presentado por

Joan Pessarrodona – Servicio de Asesoría Técnica

Alex Maymó – Ingeniero CFD

Ventilación de aparcamientos

mediante ventiladores de impulsos – Jet fans

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 22/10/2012

Agenda

• CFD

• Pasos

• Geometría

• Condiciones de Contorno

• Resultados

• Conclusiones

• Ejemplos

• Ejemplos de proyectos

• Gama de productos

3 22/10/2012

4

Principios básicos – Normativa aplicable

22/10/2012

Principios básicos - Normativa

5 22/10/2012

¿Por qué se puede usar el sistema de ventilación Jet Fan?

Principios básicos - Normativa

6 22/10/2012

7

Principios básicos - Normativa

22/10/2012

Ventilación

Aparcamientos

Ventilación

Contaminantes

Ventilación en

Emergencia

BS 7346-7:2006

Sección 6

Baja polución

Alta polución

BS 7346-7:2006

Sección 9 Smoke Clearance

Smoke Control BS 7346-7:2006

Sección 10 y 11

10 ACH

Smoke

production

6 ACH

10 ACH

Principios básicos - Normativa

• BS 7346-7:2006

• Sección 9: Impulse ventilation to achieve smoke

clearance

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Principios básicos - Normativa

• BS 7346-7:2006

• Sección 6: Vehicle exhaust pollution control

9 22/10/2012

UK BS 7346 -7 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

Principios básicos - Disipación de humo

22/10/2012

11

Control de humo en incendio

Principios básicos - Contro de humo

22/10/2012

12

UK BS 7346 -7 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......”

Principios básicos - Control de humo

22/10/2012

CAR FIRE – 3MW

Velocidad del Humo (Vs)

AIR VELOCITY

Vs = 1.5m/s Vs = 1.5m/s

* Basado en método de Heselden para predecir la velocidad del humo

siendo: túnel de: 10m x 5m

Potencia fuego 8MW

13 22/10/2012

Principios básicos - Control de humo en Túneles

Velocidad crítica de 1.5ms-1

CAR FIRE – 3MW

Velocidad del humo(Vs)

Aire de reemplazo

JETFAN

1.5 ms-1

Velocidad > 18ms-1

Jet Fan La energía del

incendio mueve el

humo

Vs = 2.8ms-1

14 22/10/2012

Principios básicos - Control de humo en Túneles

Perímetro del Humo

Ps

Entrada de aire por la rampa

Ventiladores de

extracción

Para aparcamientos, la teoria del túnel se adapta

tomando Ps como el perímetro del humo

15 22/10/2012

Principios básicos - Control de humo en Parking

16

Principios básicos - Humo en incendios

¿Cuanto humo produce el incendio de un coche?

22/10/2012

donde:

• M = Caudal másico de producción de humo (kg/sec)

• P = Perímetro del fuego (m)

• Y = Altura de la capa de humo (m)

• Ce = Constante

M

Y

M = CePY3/2

P

Fuente: UK BRE 368

M

17

Humo en incendio – Cálculo de producción de humo

22/10/2012

)absoluta(K ambiente Temp x kg/m³ 1.22

(K) humos de capa absoluta Temp x (kg/s) humo Producción (m³/s) humo deVolumen

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 7346-7:2006

• Tamaño del fuego diseñado HRR = 8MW fuente BS 73467:2006

• Valores de HRR para el análisis = 1, 2, 4, 6, 8 MW

18

Control de humos – Cálculo del volumen del humo

22/10/2012

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 7346-7:2006

• Tamaño del incendio HRR = 8MW fuente BS 73467:2006

• Valores de HRR alternativos mostrados = 1, 2, 4, 6 MW

BS 7346-7: 2006 (sin rociadores)

Producción de humo calculado m3/s

m2 m³ 6 ACH

m3/s

10 ACH

m3/s HRR 1MW HRR 2MW HRR 4MW HRR 6MW HRR 8MW

1000 3000 5.0 8.3 16.4 19.2 24.8 30.4 36.0

2000 6000 10.0 16.7 16.4 19.2 24.8 30.4 36.0

3000 9000 15.0 25.0 16.4 19.2 24.8 30.4 36.0

4000 12000 20.0 33.3 16.4 19.2 24.8 30.4 36.0

8000 24000 40.0 66.7 16.4 19.2 24.8 30.4 36.0

19

Humo en incendio – ACH VS. Producción de humo

22/10/2012

Fuente: UK CLG / BRE research 2006-9 20

Ensayo de Incendio

22/10/2012

21

Principios básicos – Funcionamiento

22/10/2012

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 22/10/2012

Principios básicos – introducción + extracción

23

Para ventilar una espacio ocupado:

El aire se introduce y se extrae dentro del área ocupada 22/10/2012

Principios básicos

Humo en incendio

24

• Conductos de extracción:

• Quitan espacio

• Incrementan la presión del ventilador

• Pueden interferir con otros servicios:

• Alumbrado

• Tuberías

• …

22/10/2012

Principios básicos – introducción + extracción

25

Para ventilar una espacio ocupado:

El aire se introduce y se extrae

dentro del área ocupada 22/10/2012

26

Principios básicos – Aparcamiento sin conductos

22/10/2012

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 22/10/2012

Jet Fan - inducción de aire 28

Principios básicos

22/10/2012

29

Pre eStudio (PS)

22/10/2012

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

• …

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PS pasos(1)

1. Limpiar el plano del aparcamiento

31 22/10/2012

PS pasos(2)

2. Obtener el área aproximada [m2]

3. Cálculos

1. Volumen aprox [m3] ¿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 22/10/2012

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

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PS pasos(4)

6. Ubicar los ventiladores de impulso en

función de la geometría y puntos de FA/EA

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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 22/10/2012

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

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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

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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

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• 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

Notas importantes

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Notas importantes

• Áreas parcialmente encerradas

• Son difíciles de ventilar

• Añadir un FA o un EA en ellas

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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 22/10/2012

CFD

42 22/10/2012

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

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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 22/10/2012

CFD pasos (3)

3. Definición de los ventiladores de impulso

4. Mallado

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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

1. Altura de respiración de un adulto estándar

No áreas de aire

estancado

No áreas de aire estancado en

carreteras y zonas de paso

46 22/10/2012

47

Principios básicos

Principios básicos

CFD + sistema Jet Fan?

22/10/2012

Conductos de extracción:

Total de 28 verticales en 4 filas

4 rejas en cada vertical

Entrance ramp, air in

¿Que pasará al aire?

48

Principios básicos: CFD – extracción con conductos,

rejillas múltiples

22/10/2012

2 puntos de

extracción

Entrance ramp, air in

¿Que pasará al aire?

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Principios básicos: CFD – Jet Fans, 2 extracción

22/10/2012

50

Ejemplos de analisis CFD

Ejemplos de analisis CFD

22/10/2012

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

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Ejemplos de analisis CFD – Modelo del aparcamiento

22/10/2012

25 Jet Fans

• 7 x TJHT/2/4-315-C 0,8/0,2kW F300

• 13 x IFHT-50N-C 4/8 1.1/0.18kW F300

• 5 x IFHT-75N-C 4/8 2,2/0,37kW F300

52

Ejemplos de analisis CFD –

Layout aparcamiento con posición de Jet Fan

22/10/2012

Zona 1

Zona 2

Zona 3

53

Example CFD analysis – Velocidad a 1.7 m encima del

suelo

22/10/2012

Zona 2

Zona 3

54

Example CFD analysis – LMA a 1.7 m encima del

suelo

22/10/2012

Zona 2

Zona 3

55

Example CFD analysis – Velocidad lineas de corriente

22/10/2012

Zona 2

Zona 3

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 22/10/2012

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 22/10/2012

Funcionamiento del sistema Jet Fan

El video muestra como los Jet Fans inducen

flujo de humo caliente en un aparcamiento http://www.youtube.com/user/SyPVentilation?feature=mhsn#p/u/5/pj-ScGU_TX8

58 22/10/2012

Gama de productos para ventilación en

aparcamientos cerrados

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Productos – Aparcamientos cerrados

22/10/2012

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

Producto

22/10/2012

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

Producto

22/10/2012

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 / 120

62

Producto

22/10/2012

Modelos : TGT - THGT

Ventiladores de flujo axial

• Diámetro de 400 a 1250 mm

• Caudal desde 1,500 hasta

120,000 m3/h

• Resistencia al fuego

F200/120

(THGT) F300/120

F400/120

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Producto

22/10/2012

Preguntas

Presentado por

Alex Maymó

http://www.tv3.cat/videos/1534449/Incendi-espectacular-a-Viladecans

Ventilación de aparcamientos mediante

Sistema Jet Fans