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La ventilación por impulso en aparcamientos

La ventilación por impulso en aparcamientos


Santos Bendicho, de l’empresa SODECA, ens ha fet arribar aquest interessant article sobre la ventilació en els aparcaments.

 

En los últimos años se ha generalizado en España la técnica de ventilación por impulso en aparcamientos como alternativa a los sistemas de ventilación tradicionales mediante redes de conductos, siendo cada vez más usual ver instalaciones de ventilación en aparcamientos diseñadas y/o ejecutadas mediante este sistema.

Esta técnica, habitual desde hace muchos años en los países europeos de nuestro entorno, se basa en reproducir los sistemas de ventilación longitudinales aplicados a los túneles, creando una ventilación en sentido horizontal mediante un frente de aire con suficiente velocidad para provocar el barrido del área a ventilar desde los puntos por los que se realiza la aportación de aire exterior hasta los puntos de salida de aire y humo al exterior, realizando el barrido del espacio entre estos, mediante la instalación de ventiladores de impulso encargados de ir desplazando la masa de aire/humo, por el fenómeno de inducción.

La implementación de los primeros sistemas de ventilación por impulso en aparcamientos en España se produce a raíz de la aceptación en el Código Técnico de la Edificación en 2011 de la norma inglesa BS-7346-7 “Componentes de los sistemas de control del humo y el calor. Parte 7: Código de práctica sobre recomendaciones funcionales y métodos de cálculo de los sistemas de control del humo y el calor para aparcamientos cubiertos”, considerando dicha norma como adecuada para su aplicación en los proyectos de instalaciones para el control del humo y el calor en garajes. Recientemente el comentario por el que se incluye dicha norma en el CTE ha sido ampliado quedando redactado como sigue:

 Hasta que se disponga de normas UNE EN específicas, se pueden considerar adecuadas para su aplicación en los proyectos de instalaciones para el control del humo y el calor en aparcamientos, de forma no excluyente, las normas que se indican a continuación:

 • BS 7346-7. Componentes de los sistemas de control del humo y el calor. Parte 7: Código de práctica sobre recomendaciones funcionales y métodos de cálculo de los sistemas de control del humo y el calor para aparcamientos cubiertos. Dado que para aparcamientos el punto 2 de SI 3-8 admite como válidos los sistemas de ventilación conforme a lo establecido en el DB HS-3, en ellos se considera también válida la aplicación del apartado 9 de la norma BS 7346-7, el cual se corresponde con el primer objetivo de su apartado 4.1, es decir, con la evacuación de humos durante el incendio o tras la extinción de este, facilitando con ello la detección de eventuales focos secundarios, así como el retorno del edificio a su uso normal.

 • NBN S 21-208-2. Protección contra incendios en los edificios. Concepción de los sistemas de evacuación del humo y el calor (EFC) en aparcamientos cubiertos.

En la práctica todos los diseños de sistemas de ventilación por impulso en aparcamientos se estaban realizando ya mediante el citado apartado 9 Ventilación de impulso,para disipación de humo de dicha norma BS-7346.7, la cual establece también mediante otros apartados los criterios de ventilación en caso de incendio mediante otros tipos de sistemas como la ventilaciónde humo por disipación natural en su apartado 7 o la extracción mecánica convencional en su apartado 8.

El dimensionado del sistema de ventilación del aparcamiento

Una de las principales diferencias entre los requerimientos del CTE y los requerimientos de la BS-7346-7 radica en el dimensionado del sistema de ventilación en relación al caudal de extracción del sistema. Mientras que el CTE demanda a través de sus documentos básicos DB-HS-3 y DB-SI-3 un caudal de extracción de 120 l/s·plaza y 150 l/s·plaza respectivamente, la norma BS-7346-7 demanda un caudal de extracción en caso de incendio equivalente a 10 renovaciones por hora del volumen del aparcamiento, y recomienda para la ventilación por salubridad un caudal equivalente a 6 renovaciones por hora.

Para comparar estos valores podemos tomar en consideración que según la UNE100166 se considera una superficie enplanta de 30 m2 por cada plaza de aparcamiento,por lo que se puede establecer paradiferentes alturas del garaje el índice derenovación del mismo con los caudales deextracción exigidos por el CTE (tabla 1)

 Tabla 1
Ventilación de incendio150 l/s·plaza Altura (m)
2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4
Plazas Caudal(m3/h) Área (m2) Renovaciones por hora
100 54.000 3.000 7,5 6,9 6,4 6,0 5,6 5,3
200 108.000 6.000 7,5 6,9 6,4 6,0 5,6 5,3
300 162.000 9.000 7,5 6,9 6,4 6,0 5,6 5,3
400 216.000 12.000 7,5 6,9 6,4 6,0 5,6 5,3
500 270.000 15.000 7,5 6,9 6,4 6,0 5,6 5,3

 

Ventilación de salubridad120 l/s·plaza Altura (m)
2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4
Plazas Caudal(m3/h) Área (m2) Renovaciones por hora
100 43.200 3.000 6,0 5,5 5,1 4,8 4,5 4,2
200 86.400 6.000 6,0 5,5 5,1 4,8 4,5 4,2
300 12.9600 9.000 6,0 5,5 5,1 4,8 4,5 4,2
400 172.800 12.000 6,0 5,5 5,1 4,8 4,5 4,2
500 216.000 15.000 6,0 5,5 5,1 4,8 4,5 4,2

Podemos ver por tanto que los caudales indicados en la BS-7346-7 son en cualquier caso iguales o superiores a los exigidos por el CTE en caso de incendio y salubridad respectivamente.

En este sentido la situación a nivel europeo es que cada país cuenta con un requerimiento en cuanto al caudal de ventilación diferente según se puede observar en la tabla 2.

 Tabla 2: Caudales de extracción en caso de incendio
España 150 l/s ·coche = 540 m3/h ·coche( 6 renovaciones / hora para un parking de 3 m de altura)
Reino Unido 10 renovaciones / hora
Holanda 10 renovaciones / hora
Francia 900 m3/h· coche para parkingssinrociadores( 10 renovaciones / hora para un parking de 3 m de altura)600 m3/h· coche para parkings con rociadores( 6,7 renovaciones / hora para un parking de 3 m de altura)
Portugal 600 m3/h· coche( 6,7 renovaciones / hora para un parking de 3 m de altura)
Italia 300 m3/h· coche( 3,3 renovaciones / hora para un parking de 3 m de altura)
Turquia 10 renovaciones por hora

La ventilación en el aparcamiento en caso de incendio

Por tanto el objetivo del sistema de ventilación en el aparcamiento será doble. En primer lugar, deberá permitir la evacuaciónde humos durante el incendio o tras laextinción de este, facilitando con ello ladetección de eventuales focos secundarios,así como el retorno del edificio a su usonormal, lo cual se podrá conseguir bien con un sistema de ventilación “convencional” como los descritos en el DB-SI-3 y el DBHS- 3, o bien mediante un sistema de ventilación por impulso siguiendo los requerimientos del apartado 9 de la BS-7346-7.

Ambos sistemas se basan en la extracción de un caudal de aire constante dimensionado en base a criterios de número de plazas de aparcamiento en el primer caso, y de número de renovaciones por hora en el segundo, pero en ningún caso se basan en el diseño de sistemas de control de humos en base al tamaño y la potencia del incendio como serían los diseños basados en la UNE 23585, de difícil aplicación en los aparcamientos debido a su limitada altura.

En la práctica el incendio de un coche sigue una curva de crecimiento de la tasa de calor liberado en función del tiempo y por extensión de la cantidad de humo generado. Existen diversidad de curvas obtenidas a partir de diferentes ensayos de incendios a escala real, diferenciándose unas de las otras por el valor máximo de tasa de calor liberado (KW) y el tiempo en que se alcanza dicho valor, así como la velocidad de crecimiento y decrecimiento de dicha tasa de calor liberado (figura 1).

Figura 1. Curva de incendio de un vehículo

CURVA INCENDIO

En cualquier caso existe unanimidad de que para el incendio de un coche se pude tomar un valor máximo de tasa de calor liberado de entre 4 y 4,5 MW, según se muestra en la tabla 3.

 

Tabla 3: Tamaños de incendio y tasas de calor liberados en diferentes normativas
Tamaño del incendio Tasa de calor liberado
NBN S21-208-2 2 m x 5 m 4 MW
BS-7346-7 2 m x 5 m 4 MW
UNE 23585 (TR 12101-5) Área 10 m2 / Perímetro 10 m 4 MW
prEN 12101-11 2,5 m x 5 m 4 MW

Para este escenario de incendio se estima que el sistema de ventilación debería ser capaz de extraer un caudal mínimo de unos 120.000 m3/h a fin de poder extraer el humo generado por el incendio de un coche.

Este caudal de diseño es el que se obtendría por ejemplo para un aparcamiento de 223 plazas, es decir, de unos 6.700 m2 aproximadamente, según los criterios de dimensionado actuales del CTE, (o un aparcamiento de 4.000 m2 y 3 m de altura según los criterios de dimensionado del apartado 9 de la BS-7346-7). Por tanto es previsible que en aquellos aparcamientos que superen dichas dimensiones el sistema de ventilación sea capaz de extraer el humo generado por el incendio.

Ahora bien, ¿qué ocurrirá en aquellos aparcamientos de dimensiones inferiores? En estos, tendremos un caudal inferior a los citados 120.000 m3/h y en la medida en que el caudal de extracción sea inferior a dicho valor, el sistema de ventilación será capaz de extraer el humo generado por el incendio hasta un determinado tiempo de crecimiento del incendio, con lo que se dispondrá de un tiempo limitado hasta que el aparcamiento quede colmatado por el humo.

Por otro lado, cuanto menor sea el aparcamiento menor será el tiempo necesario para completar la evacuación de sus ocupantes, con lo que si el aparcamiento ha sido correctamente diseñado en cuanto a sus medidas de evacuación esta debería poder completarse satisfactoriamente.

 

La ventilación del aparcamiento para salubridad

El segundo objetivo del sistema de ventilación será el de mantener controlados los niveles de concentración de gases emitidos por los vehículos en funcionamiento, particularmente en valor de CO, ya que la experiencia muestra que manteniendo controlados los niveles de este gas se controlan los niveles del resto de contaminantes.

En particular el CTE exige que no sobrepase el valor de 50 ppm cuando exista personal trabajando y de 100 ppm en caso contrario, para lo cual se indica que es necesario un caudal de ventilación mínimo de 120 l/s·plaza.

Asimismo indica que es fundamental evitar que se produzca el estancamiento de los gases contaminantes, para lo cual detalla en el documento básico DB-HS los requisitos de instalación de los sistemas de ventilación mediante redes de conductos. No se indica nada al respecto de los sistemas de ventilación por impulso los cuales no eran conocidos en España en el momento de la redacción del DB-HS3 del CTE el cual no ha sido actualizado desde su modificación del 2009.

En la práctica el caudal de ventilación para mantener controlados los niveles de concentración de CO en un aparcamiento será aquel que permita diluir en el aire exterior introducido en el aparcamiento (con la concentración de CO propia del ambiente exterior) la emisión de dicho gas producida por los vehículos en funcionamiento, (la cual dependerá de la tasa de emisión por vehículo y del número de vehículos en movimiento), hasta el valor máximo permitido en el interior del aparcamiento para su expulsión final al exterior.

Los diferentes límites para los citados parámetros considerados en dicho cálculo son los que determinan los distintos valores exigidos para ventilación para salubridad en los distintos países de nuestro entorno como se ha visto anteriormente, dependiendo principalmente las buenas condiciones de salubridad en el aparcamiento del correcto diseño y funcionamiento del sistema de ventilación. Este es el gran talón de Aquiles de los sistemas de ventilación tradicionales ejecutados mediante redes de conductos, puesto que a pesar de los requerimientos en cuanto a la instalación de rejillas de extracción y aportación de aire encaminados a que esta se produzca de la forma más uniforme posible, la práctica hace que el diseño de las citadas redes de conducto se ejecute con las limitaciones derivadas de la altura del aparcamiento tendiendo a instalarse conductos excesivamente apaisados, con la consiguiente reducción del caudal efectivo de ventilación, así como conductos mal equilibrados, que acaban derivando en instalaciones en las que la extracción de aire se realiza por unas pocas rejillas de extracción en contra del principio de uniformidad perseguido inicialmente.

 

El sistema de ventilación por impulso en aparcamientos.

A pesar de que estos sistemas son ampliamente utilizados en los países de nuestro entorno (Reino Unido, Holanda, Bélgica, Alemania, Italia, Portugal, etc.), contando incluso alguno de ellos con normativa específica de ventilación en aparcamientos que contempla su uso, estos sistemas no quedan descritos en el Documento Básico de Salubridad del CTE, por lo que su instalación en España queda supeditada a la aceptación por la autoridad competente, como alternativa a los sistema descritos en el CTE, al permitir este el diseño e instalación de sistemas que cumpliendo con las exigencias básicas del mismo, aporten un grado de seguridad “equivalente” al que se deriva de los sistema descritos en los Documentos Básicos.

Al basarse los sistemas de ventilación por impulso en la impulsión de una pequeña cantidad de aire a elevada velocidad que induce una gran cantidad de aire a baja velocidad, se produce un efecto de homogenización del aire, con lo que se reduce notablemente la concentración de contaminantes en la masa de aire, controlándose esta en valores inferiores a los niveles máximos permitidos.

Figura 2. Inducción de aire de los ventiladores de impulso

figura2

La experiencia en los países en que estos sistemas se hayan ampliamente instalados demuestra que el funcionamiento para control de gases contaminantes es óptimo.

En este sentido sirva como referencia que mientras que el CTE marca un nivel máximo de concentración de CO de 50 ppm en aparcamientos donde se prevea que existan empleados y una concentración de 100 ppm en caso contrario; en el caso de países donde estos sistemas se encuentra recogidos en sus normativas de ventilación de aparcamientos, como el Reino Unido, Bélgica u Holanda, estas permiten niveles máximos de concentración de CO de 35 o 50 ppm, pese a exigir un ratio de renovación ambiental de 6 renovaciones / hora, es decir con caudales de extracción similares a los que resultan de la aplicación de los criterios del DB-HS-3 del CTE, con 120 l/s·plaza.

En cualquier caso existen métodos tanto de cálculo como mediante simulaciones CFD que permiten determinar los niveles de concentración de gases contaminantes en el aparcamiento (figura 3).

Figura 3. Concentración de CO a 1,7 m, con ventiladores de impulso

VALILLA

El sistema permite además mantener unos niveles de concentración de gases contaminantes realmente bajos sin necesidad de recurrir a la puesta en marcha de todo el sistema de ventilación del aparcamiento, por ejemplo mediante la puesta en marcha únicamente de los ventiladores de impulso, o diseñando sistemas de ventilación zonificados, o en etapas, a partir del sistema de detección de gases, lo que conlleva un menor consumo energético, menor nivel de ruido y una mayor vida útil de los equipos.

Por otro lado y en cuanto a su funcionamiento en caso de incendio, el sistema de ventilación va ligado a una estrategia de diseño. Es decir, es necesario definir en la etapa de diseño cuál va a ser el sentido de la ventilación horizontal en el aparcamiento, el cual estará irremediablemente ligado con la ubicación de las vías de evacuación, rampas y zonas previstas para el acceso de los servicios de extinción en caso de incendio, a fin de ubicar correctamente los puntos de extracción y de aportación de aire exterior que definirán el sentido de la ventilación, es decir, hacia qué zonas del aparcamiento dirigiremos el humo y por qué zonas del aparcamiento realizaremos la entrada de aire, con el objeto de mantener los espacios entre el incendio y los puntos de aportación libres de humos para facilitar la llegada de los servicios de extinción en mejores condiciones de visibilidad y temperatura hasta las proximidades del foco del incendio.

Figura 4. Estrategia de diseño

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Esta estrategia de diseño es la que hace que los sistemas de ventilación horizontal o por impulso sean los únicos que permitan diseñar sistemas de control de humos concebidos para asegurar los caminos de acceso de bomberos hasta el foco del incendio (“fire fighting design”) en contraposición a los sistemas de extracción convencionales que solo pueden concebirse como sistemas de extracción de humos (figura 2).

Por otro lado, y en comparación con los sistemas de ventilación mediante conductos, como los sistemas de ventilación por impulso se están diseñando con los requerimientos del apartado 9 de la BS-7346-7, es decir con una tasa de extracción de 10 renovaciones/hora en lugar de la capacidad de extracción de 150 l/s·plaza, con los sistemas de ventilación por impulso se obtiene siempre un caudal de ventilación superior y por consiguiente una mayor aportación de aire “fresco” exterior que conlleva una mayor disminución de la temperatura de los humos en el aparcamiento.

Además de los beneficios de los sistemas de ventilación horizontal o por impulso, en cuanto a las prestaciones del sistema de ventilación tanto para mantener un bajo nivel de concentración de los gases contaminantes, como para disponer de un sistema que aporte mayor seguridad para la ventilación en caso de incendio, dichos sistemas presentan los siguientes beneficios adicionales:

• La instalación es más rápida y sencilla, y se producen menos interferencias con otras instalaciones (redes de rociadores, canaletas eléctricas, desagües) durante el montaje.

• La ocupación bajo forjado es menor, lo que facilita la instalación del sistema de ventilación en aparcamientos de altura reducida y permite reducir los costes de excavación.

• Se dispone de una mayor visibilidad del aparcamiento y por consiguiente un mejor funcionamiento de los sistemas de CCTV.

• El consumo del sistema de ventilación es menor al no tener que vencer los ventiladores las pérdidas de carga de los conductos. Asimismo se produce un menor número de arrancadas y horas de funcionamiento del sistema.

DSC_0003_v2   DSC_0363Centro Comercial Ademuz (Valencia)  Aparcamiento privado (Madrid)

Todo ello es lo que ha provocado que estos sistemas se hayan impuesto como alternativa a los sistemas de ventilación tradicionales mediante redes de conductos en los aparcamientos, y que a día de hoy se encuentren ampliamente instalados en todo el mundo y hayan empezado también a popularizarse en España, donde se cuenta ya con multitud de ejemplos de instalaciones.

Ventilador de inducción CI para parking_v2  DSC_0138

Local comercial (Valencia)           Centro Comercial Camino Real (Madrid)