Proyecto Completo V.2 -...

Capítulo 4 Normativa UNE 23585.

Análisis comparativo del CTE y la norma UNE-23585 sobre el control Capítulo 4. de humos en caso de incendios en aparcamientos de sótanos. Normativa UNE-EN-23585.

56

Capítulo 4. NORMATIVA UNE-EN- 23585.

En el presente capítulo se exponen los aspectos más importantes relacionados con los

Sistemas de Control de Temperatura y Evacuación de Humos en caso de incendio (SCTEH).

La norma referida pretende ser una guía avanzada para el proyecto de sistemas de control de

humos, e históricamente surge sobre la base de estudios teóricos y experimentales

refrendados en instalaciones reales a escala internacional.

Esta norma en sí misma, y dada su complejidad, no es de obligado cumplimiento. Aunque es

citada como de aplicación en un gran número de reglamentos y normas básicas

internacionales, lo cierto es que se trata de una norma de consulta que recoge una gran

casuística y que en edificios singulares presenta una enorme utilidad.

En el presente proyecto se han aplicado algunas recomendaciones de esta norma para poder

comparar sus resultados con los aportados por la aplicación directa del CTE.

1. Aplicaciones.

Los SCTEH se pueden utilizar en cualquier edificio u obra de ingeniería donde las grandes

dimensiones particulares, su forma o su configuración, hacen necesario los sistemas de control

de humos y de calor, al no ser razonablemente admisibles los procedimientos de protección

pasiva requeridos en la reglamentación que sea aplicable, bien por circunstancias funcionales

del uso de la edificación o bien, por requisitos del propio diseño.

Los SCTEH no son adecuados para cualquier almacenamiento de productos o materias

combustibles sin rociadores con altura mayor de 4 m (es decir en los casos de

almacenamientos en altura). Es importante hacer notar que cualquier incendio severo en un

edificio con estibas o almacenamientos en altura o en un recinto de incendio sin rociadores,

puede temerse que finalice en la pérdida total del edificio o del recinto de incendio. Es por ello

que cuando se pretenda utilizar un SCTEH en algún tipo de almacenamiento, se tomarán

precauciones especiales. Asimismo hay que tener en cuenta que normalmente los sistemas de

extinción por gases no son compatibles con un SCTEH.

2. Objetivo y campo de aplicación.

El objeto de la norma UNE 23585 es proporcionar a las personas responsables del diseño de

un edificio, un método apropiado de análisis y cálculo para determinar las necesidades y

requisitos de uno o varios Sistemas de Admisión de Aire y de Extracción de Calor y Humos

(que en lo sucesivo denominaremos “SCTEH”) para dicho edificio, a fin de ejercer el oportuno

control sobre los humos y gases de la combustión generados en los casos más desfavorables


57

de los incendios previsibles, así como sobre la temperatura de los mismos, con miras a

alcanzar parcial o totalmente los siguientes efectos:

• mantener los caminos de acceso y de evacuación libres de humos, bien por que se

reduce o se impide la penetración de los humos en los mismos o bien, por que se

genera en determinadas zonas del recorrido una capa libre de humos, al mantener los

humos por encima de una determinada cota segura;

• facilitar las operaciones de lucha contra el incendio al generarse en el recinto del

mismo la capa libre de humos antes mencionada;

• controlar la potencia térmica de los humos, reduciendo el riesgo de la combustión

súbita generalizada (flashover) y el desarrollo total del incendio;

• reducir el efecto térmico sobre los elementos de la estructura portante del edificio así

como sobre otros componentes de la construcción (vidrios, puertas, etc.);

• proteger los equipamientos y los mobiliarios, enseres y accesorios;

• reducir los daños causados por los gases calientes y por la descomposición térmica de

los productos.

En esencia por lo tanto, un SCTEH es una instalación que dispone de un conjunto de aberturas

o equipos mecánicos de extracción (ventiladores) para la evacuación de los humos y gases

calientes de la combustión de un incendio y, en su caso, de aberturas de admisión de aire

limpio, dimensionadas de manera que en los casos de incendios previsibles más

desfavorables, se genere una capa libre de humos por encima del nivel del piso del incendio, a

la par que se mantiene la temperatura media de los humos dentro de unos niveles aceptables,

de modo que se mejoran las condiciones de seguridad en la evacuación y/o rescate de

personas y animales y la protección de las propiedades y enseres del edificio, así como de los

elementos estructurales del mismo, permitiendo que el incendio sea combatido mientras

todavía se encuentra en un estado semejante al de sus etapas iniciales.

El uso de estos sistemas para crear zonas libres de humo debajo de una capa flotante de éstos

está siendo cada día más difundido. Está muy ampliamente comprobada su importancia en la

ayuda a la evacuación de la gente desde los edificios, reduciendo los daños del incendio y los

costos por la evacuación del humo, facilitando la lucha contra incendios, reduciendo la

temperatura en los techos y retardando el desarrollo y propagación del incendio. Para obtener

estas ventajas, es esencial que los aireadores de extracción de humos y calor funcionen

perfecta y fiablemente siempre que se les requiera y durante su vida instalados. Un SCTEH es


58

un conjunto de equipos de seguridad destinado a llevar a cabo un papel positivo en una

emergencia de incendio.

Por todo ello, un SCTEH se proyectará y dimensionará para alcanzar uno o varios de los

siguientes objetivos:

2.1. Protección de los medios de evacuación (seguridad de las vidas).

Un enfoque utilizado corrientemente para proteger los medios de evacuación es alcanzar una

altura libre de humos deseada, por debajo de la capa de humos. El propósito del SCTEH es

permitir el uso continuado de las rutas de evacuación que están en el mismo espacio que el

incendio (los casos incluyen tiendas cerradas, centros comerciales y atrios). La flotabilidad

térmica del humo forma una capa debajo del techo. El humo extraído (utilizando aireadores de

extracción de humos naturales o mecánicos) se calcula en cantidad suficiente para mantener el

humo a una altura segura por encima de las cabezas de la gente que utiliza las rutas de

evacuación, incluso mientras el incendio está todavía en plena fase de combustión.

2.2. Control de la temperatura de los gases.

Cuando la altura de aire limpio por debajo de la capa de humos térmicamente flotante no es un

parámetro de diseño crítico, es posible utilizar el mismo procedimiento de cálculo (fórmulas)

que en el apartado 2.1 para unos fines diferentes. La extracción de humos puede diseñarse

para alcanzar un valor determinado de la temperatura de los gases en la mencionada capa

flotante. Esto permite el uso de materiales que de otro modo resultarían dañados por los gases

calientes.

2.3. Ayuda a las operaciones de lucha contra incendios.

Con el fin de tratar con eficacia un incendio en un edificio por los bomberos, es necesario para

ellos en primer lugar llevar sus utensilios de incendios a las entradas, dándoles acceso al

interior del edificio. Entonces necesitan trasladarse a sí mismos y sus equipos desde este

punto al escenario del incendio.

En edificios muy extensos y en complejos de varias plantas esto puede suponer largas

distancias e implica recorrer los niveles superiores o inferiores. Incluso en edificios de una sola

planta el bombero necesitará dentro, entre otras cosas, un suministro adecuado de agua y

suficiente presión para permitirle enfrentarse con el incendio.

La presencia de calor y de humos puede también entorpecer y retrasar seriamente los

esfuerzos de los bomberos para efectuar rescates y llevar a cabo las operaciones de lucha

contra incendios. Las previsiones de los sistemas de evacuación de calor y humos requeridas

para ayudar a los medios de evacuación o para proteger las propiedades, ayudarán también a

la lucha contra incendios. Es posible diseñar un SCTEH similar a los del apartado 2.1 para

proporcionar a los bomberos una región de aire limpio debajo de la capa flotante de humos, y


59

permitir que ellos encuentren el incendio y luchen con él más fácil y rápidamente. Los diseños

de “Control de la temperatura de los gases” resultarán de menor beneficio dado que el

adiestramiento y los equipos especiales de los bomberos, les permiten soportar

razonablemente condiciones mas severas que las requeridas para otras personas.

La norma UNE 23585 no incluye ningún requisito funcional específico para parámetros clave de

diseño donde el objetivo primario del SCTEH sea ayudar a la lucha contra el incendio. Tales

requisitos funcionales deberán ser acordados con el órgano competente en materia de

Prevención de Incendios para el edificio en cuestión y/o, en su caso, con los responsables del

Servicio Contra Incendios.

2.4. Protección de las propiedades.

Las aberturas para extracción de humos no pueden por sí mismas impedir el gran desarrollo de

un incendio, pero sí garantizarán que un incendio en el espacio ventilado tenga un

abastecimiento continuo de oxigeno para mantener su desarrollo.

Esto significa que las aberturas para extracción de humos pueden proteger las propiedades

especialmente por que permiten que la intervención activa del servicio de incendios sea más

rápida y más eficaz. Dependiendo de los materiales presentes, una filosofía de diseño de

protección de las propiedades puede basarse en mantener la capa caliente de humos flotantes

suficientemente alejada por encima de los materiales sensibles, o en mantener la temperatura

media de la capa de humos por debajo de una temperatura crítica. En ambos casos el requisito

funcional para los parámetros clave en los que se basa el diseño, no necesita ser el mismo que

donde el propósito primario es la seguridad de las vidas. Esto dependerá de las circunstancias

de aplicación en cada caso. Estos requisitos funcionales clave necesitan ser acordados con

todas las partes pertinentes interesadas. Pueden utilizarse para diseñar el SCTEH los

procedimientos de cálculo de los anexos de esta norma.

2.5. Despresurización.

Cuando una capa de humos es muy profunda y las plantas adyacentes a la capa están

relacionadas con ella por pequeñas aberturas (por ejemplo rendijas de puertas, pequeñas

rejillas de ventilación en paredes, etc.) es posible impedir el paso del humo a través de las

pequeñas aberturas, reduciendo la presión de los gases en la capa de humos. Este

planteamiento se conoce con el nombre de “despresurización”, y en la forma descrita se utiliza

principalmente para edificios con atrio. El fin primordial de la técnica es impedir la entrada de

humo dentro de los espacios adyacentes al atrio, y no proporcionar protección al propio atrio. El

nombre mas corriente dado a esta técnica es “despresurización de atrios”.


60

2.6. Otros objetivos y formas de evacuación y/o control de humos.

Hay que hacer notar que el término “evacuación de humos” ha sido aplicado muy

frecuentemente en el pasado por otras filosofías de diseño con otros objetivos; ninguna de las

siguientes está cubierta por la norma UNE 23585:

• disipación de humos, cuando el humo se extrae de un edificio después de que el

incendio ha sido suprimido mediante la apertura de los huecos normales del edificio;

ventilación forzada, cuando el viento o un ventilador mecánico inducen corrientes de

aire arrastrando el humo a través y fuera del edificio, además normalmente forma parte

del procedimiento operacional de lucha contra el incendio;

• ventilación de escaleras, que normalmente representa una aplicación especial de

disipación de humos y la cual no necesariamente protege el uso continuado de la

escalera.; y

• presurización, cuando se inyecta aire en una vía de evacuación (escalera o pasillo)

para mantener fuera los humos por presión diferencial. Este procedimiento se

desarrolla en la Norma UNE 23586.

2.7. Otros métodos de diseño.

Se podrá hacer uso de otros procedimientos de diseño distintos a los expuestos en la norma

UNE 23585 siempre que estén debidamente justificados tanto los métodos como su necesidad

y, sean aprobados por el órgano que tenga otorgadas las competencias en la materia de

Prevención de Incendios.

3. Requisitos Generales.

3.1. Objetivos del diseño.

Los sistemas de admisión de aire y extracción de calor y humos (SCTEH) se proyectarán de

acuerdo con los siguientes requisitos:

a. Se definirá claramente el propósito por el cual se diseña el SCTEH. El autor del

proyecto indicará si el SCTEH va a servir para:

1. protección de los medios de evacuación

2. protección de las propiedades

3. control de la temperatura de los gases calientes del humo que afectan a la

estructura del edificio, fachadas, acristalamientos, etc.

4. facilitar las operaciones de lucha contra incendios por creación de una capa libre

de humos

5. una combinación de cualesquiera de éstos.


61

b. Se elaborará una documentación indicando que la filosofía del diseño y los cálculos

satisfacen uno o una combinación de los objetivos de diseño dados en el punto a) del

apartado 3.1 y están previstos y puestos a disposición del propietario del edificio donde

se instala el SCTEH y/o el usuario del sistema.

c. Si una obra de construcción existente con un SCTEH se alterase estructuralmente o si

el uso de la obra de construcción donde el SCTEH está instalado se cambiase, todo el

sistema será recalculado, incluyendo cualquier cambio del entorno exterior.

d. Se incorporará dentro del diseño del sistema la compatibilidad con otras protecciones

y/o sistemas dentro del mismo edificio.

3.2. Fiabilidad.

Las prescripciones de esta norma UNE sobre las condiciones de mantenimiento de un SCTEH

son fundamentalmente similares a las prescritas por el CTE, por lo que no se describirán aquí.

3.3. Utilización combinada de aireadores naturales y mecánicos.

No se utilizarán para extracción en el mismo depósito de humos o, para entrada de aire de

sustitución en el mismo local del incendio. Un sistema de extracción de humos y calor estará

constituido por cualquiera de los pares siguientes:

a. un sistema natural de extracción con un sistema natural de entrada de aire de

reposición; o

b. un sistema natural de extracción con un sistema mecánico de entrada de aire de

reposición; o

c. un sistema de extracción mecánico con un sistema natural entrada de aire de

reposición; o

d. un sistema de extracción de humos y calor confiado en un sistema de extracción

mecánico y un sistema mecánico de suministro de aire de reposición (sistema de

empujar y tirar)

En este sentido, todas estas prescripciones anteriores quedan recogidas también en el CTE.

3.4. Secuencia de funcionamiento de los mecanismos que comprende un SCTEH simple.

Nuevamente, estas prescripciones son similares a las del CTE por lo que no procede ser

citadas.


62

3.5. Interacciones entre las distintas zonas o depósitos de humos en un edificio. 3.5.1. Cada zona o depósito de humos está separada de los otros y forma un compartimento de incendio.

La ventilación mecánica puede alcanzarse por conexión mediante conductos de alguna o de

todas las zonas de humos, con uno o más ventiladores de extracción, sirviendo a todas las

zonas de humo conectadas.

El flujo volumétrico a ser extraído se calculará para el peor caso de un posible incendio de

diseño en el compartimento conectado pertinente.

Cada zona de humos tendrá su propio suministro de aire de sustitución.

3.5.2. Cada depósito de humos está separado de los otras por paredes y/o cortinas de humos. 3.5.2.1. Generalidades.

Puede aplicarse el mismo SCTEH mecánico como el descrito en el apartado 3.5.1 o, cada zona

de humos puede estar equipada con un SCTEH independiente, natural o mecánico.

Como las distintas zonas de humos solamente están separadas por paredes o cortinas de

humo, en ciertas fronteras es posible que se desborde el humo desde la zona de humos

afectada por el incendio dentro de zonas de humos adyacentes. Este humo descarriado no

pondrá en peligro los medios de evacuación o entorpecerá seriamente las actividades de lucha

contra incendios en las zonas de humos adyacentes, pero activará los detectores de humos

que están instalados allí. Esto puede dar lugar a un fallo del SCTEH si los mecanismos de un

SCTEH de otra zona de humos fuera de la zona afectada por el incendio entran en

funcionamiento y afectan adversamente al funcionamiento del SCTEH de la zona de humos del

incendio.


63

4. Procedimiento de cálculo requerido.

4.1. Generalidades.

El flujo de los gases térmicamente flotantes desde un incendio está afectado por muchos

factores internos que incluyen (la forma del edificio y cada una de las partes del recorrido) y

factores externos (como la presión del viento, las sobrecargas de nieve, heladas, etc.)

Para que un SCTEH sea eficaz, el procedimiento de diseño considerará una sucesión de zonas

(también conocidas como “regiones de diseño”), las cuales se corresponden con las etapas

sucesivas en el camino seguido por los gases de los humos.

4.2. Regiones de diseño. 4.2.1. Generalidades.

Para grandes espacios de volumen simple, es decir donde el humo asciende directamente

desde el combustible ardiendo a la capa térmicamente flotante en el depósito de humos, se

considerarán las siguientes regiones de diseño (véase la figura 4.1):

Figura 4.1. Regiones de diseño para grandes espacios de volumen simple.

1. El incendio: El diseño se basará en un incendio en situación-estable de un tamaño

apropiado al edificio implicado (véase el apartado 5.1).

2. El penacho por encima del incendio: ascenso hasta el depósito de humos. Se calculará

como se establece en el apartado 5.2.

3. El depósito de humos y los aireadores: El depósito de humos será de suficiente

profundidad; los gases en él estarán entre límites aceptables de altura libre de humos y

baja temperatura; y la extracción de humos se calculará como se establece en el

apartado 5.6.


64

4. Influencias externas: El efecto de las influencias externas, tales como viento y nieve,

estarán contempladas en el diseño, como se establece en el apartado 5.7.

5. Admisión de aire (incluyendo cualquier puerta o abertura que pueda servir): Las

entradas de admisión de aire serán en consonancia con los requisitos contemplados en

el apartado 5.8.

6. Cortinas de humos colgando-libres: Cuando existan, las cortinas de humos colgando-

libres permitirán la deflexión fuera de la vertical por los efectos de flotación inducida. En

nuestro caso no se calcularán, dado que en los garajes éstas no se aplican.

7. Techos suspendidos: Como los techos suspendidos, cuando existan, pueden complicar

el flujo de los gases de los humos, el diseño tendrá en cuenta esta circunstancia según

se especifica en el apartado 5.10.

4.3. Etapas adicionales en el cálculo.

No procede comentar este apartado pues en esta norma se refiere exclusivamente a atrios, los

cuales no se presentan habitualmente en garajes cubiertos.

4.4. Compatibilidad.

La compatibilidad con otras protecciones y sistemas del mismo edificio, la cual es esencial,

estará asegurada de acuerdo con los requerimientos incluidos en los apartados del capítulo 7

de la norma UNE 23585.

4.5. Modelos de zona basados en ordenador.

Cuando son utilizados modelos de zona basados en ordenador para llevar a cabo los cálculos

establecidos por esta norma como parte del proceso de diseño, todas las fórmulas

matemáticas utilizadas en estos modelos, cuestiones o hechos asumidos, y valores de entrada

de parámetros estarán explícitamente incluidos en la documentación puesta a disposición del

propietario del edificio.

Adicionalmente, se incluirá en la documentación información concerniente a la validación de los

modelos de zona basados en ordenador utilizados. Cuando tal información de validación exista

en la literatura disponible publicada, será suficiente con citar las referencias apropiadas.


65

5. Requisitos de ejecución. 5.1. El modelo de incendio como una base para el diseño. 5.1.1. Generalidades.

El desarrollo de un incendio dependerá de muchos factores, incluyendo:

• la naturaleza de los materiales presentes;

• la cantidad de materiales presente;

• las posiciones de los materiales en relación con otros (por ejemplo sillas amontonadas,

sillas fuera de uso);

• las posiciones de los materiales en relación con las paredes, techos, etc.;

• la disponibilidad de oxígeno (a pesar de que el oxígeno está siempre libremente

disponible cuando está funcionando un SCTEH);

• la presencia y eficacia de los dispositivos de supresión de incendios (por ejemplo

rociadores);

• si el combustible está resguardado de la acción del agua pulverizada de los rociadores.

Actualmente va más allá del "estado del arte" calcular el desarrollo del incendio en un conjunto

de todo tipo de materiales combustibles salvo que se trate de series de materiales simples. Es

por tanto necesario a menudo utilizar otras fuentes de información.

Es necesario averiguar el valor del calor despedido por el combustible ardiendo. El valor del

calor liberado viene a ser, por necesidad, un valor promedio

5.1.2. Requisitos.

En el diseño para el incendio se tendrán en cuenta los siguientes requisitos:

a. Se identificarán las posibles situaciones de incendios en el espacio a ser ventilado por

el SCTEH.

b. Para zonas de tiendas de venta al por menor, oficinas, aparcamientos de coches y

habitaciones de hotel, se hará una valoración del perímetro y del calor liberado por el

incendio de diseño como la dada en la tabla 4.1.

NOTA − Cuando la habitación del incendio es menor que la Af dada en la tabla 4.1, se asumirá que Af es el área de la habitación, y se reducirá qf en proporción.

c. Para ocupaciones o usos no listados en la tabla 4.1, el diseñador identificará la altura

del conjunto de combustible y cada situación de incendio.

d. Desarrollos especulativos cuando los rociadores son una opción de instalación

posterior, serán tratados como sin rociadores para seleccionar un incendio de diseño.


66

e. Un SCTEH precisará de una consideración específica, para cualquier conjunto de

combustibles sin rociadores más alto que 4 m.

f. Para conjuntos combustibles no incluidos en la tabla 4.1 y más bajos de 4 m, el

diseñador evaluará una superficie (Af) y un perímetro (P) basándose en la extensión

física del combustible o, en el mayor tamaño razonablemente posible del incendio

cuando los bomberos apliquen por primera vez un agente extintor al incendio o, el

mayor tamaño razonablemente posible cuando sea considerado el efecto de la acción

de los rociadores. El diseñador incluirá argumentos para justificar la elección en la

documentación requerida en el apartado 4.1. El diseñador deberá acordar la elección

con las autoridades reguladoras apropiadas en la etapa inicial del proceso de diseño.

g. Los conjuntos combustibles, en la inmensa mayoría de los incendios, no constarán de

un material solamente, sino de una gran variedad de materiales diferentes, con

distintos valores de combustión y emisión de calor. Para los fines de diseño, el

diseñador utilizará los valores dados en el anexo A, completando los cálculos

apropiados para la altura y bajo valor de emisión de calor para las condiciones con

rociadores y sin rociadores.

Tabla 4.1. Modelos de incendio de diseño.

Uso u ocupación Área de

incendio (Af) m2

Perímetro (P)

del incendio m

Valor del calor liberado

(qf) kW / m2.

Áreas de venta al por menor: • Rociadores de respuesta normal • Rociadores de respuesta rápida • Sin rociadores

10 5

Toda la habitación

12 9

Ancho de la abertura

625 625

1200

Oficinas: • Rociadores de respuesta normal • Sin rociadores. Cama-combustible

controlada • Sin rociadores (1). Está prevista total

implicación en el incendio por ser cama-combustible controlada por encima del usado en el apartado 5.3.

16 47

Toda la

habitación

14 24

Ancho de la

abertura

225 255

255

Habitación de hotel: • Rociadores de respuesta normal • Sin rociadores

2

Toda la habitación

6

Ancho de la abertura

250 100

Aparcamiento de coches: • Un coche ardiendo

10

12

400

El área del incendio para los fines del diseño de un SCTEH no se confundirá con el “Área de operación” del diseño de rociadores, la cual está especificada en el proyecto de Norma Europea prEN 12845.

1 Cuando una habitación está completamente implicada en el incendio, parte del calor producido puede generarse en llamas que salen por la abertura de la habitación. Es raro que la temperatura de los gases saliendo por la abertura supere los 1 000 ºC.


67

5.2. Penacho que asciende directamente desde el incendio hasta el depósito de humos. 5.2.1. Generalidades.

La selección de un modelo de “incendio de diseño” apropiado a las circunstancias, tal como se

describe en el apartado 5.1 habrá dado lugar a la especificación de un valor del calor liberado

de diseño (qf), un área del incendio en planta (Af); y un perímetro del incendio (P). En la

mayoría de los ejemplos de diseño el incendio estará situado en el suelo.

Para proyectos que pretenden proteger el uso de las vías de evacuación abiertas al espacio

que contiene el incendio, es necesario prever una altura suficiente de aire limpio debajo de la

capa de humos (Y). Para diseños destinados al control de temperatura es necesario establecer

la temperatura apropiada de la capa de humos.

NOTA − Los diseños que pretenden proteger las propiedades pueden considerar como adecuados cualquiera de los dos procedimientos.

5.2.2. Requisitos.

Se considerarán en el diseño los siguientes requisitos:

a. El diseñador determinará las circunstancias en las que la parte más baja del incendio

pudiera estar más alta que el suelo de la planta.

b. No se proyectará un SCTEH con una altura desde el suelo a la base de la capa de

humos menor que un décimo (1/10) de la altura de suelo a techo.

c. No se proyectará un SCTEH con una altura desde la base del incendio (normalmente

el suelo) a la base de la capa de humos de más de nueve décimos (9/10) de la altura

desde la base del incendio al techo.

d. El flujo de calor convectivo (Qf) transportado por los gases de los humos que penetran

en el depósito de humos, se tomará como 0,8 veces el valor del calor emitido (qf·Af)

predeterminado para el modelo de incendio de diseño, a menos que el proyectista

pueda demostrar hechos o razones que aconsejen el uso de un valor diferente.

e. Para diseños en los que se pretende asegurar las vidas, para los que se requiere una

altura libre entre el camino de evacuación y la base de la capa de humos, para el valor

mínimo de esta altura (Y) se adoptarán los valores que se exponen en la tabla 4.2.

f. Cuando la temperatura predeterminada para la capa de humos es menor que 50 ºC por

encima de la temperatura del ambiente, se añadirán 0,5 m a cada valor mínimo de Y

obtenido de la tabla 4.2.


68

g. Cuando no sea posible alcanzar la altura libre mínima (Y) establecida en la tabla 4.2,

pero es necesario disponer de aire limpio por encima de las rutas de evacuación (por

ejemplo mejoras o reformas en edificios ya construidos y/o histórico-artísticos donde es

necesario mejorar la seguridad, sin alcanzar necesariamente todas los requisitos de la

reglamentación), cada caso se decidirá sobre la base de sus propias peculiaridades,

adoptando soluciones alternativas siempre que sean aprobadas por el órgano

competente.

h. El procedimiento de diseño para las zonas peatonales de los centros comerciales de

planta simple del anexo B de la norma UNE 23585, no es aplicable a casos donde la

base de la capa en la zona peatonal está más de 2 m por encima de la parte superior

de la abertura de la tienda del origen del incendio y la zona. En su lugar, el proyectista

utilizará los procedimientos para espacios de varias plantas o atrios.

i. La altura de ascenso hasta la base de la capa de humos en el depósito de humos

tendrá previstos al menos 0,5 m de altura limpia de humos por encima de la parte

superior de los géneros almacenados.

j. El diseñador utilizará estos requisitos funcionales, junto con el modelo de incendio de

diseño seleccionado, para calcular el valor de la masa de gases de humos circulante

que penetra en el depósito de humos.

NOTA − Algunos procedimientos de cálculo apropiados están expuestos en el anexo B de la norma UNE 23585.

Tabla 4.2. Mínima altura limpia por encima de las rutas de evacuación.

Tipo de edificio Altura mínima

(Y) m Edificios públicos (por ejemplo centros comerciales de planta simple, vestíbulos de exposiciones) 3,0

Edificios no públicos (por ejemplo oficinas, apartamentos, prisiones) 2,5

Aparcamientos de coches 2,5 ó 0,8.H

(Cualquiera que sea menor)

5.3. Flujo de los gases de los humos calientes desde un recinto de incendio hacia un espacio adyacente. 5.3.1. Generalidades.

Muchos edificios tienen dependencias abiertas a un espacio común con mucha más altura de

techo En semejantes edificios, cualquier incendio en el piso de este espacio mayor, será

tratado como si el edificio fuese de planta sencilla con la altura de techo correspondiente que

tenga.

No se seguirá comentado este apartado al referirse a locales que no se corresponden, en

general, con garajes.


69

5.4. El flujo de los gases de los humos bajo un voladizo saliente más allá de la ventana o abertura de una habitación de incendio. 5.4.1. Consideraciones generales.

Cuando los gases calientes de los humos salen por la abertura de una habitación de incendio y

ascienden hasta encontrarse con la cara inferior del sofito de una galería o voladizo

sobresaliente, tiene lugar una entrada de caudal de aire ambiente al interior de dicho flujo.

Nuevamente, no se seguirá comentado este apartado al referirse a locales que no se

corresponden, en general, con garajes.

5.5. El derrame del penacho de humos.

Si bien esta apartado de la norma se refiere a atrios o existencia de voladizos, poco frecuentes

en garajes, se ha preferido exponerla pues una de las comprobaciones realizadas en el cap. 6

se refiere a la eficacia, o no, de cortinas de humos en garajes y en ellas puede producirse

derrame de humos.

5.5.1. Generalidades.

Cuando los humos y el calor no pueden ser confinados y extraídos desde la habitación de

origen o asociados al espacio de una galería, se tomará en consideración la utilización de “flujo

a través de” o ventilación en situación-estable desde el espacio principal (por ejemplo un atrio).

La base de la capa de humos estará a una altura elegida normalmente por razones de

seguridad o para evitar que se superen los límites establecidos. Una vez que la base de esta

capa ha sido elegida para un incendio en el nivel inferior, cuando el incendio es en una

habitación adyacente, se establecerá la altura hasta la base de dicha capa, por encima de la

parte superior de la abertura (o por encima del borde, saliente del voladizo o galería sobre la

abertura cuando sea pertinente).

No obstante, en general las peores condiciones a ser atendidas, son un incendio en una

habitación adyacente en el nivel más bajo, dado que esto da lugar al mayor caudal entrante en

el penacho ascendente de los humos y por tanto, a la mayor cantidad de gases de los humos

que entran en la capa flotante.

De modo que los humos que fluyen debajo del borde de derrame hacia el espacio principal,

girarán hacia arriba alrededor de dicho borde de derrame. Tales penachos de humos son

calificados a menudo como “derrame” de penacho, o como “línea” de penacho. El término

“línea” denota que la base del penacho que sigue inmediatamente a la rotación es larga y

relativamente estrecha.


70

Las líneas/derrames de penachos pueden tener una de las dos formas siguientes:

• Penacho adherido: cuando los gases de los humos se proyectan directamente desde la

abertura del compartimento, y el penacho está ligado a la superficie vertical por encima

de la abertura mientras asciende hacia arriba.

• Penacho libre, cuando los gases de los humos se proyectan dentro del espacio, más

allá de un saliente horizontal, por ejemplo una galería, permitiendo al penacho

ascender hacia arriba de forma no adherida.

El volumen de caudal de aire que penetra en el interior del penacho ascendente, y por tanto, la

cantidad total de gases de humos que penetran en la capa de los humos que se forma debajo

del techo del espacio del atrio, está regulado básicamente por cuatro parámetros iniciales:

a. el valor de la masa circulante o la temperatura de los gases en el borde del punto de

rotación dentro del atrio;

b. el flujo de calor de los gases;

c. la longitud de la línea del penacho de humos que entra en el atrio, medida a lo largo del

borde pasado el cual se derraman los humos;

d. la altura a través de la cual ascenderá el penacho de los humos.

Figura 4.2. Líneas de penachos de humos en el interior del atrio

a) Penacho de humos adherido o lado-simple


71

b) Penacho de humos libre o lado-doble

Reducciones en el valor de la masa circulante que penetra en la capa de humos pueden

conseguirse normalmente mediante modificaciones en c) y d).

La longitud de la línea del penacho puede controlarse con el uso de pantallas de canalización

(véanse las figuras 4.3 y 4.4).

Figura 4.3. Propagación lateral de los humos del derrame del penacho.

Figura 4.4. Reducción de la línea de derrame del penacho mediante pantallas.


72

La altura de ascenso del derrame del penacho de humos se elegirá para permitir una altura

suficiente de aire limpio por encima de las vías de evacuación más altas abiertas al espacio,

para que las personas puedan utilizarlas libremente. Las personas y las vías de evacuación por

debajo de la base de la capa flotante que se forma en el depósito de humos, pueden todavía

estar en peligro en aquellas galerías por encima y cerca del penacho de humos ascendente, si

el penacho hace volutas hacia atrás al interceptar el siguiente sofito o vuelo más alto (véanse

las figuras 4.5.(a) y 4.5.(b)). Esto puede impedirse si se proyectan las galerías lo bastante

amplias, alejándose de las aberturas de la habitación del incendio.

Cuando el propósito del diseño es la protección de las propiedades, es necesario especificar la

altura de ascenso para el derrame del penacho de los humos, la cual permite que la base de la

capa esté con toda seguridad por encima de cualquier propiedad vulnerable o bienes.

Alternativamente, para sistemas de control de temperatura, la altura de ascenso del derrame

del penacho de los humos, se elegirá para alcanzar la temperatura deseada en la capa flotante

del depósito de los humos.

5.5.2. Requisitos.

a. Los SCTEH’s no se diseñarán con una altura desde el borde de derrame hasta la base

de la capa de humos de más de nueve décimos (9/10) de la altura desde el borde de

derrame hasta el techo.

b. Para diseños de seguridad de vidas, la altura limpia de humos entre la vía de

evacuación más elevada y la base de la capa de humos, no será menor que el valor

mínimo dado en la tabla 4.2 para Y.

c. Cuando la temperatura predicha en la capa es menor que 50 ºC por encima de la

temperatura del ambiente, se añadirán 0,5 m a cada valor mínimo listado en la tabla 2.

d. Cuando no es posible alcanzar la altura limpia especificada en el apartado 6.5.2.2 o en

el apartado 6.5.2.3, pero es necesario proporcionar aire limpio por encima de las vías

de evacuación (pueden incluirse ejemplos de mejoras o restauración en edificios

construidos o histórico-artísticos donde es necesario mejorar la seguridad, sin

necesidad de alcanzar la totalidad de los requisitos de esta norma), cada caso se

decidirá sobre la base de sus propias condiciones, siendo necesaria la aprobación del

órgano competente.

e. Cuando las galerías necesitan servir como vía de evacuación por encima de un

potencial borde de derrame, se proyectarán con una anchura mayor de 2 m,

alejándose de las aberturas de fachada de la habitación.


73

f. La presencia de un dintel o cuelgue estructural se tomará explícitamente en

consideración en el cálculo del caudal de entrada de aire al interior del derrame del

penacho de humos.

g. Se calculará el valor de la masa circulante de los gases de los humos que penetra en

la capa flotante del depósito de humos.

Figura 4. 5. El efecto de la profundidad de la galería sobre la trayectoria del penacho de humos.

a) Galería de diseño profundo o ancho.

b) Galería de diseño poco profundo o estrecho.


74

5.6. El depósito de humos y los aireadores. 5.6.1. Generalidades.

Siguiendo los requisitos del apartado 5.2 al 5.5, se calcularán el valor de la masa circulante y el

flujo de calor convectivo para los gases de los humos que alcanzan y penetran en la capa

térmicamente flotante en el depósito de humos. Este depósito tendrá aireadores para la

extracción de la misma cantidad de humos que la que mantiene la base de la capa en una

altura estable. Esta extracción puede estar prevista mediante aireadores naturales de

extracción de humos o mediante aireadores mecánicos.

Estará previsto un número suficiente de puntos de extracción (por ejemplo aireadores o

ventiladores mecánicos en el interior de rejillas) para impedir el derroche no deseado de parte

de la capacidad de extracción, atrayendo aire hacia arriba a través de la capa flotante.

El depósito no será demasiado grande como para que la pérdida de flotabilidad debida al

enfriamiento de lugar a una filtración gradual de humos hacia abajo desde la capa flotante,

dentro del aire inferior, impidiendo la visibilidad y disminuyendo la eficacia de los aireadores de

extracción de humos. El depósito no será demasiado largo, por el efecto psicológico negativo

sobre las personas que se mueven a través del aire limpio debajo del humo. Se tomará en

consideración el potencial efecto de enfriamiento de los rociadores sobre la capa flotante de

humos para los cálculos que dependen de la temperatura de la capa. La capa flotante no

tendrá una temperatura tan alta como para que pueda producir flashover por radiación de calor,

dañar la estructura del edificio o provocar angustia, por radiación de calor, sobre las personas

que se mueven por debajo de la capa flotante. La capa flotante no estará a una temperatura

tan baja como para que llegue a ser inestable en presencia de posibles corrientes de aire que

se encuentren en el edificio.

La capa flotante no se diseñará, por razones físicas, menos profunda que el posible chorro de

techo que se forme bajo la cubierta, ni tan profunda que sea posible que se desestabilice y

caiga hacia el espacio del suelo. Será lo bastante profunda para que los gases de los humos,

fluyan desde donde el penacho de humos penetra en la capa flotante, hacia los aireadores de

extracción.

5.6.2. Requisitos.

a. Se calculará la temperatura de los gases en la capa flotante.

b. La temperatura de diseño de los gases en la capa flotante no será tan alta como para

dar lugar a la combustión de los materiales más allá del tamaño del modelo de incendio

asumido para el diseño (es decir la temperatura de la capa será menor que 550 ºC) a

menos que esté asumido que el modelo de incendio de diseño incluye todos los

materiales combustibles debajo (y cerca) del depósito de humos.


75

NOTA − Los aireadores de humos y calor no causarán ninguna reducción de temperatura en la capa si el incendio cubre toda la superficie debajo del depósito. Consecuentemente, ellos por si mismos no reducirán la amenaza sobre la estructura del edificio si la capa está a la temperatura de las llamas.

c. La temperatura de diseño de los gases en la capa flotante no será lo bastante alta

como para amenazar la integridad de la estructura del edificio.

d. La temperatura de diseño de los gases en la capa flotante no excederá de 200 ºC

cuando las vías de evacuación pasen debajo del depósito de humos.

e. La temperatura de diseño de los gases en la capa flotante del depósito de humos no

será menor que 20 ºC por encima de la temperatura del aire ambiente.

f. El efecto de enfriamiento de los rociadores sobre los gases del depósito de humos se

incluirá en los cálculos de diseño.

g. Cuando el incendio está directamente debajo del depósito de humos, la superficie

máxima de cualquier depósito de humos será de 2000 m2 si se han adoptado

aireadores naturales de extracción de humos o, 2600 m2 si se adoptan aireadores

mecánicos de extracción de humos.

h. Cuando el incendio está en una habitación adyacente al espacio que contiene al

depósito, o está debajo de una entreplanta en el mismo espacio (los ejemplos incluyen

centros comerciales simples y multiplanta, y atrios) la máxima superficie de habitación

de incendio (o entreplanta) permitida para generar gases de los humos que fluyan

dentro del depósito de humos será de 1000 m2 si se adoptan aireadores naturales de

extracción de humos o 1300 m2 si los aireadores son mecánicos. Si tiene más de 1000

m2 debe disponer de su propio sistema de evacuación de humo y no podrá evacuarlos

al espacio adyacente.

La superficie máxima del depósito de humos será de 1000 m2 si los aireadores son

naturales o 1300 m2 si son mecánicos.

i. La máxima longitud de cualquier depósito de humos a lo largo de su eje mayor será de

60 m.

j. La capa flotante en el depósito de humos no se proyectará menor que un décimo (1/10)

de la altura de suelo a techo para modelos de incendio que estén directamente debajo

del depósito de humos, o menor que un décimo (1/10)de la altura desde el borde de

derrame al techo para el derrame de penachos de humos.

k. La capa flotante en el depósito de humos no se diseñará más profunda que nueve

décimos (9/10) de la altura de suelo a techo.


76

l. Se confirmará mediante cálculo, que la profundidad de la capa flotante en el depósito

de humos, es lo bastante grande para que los gases de los humos fluyan desde su

situación de entrada en la capa hacia los aireadores de extracción.

m. Las cortinas de humos u otros elementos característicos que formen parte de las

fronteras o límites de un depósito de humos, tendrán al menos 0,1 m más de

profundidad que la altura calculada de la base de la capa flotante de humos, teniendo

en cuenta cualquier deflexión o desplazamiento de dichas cortinas.

n. Cualquier canal de extracción proyectado para impedir el paso de los gases de los

humos más allá de los límites del depósito de humos se calculará de modo que tenga

la suficiente capacidad de extracción.

o. La capacidad total de los aireadores mecánicos de extracción de humos o, la superficie

total de los aireadores naturales de extracción de humos, será suficiente para extraer el

valor total calculado de la masa circulante que penetra en la capa desde el penacho de

los humos.

p. Los aireadores de extracción de humos, por la disposición de diseño, extraerán los

gases de los humos sin permitir que, de manera fortuita o inintencionada, el aire sea

atraído a través de la capa flotante de humos.

q. No se utilizarán simultáneamente en el mismo depósito de humos, aireadores de

extracción de humos naturales y mecánicos.

NOTA − Esto no incluye los conductos de transferencia mecánica de humos.

r. Ninguna parte de un depósito de humos se extenderá más de tres veces la anchura del

depósito, más allá de un aireador de toma de extracción (es decir un punto de

extracción), a menos que esté adaptado un conducto de transferencia de humos, para

recircular los gases de los humos a una posición cercana a un punto de extracción. La

capacidad del conducto de transferencia de humos mecánico será de 1 m3�s-1 o del

4% del valor de la masa circulante de los gases de los humos que entran en la capa

flotante en la disposición de proyecto, el mayor de los dos valores.

s. Cuando se necesita por cálculo un “valor medio” de profundidad de capa (por ejemplo

para profundidad mínima de flujo en el depósito, o en la evaluación de la “profundidad

efectiva de la capa/altura de ascenso efectiva del derrame del penacho de humos” para

depósitos de gran superficie) la profundidad del depósito será la correspondiente a un

depósito de humos de sección rectangular que se asimila a éste y que tiene la misma

anchura que la base de la capa de humos y la misma superficie de la sección recta

transversal que el depósito verdadero.


77

NOTA − Esto no es aplicable en los cálculos necesarios para la profundidad de la capa debajo de un aireador.

5.7. Influencias externas. 5.7.1. Generalidades.

Como el SCTEH de un edificio está expuesto a influencias externas tales como viento, nieve,

temperatura ambiente, etc., cuando se proyecte el SCTEH, se tendrán en cuenta todas estas

influencias externas.

No se continúa con la descripción de este apartado pues los garajes cubiertos no están sujetos

a condiciones ambientales externas.

5.8. Admisión de aire (aire de reemplazamiento). 5.8.1. Generalidades.

Cualquier sistema de ventilación de humos y calor estará provisto del apoyo suficiente de

entrada de aire frío al edificio, reemplazando la cantidad de gases calientes de los humos

extraída. Esto puede conseguirse por:

a. aberturas de admisión permanentemente abiertas;

b. Aberturas de admisión que se abren automáticamente (por ejemplo puertas, ventanas,

propuestas previstas de aireadores de admisión);

c. aireadores naturales de extracción de humos y calor en depósitos de humos

adyacentes;

d. una combinación de cualquiera de estos;

e. utilizando ventiladores mecánicos de alimentación de aire de admisión (y conductos si

es necesario).

El reemplazamiento de aire será siempre debajo de la capa de humos donde éste entra en

contacto con el humo.

No se utilizará la misma abertura como entrada y salida de aire simultáneamente.

Se tendrá especial cuidado en la disposición y elección del sitio de admisión de aire para

asegurarse de que está practicable tan lejos como para que la entrada de aire no altere

cualquier capa de humos dentro de un depósito de humos, de modo que pueda provocar el

enfriamiento de los gases calientes de los humos y, éstos desciendan o lleguen a ser más

turbulentos.

Si fuese necesario, la barrera del borde del depósito de humos se situará lo más cerca posible

de cualquier entrada prevista para el abastecimiento de aire de admisión en una pared externa,

para evitar turbulencias inducidas por el viento.


78

Las admisiones mecánicas pueden requerir el suministro de difusores para evitar que ocurran

estos efectos.

Como las aberturas de admisión y, los ventiladores y los conductos para suministro mecánico

de aire de reemplazamiento, se quieren solamente para exponerlos al aire frío, no hay

requerimientos para ellos por fatiga por tensiones térmicas.

6. Derrame del penacho de humos directamente desde el incendio dentro de un depósito de humos.

6.1. Penacho por encima de un gran incendio – Cuando el proyecto se basa en la altura libre de humos Y .

Penachos por encima de grandes incendios son aquellos donde:

Y≤10[A]0.5 (6.1)

El caudal de aire que entra dentro del penacho (es decir la cantidad de aire que se mezcla

dentro de los gases del incendio cuando ascienden) es grande. Para todos los fines prácticos,

la masa real de los productos de la combustión puede ignorarse y, los gases de los humos

pueden ser tratados para los fines del cálculo como aire caliente contaminado. El valor del

caudal de aire que entra dentro de un penacho ascendente de humos por encima de un

incendio (Mf) puede obtenerse utilizando la ecuación:

Mf=Ce·P·Y3/2 kg·s-1 (6.2)

donde:

• Ce=0,190: para recintos de gran-espacio tales como auditorios, estadios, oficinas de

gran-planta abierta, suelos de atrios, etc., donde el techo está muy por encima del

incendio;

• Ce=0,337: para habitaciones de pequeño-espacio tales como unidades de tienda,

oficinas celulares, habitaciones de hotel, etc., con las aberturas de aireación

predominantemente a un lado del incendio (por ejemplo una ventana en una pared

solamente);

• P: perímetro del incendio en metros (m);

• Y: altura desde la base del incendio hasta la capa de humos en metros (m).

La ecuación (6.1) ha sido comprobada experimentalmente para valores de Y por encima de 10

veces (Af)0.5 para incendios en grandes espacios, para valores de la tasa de calor emitido

comprendidos entre 200 y 1 800 kW·m-2.


79

6.2. Penacho por encima de un gran incendio – Proyecto destinado al control de temperatura

En los proyectos por control de temperatura, se establecerá la temperatura de los gases del

depósito de humos por encima de la temperatura del ambiente (Θ). Se conocerá también el

flujo de calor convectivo que entra en los gases de los humos de la capa flotante de humos. El

valor de la masa circulante que entra en la capa flotante se calculará utilizando la siguiente

ecuación:

𝑀! =!!!∙!!

(6.3)

NOTA – Si se desea calcular la altura limpia o libre de humos en este caso, puede utilizarse el valor de Mf derivado de la ecuación (6.3) con la ecuación (6.2) para calcular Y.

6.3. Penachos por encima de pequeños incendios – cuando el proyecto se basa en la altura limpia o libre de humos.

No comentará este aspecto de la norma pues como se expondrá en el cap. 6 el incendio en un

garajes se comporta como un “gran incendio”.

6.5. Penacho por encima de incendios en almacenamientos en altura.

No procede su comentario al tratar el presente proyecto de fin de carrera sólo el caso de

garajes.

Proyecto Completo V.2 -...

Documents

Transcript of Proyecto Completo V.2 -...