 32

33 PS pasos(3) 4. Detectar las aberturas y considerarlos puntos de entrada natural de aire (FA) 5. Ubicar los punto/s de extracción. Se intentará ventilación cruzada 33

34 PS pasos(4) 6. Ubicar los ventiladores de impulso en función de la geometría y puntos de FA/EA 34

35 Puntos de Aporte y Extracción Aporte de FA y EA no deben estar cerca Se busca ventilación cruzada Evitar movimiento de fluido no natural 35

36 Puntos de aporte mecánico de aire No ubicar los FA apuntando a las rampas Rampas de entrada/salida del aparcamiento Rampas de interconexión Evitar flujo en rampas de interconnexión Acceso de los bomberos 36

37 Puntos de Extracción mecánica No ubicar los EA cerca de rampas Rampas de enetrada/salida Puntos de acceso Rampas de interconexión Evitar movimiento de aire en las rampas de interconexión 37

38 Ventiladores de impulso y rampas No ubicar ventiladores de impulso hacia fuera de la rampa de entrada/salida del aparcamiento (acceso de los bomberos?) Se puede obtener FA de las rampas 38

39 Notas importantes Usar ventiladores centrífugos de inducción (IFHT) Si el aparcamiento es más alto de 3.50m o más bajo de 2.45m No usarlo encima de plazas de aparcamiento Proximidad de vigas descolgadas? Para resto de condiciones se pueden usar tanto TJHT como IFHT 39

40 Notas importantes Áreas parcialmente encerradas Son difíciles de ventilar Añadir un FA o un EA en ellas 40

41 Recomendaciones de velocidades Puntos de EA: 3 a 4 [m/s] Puntos de FA: 2 a 3 [m/s] Aberturas naturales: Menores de 2 [m/s] Las velocidades en las rejillas deben ser bajas por tal de evitar problemas de ruido y pérdidas de carga (los caudales en las entradas naturales se auto-equilibrarán 41

42 CFD 42

43 CFD pasos(1) 1. Crear el modelo 3D 1. Crear las superficie (con columnas) 2. Crear el volumen del aparcamiento 3. Conectar los sótanos 4. Ubicar los ventiladores de impulso 43

44 CFD pasos (2) 2. Asignar condiciones de contorno 1. Presión atmosférica Aberturas 2. Entrada de aire Ventiladores de impulsión 3. Salidas de aire Ventiladores de extracción 44

45 CFD pasos (3) 3. Definición de los ventiladores de impulso 4. Mallado 45

46 CFD pasos (5) 5. Análisis resultados 1. Velocidades 1. Altura de respiración de un adulto estándar 2. Plano de los ventiladores de impulso 2. LMA No áreas de aire estancado No áreas de aire estancado en carreteras y zonas de paso 1. Altura de respiración de un adulto estándar 46

47 Principios básicos Principios básicos CFD + sistema Jet Fan? 47

48 Principios básicos: CFD extracción con conductos, rejillas múltiples Entrance ramp, air in Conductos de extracción: Total de 28 verticales en 4 filas 4 rejas en cada vertical Que pasará al aire? 48

49 Principios básicos: CFD Jet Fans, 2 extracción Entrance ramp, air in 2 puntos de extracción Que pasará al aire? 49

50 Ejemplos de analisis CFD Ejemplos de analisis CFD 50

51 Ejemplos de analisis CFD Modelo del aparcamiento Descripción: Coches: 445 Altura: 3.0 m (3.33 m en Z2) Superficie: 12,670 m2 Entrada de aire: Por aberturas Nº puntos de extracción: 3 51

52 Ejemplos de analisis CFD Layout aparcamiento con posición de Jet Fan Zona 3 Zona 2 25 Jet Fans 7 x TJHT/2/4-315-C 0,8/0,2kW F x IFHT-50N-C 4/8 1.1/0.18kW F300 5 x IFHT-75N-C 4/8 2,2/0,37kW F300 Zona 1 52

53 Example CFD analysis Velocidad a 1.7 m encima del suelo Zona 3 Zona 2 53

54 Example CFD analysis LMA a 1.7 m encima del suelo Zona 3 Zona 2 54

55 Example CFD analysis Velocidad lineas de corriente Zona 3 Zona 2 55

56 Example CFD analysis Report considerations Conclusiones para EM: Se muestra el movimiento de aire sin areas de estancamiento en el plano 1.7m encima del suelo, que es la altura de la cabeza de un adulto, en la zona bajo estudio correspondiente Se muestra la edad media local del aire (LMA) en el plano 1.7m encima del suelo, que es la altura de la cabeza de un adulto. Esto representa el tiempo que el aire permanece en el aparcamiento, y proporciona un indicador sobre la correcta distribución del aire en el aparcamiento Se muestra que para las Zonas 2 y 3 el aire ha sido extraído en una escala de tiempo óptima Las lineas de corriente muestran movimiento de aire en las distintas zonas estudiadas 56

57 Ejemplos de proyectos Proyectos de Referencia Zorlu Center (Istanbul) Armada AVM (Ankara) The Polygon (Egypt) Lidl (Zagreb) Ikea (Caen) Floreasca Sky Tower (Bucharest) Allegro (Jawor) Pacific Al Marjan (Dubai) External Affairs Ministry (Algiers) Al Jasra (Qatar) 57

58 Funcionamiento del sistema Jet Fan El video muestra como los Jet Fans inducen flujo de humo caliente en un aparcamiento 58

59 Productos Aparcamientos cerrados Gama de productos para ventilación en aparcamientos cerrados 59

60 Producto Modelo : TJHT Flujo Axial Diámetro de 315 a 630 mm Completamente reversible Motores de 1 o 2 velocidades Caja de bornes, o interrupor paro/marcha opcional para F200 / 120, F300 / 120, F400 / 120. Suministrado con protectores o deflectores en entrada/salida 60

61 Producto Modelo : TJHU Flujo Axial Diámetro de 315 a 400 mm Pala unidireccional Motores de 1 o 2 velocidades Caja de bornes, o interrupor paro/march opcional para F200 / 120, F300 / 120, F400 / 120. Suministrado con protectores o deflectores en entrada/salida 61

62 Producto Ventilador centrífugo de inducción: IFHT Flujo centrífugo Para aparcamientos bajos Empuje de 50N, 75N, 100N Conexión mediante caja bornes Interruptor paro/marcha opcional Para F300 / 120, nuevo F400 /

63 Producto Modelos : TGT - THGT Ventiladores de flujo axial Diámetro de 400 a 1250 mm Caudal desde 1,500 hasta 120,000 m 3 /h Resistencia al fuego F200/120 (THGT) F300/120 F400/120 63

64 Ventilación de aparcamientos mediante Sistema Jet Fans Preguntas Presentado por Alex Maymó