Clúster de Seguretat Contra Incendis
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Sobrepresión de la escalera de acceso a un aparcamiento y sus vestíbulos

Sobrepresión de la escalera de acceso a un aparcamiento y sus vestíbulos


Comencem el febrer amb un informe tècnic de l’empresa Soler i Palau sobre la sobrepressió de l’escala d’accés a un aparcament i els seus vestíbuls.

 

1. OBJETO DE LA ASESORÍA

Determinar el sistema y tipo de ventiladores adecuados para sobrepresionar una escalera de acceso a un aparcamiento subterráneo de 2 plantas y los vestíbulos si corresponde.

2. BASES DE CÁLCULO

Se trata de una escalera única de acceso a un aparcamiento subterráneo de 2 plantas con acceso de vehículos mediante monta-coches.

La escalera tiene acceso a trasteros y a un vestíbulo de independencia a nivel de las plantas S-1 y S-2, pero en ningún caso acceso directo del ascensor al vestíbulo de independencia de la escalera, y en la planta baja se encuentra la escalera de salida. Se prevé tomar aire a nivel de la planta baja y descargar a nivel de la -1 y se ha previsto un paso de 250×400 mm

3. METODOLOGÍA DE CÁLCULO

El documento DB SI Seguridad en caso de incendio, establece en su Anejo A Terminología, y en su definiciónde Escalera protegida, se especifica que Escalera protegida es aquella escalera de trazado continuo desde su inicio hasta su desembarco en planta de salida del edificio que, en caso de incendio, constituye un recinto suficientemente seguro para permitir que los ocupantes puedan permanecer en el mismo durante un determinado tiempo.

Para ello se deben cumplir una serie de condiciones que, en lo que respecta a la protección contra el humo, se especifica en su apartado 4:

 “4. El recinto cuenta con protección frente al humo, mediante una de las siguientes opciones:

a) Ventilación natural mediante ventanas practicables o huecos abiertos al exterior con una superficie de ventilación de la menos 1 m2 en cada planta.

b) Ventilación mediante conductos independientes de entrada y salida de aire, dispuestos exclusivamente para esta función y que cumplen las condiciones (especificadas)

c ) Sistema de presión diferencial”

  Como no se pueden cumplir ninguno de los dos supuestos iniciales, hay que usar el método de sobrepresión, basado en la norma UNE EN 12101-6.

4 INSTALACIÓN PARA LAS ESCALERAS

 Seguidamente hay que hacer una valoración de cuál es el sistema que exige mayor cantidad de aire para lograr la sobrepresión, exigiéndose 2 criterios: con una puerta abierta, o con todas las puertas cerradas y compensación de las fugas de aire a través de las mismas.

4.1 Caudal a puerta abierta

Para determinar el caudal necesario para la sobrepresión hay que determinar en primer lugar la clase de sistema en función del uso del edificio en función del uso del mismo, conforme a la tabla 1 de la citada norma.

SiP_Cluster_Incendis_1

En este caso se parte del supuesto que se puede considerar un sistema de clase C, basada en la hipótesis de que todos los ocupantes del edificio sean evacuados simultáneamente al activarse la señal de alarma de incendio.

Para este sistema, la norma EN-12101-6 indica lo siguiente:

 “4.4.2.1. Criterio de flujo de aire.

La velocidad del flujo de aire a través de la puerta entre un espacio presurizado y el área de alojamiento no debe ser inferior a 0.75 m/s siempre que:

a) estén abiertas, en el piso del incendio, las puertas entre el alojamiento y la escalera presurizada y el vestíbulo;

b) estén abiertos los trayectos de escape de aire al exterior desde el alojamiento, en la planta afectada, en la que se realice la medición de la velocidad del aire;

c)     permanezcan cerradas todas las demás puertas excepto las de la planta siniestrada.

 4.4.2.2. Diferencia de presión

La diferencia de presión a ambos lados de una puerta cerrada entre el espacio presurizado y el área de alojamiento debe tener el valor que se indica en la tabla 3.”

SiP_Cluster_Incendis_3

Por tanto, siendo la sección de una puerta   de 0.8 x 2.1 m, el caudal necesario será de

 Q = 0.75 x (0.8 x 2,1) = 1.26 m3/s = 4536m3/h

 Dado que se solicita en el apartado:

 “11.02.2. El caudal previsto en una situación de puertas abiertas no debe ser inferior al caudal calculado de aire a impulsar, o extraer, de todos los espacios presurizados o despresurizados, respectivamente, servidos por sus correspondientes ventiladores, caudal total que se incrementará en un 15 % para cubrir posibles fugas a través de los conductos”

 Luego el caudal a suministrar por los ventiladores será de:

 Qv =4536 x 1.15 ≈ 5217m3/h

 4.2. Caudal con las puertas cerradas

El cálculo del caudal necesario para la sobrepresión de la escalera se realizará mediante el método de flujo de aire que fluye por una abertura. Éste caudal se puede obtener en función del área de dicho hueco, y de la diferencia de presión entre ambos lados de la abertura, mediante la siguiente ecuación:

formula

Nota: En el caso de resquicios anchos, como los que se forman alrededor de las puertas y de grandes aberturas, el valor de R puede tomarse como 2.

 Donde Ae es la suma de todas las áreas de fuga (puertas y ascensores) y P la presión a la que se quiere mantener la sobrepresión (50 Pa)

4.2.1. Área de fugas

La UNE EN 12101-6 permite determinar las áreas de fuga :

En la siguiente tabla se muestra el valor que podrán tener las áreas de fuga en función de la tipología de puerta a tratar.

SiP_Cluster_Incendis_A3

Lo que nos da un área de fuga por planta de 4x 0.01 de las plantas inferiores y de 0.02 m2 para la puerta que ya da a la planta baja , siendo la superficie de fuga total de 0.06 m2

 4.2.2. Diferencia de presión

Por lo que se refiere a la diferencia de presión, la propia norma solicita un valor de 50 Pa respecto al recinto anexo.

 4.2.3. Caudal

El caudal que deberá aportar el sistema de sobrepresión será en este caso de :

 Q = 0.83 x 0.06 x 501/2 = 0.3521 m3/s = 1268 m3/h

 Dado que en el apartado A.3.2. Cálculo del flujo de aire apartado b, se especifica:

 “Basándose en la experiencia, el citado caudal de aportación total se debería determinar añadiendo al menos el 50 % del índice de fuga calculado”

 Luego el caudal real a suministrar será de:

 Q = 1268 x 1.5 = 1902m3/h

 A la vista de los resultados está claro que el caudal a introducir será el necesario para asegurar una velocidad de paso de aire mínima de al menos 0.75 m/s.

4.3. Instalación

Además del caudal se tendrán en cuenta los siguientes criterios:

11.6.1 Para reducir el fallo de energía eléctrica en un incendio, es imprescindible contar con una fuente de alimentación secundaria, como un generador una subestación independiente, con capacidad suficiente para mantener el suministro de energía eléctrica a las instalaciones de salvamento y protección contra incendios, incluidos los sistemas de control de humo, los sistemas de presión diferencial y los equipos auxiliares.

 Para la introducción de aire se deberá tener en cuenta los apartados:

 “11.7.2.3 El sistema de presión diferencial se debe diseñar de acuerdo con los siguientes criterios:

 Donde los equipos del sistema de presión diferencial suministren aire a presión a la única vía de evacuación de un edificio, se debe prever un ventilador de reserva completo, con su motor”.

 “11.8.2.4. La toma de aire exterior debe ubicarse siempre lejos de cualquier punto de posible riesgo de incendio. Las entradas de aire exterior deben situarse a nivel de la planta baja o cerca del mismo, (pero lejos de las salidas de humos del sótano) para evitar la contaminación del humo ascendente. De no ser posible tal disposición, las entradas de aire exterior se deben ubicar al nivel del tejado.

 Obsérvese que el aparcamiento tiene una sola escalera de acceso por lo que en cumplimiento de la exigencia normativa se ha de prever un segundo ventilador de reserva que actúe en caso de que el primero no actúe

Se preverá una reja de toma de aire a nivel de la planta baja y dado que el conducto desde el punto de toma de aire hasta el punto de descarga no tiene un gran recorrido, se propone montar 2 ventiladores axiales tipo

TCBT/4-500/H

junto con 2 ARO BRIDA-500 y 2 juegos del PIE-500, de manera que los ventiladores queden montados en serie, adosados uno con otro, pero teniendo en cuenta que jamás han de funcionar los 2 conjuntamente, si no que uno de ellos entrará en caso de incendio y se conmutará al segundo en caso de que falle el primero, El conducto de aportación de aire debería ser algo mayor a lo previsto (250x 400) para evitar una velocidad excesiva de paso de aire y que genere una excesiva pérdida de carga, debiendo de ser de al menos de 250x 600 mm o sección equivalente.

Se ha de dimensionar también la reja de impulsión debidamente para poder permitir la salida de la totalidad del caudal previsto (5217 m3/h) por un solo punto.

Como sistema de control se propone la automatización mediante un variador de frecuencia y una sonda de presión diferencial, conectadas según se indica en el siguiente esquema:

SiP_Cluster_Incendis_4

El sistema debe provocar que, en caso de incendio una vez se active el sistema, cuando se abran las puertas de escalera , el ventilador funcione a su máxima velocidad, garantizándose una circulación de aire mínima de 0.75 m/s a través de la sección de las puertas; mientras que si las puertas se cierran, se deberá reducir la velocidad del ventilador en funcionamiento hasta que la sobrepresión interior se establezca en 50 Pa.

El variador de frecuencia será del tipo VFTM TRI0.55, de alimentación trifásica a 400 V, más el transmisor de presión, con display TDP-D. (seria posible mantener los ventiladores propuestos , solicitándolos a 230/400 V y usar un variador de frecuencia VFTM MONO 0.55 Kw para poder alimentar el sistema con tensión monofásica a 230 V)

 La sonda de presión TDP-D tiene dos tomas. Una debe dejarse conectada en el interior de la escalera para que mida la sobrepresión interior, y la otra hacia el exterior de la escalera o vestíbulo

 5. SOBREPRESIÓN DE LOS VESTIBULOS DE INDEPENDENCIA

 En el documento DB SI Seguridad contra incendios con comentarios del Ministerio de Fomento se especifica

SiP_Cluster_Incendis_5

Dado que los vestíbulos de independencia solamente conectan la escalera con el aparcamiento pero no con el ascensor, conforme a la indicación anterior no se requiere ningún elemento de protección específica para los vestíbulos.