Seguridad para la presurización de escaleras

Editorial
Escrito por: Editorial Sección: Aire Acondicionado, Sectores de la industria

Durante un incendio, se generan grandes cantidades de radiación, humos y gases tóxicos, que pueden esparcirse horizontal y verticalmente a través del edificio, aumentando los efectos del fuego y causando 75 % de las muertes por este tipo de incidentes.

Álvaro Gómez.

A continuación se analizará un sistema de presurización de dos escaleras, con una parte superior para oficinas y una inferior hacia las tres plantas de sótano de acceso al estacionamiento.

Metodología de cálculo
El documento del Código Técnico de la Edificación establece en su Anexo A Terminología y en su definición de Escalera protegida que una escalera protegida es aquélla de trazado continuo desde su inicio hasta su desembarco en planta de salida del edificio, la cual, en caso de incendio, constituye un recinto suficientemente seguro para permitir que los ocupantes puedan permanecer en él durante un determinado tiempo.

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

El recinto cuenta con protección contra el humo, mediante una de las siguientes opciones:

a) Ventilación natural mediante ventanas practicables o huecos abiertos al exterior con una superficie de ventilación de, por lo 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

La norma UNE 100040, usada para este tipo de cálculos, ha sido anulada por la UNE-EN 12101-6, por lo que los cálculos se han de basar en ésta.

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

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

Tabla 1. Clases de sistemas
Clase de sistema Ejemplos de uso Condiciones de diseño
Sistema de clase A Para medios de escape. Defensa in situ Apartado 4.2
Sistema de clase B Para medios de escape y lucha contra incendios Apartado 4.3
Sistema de clase C Para medios de escape mediante evacuación simultánea Apartado 4.4
Sistema de clase D Para medios de escape: riesgo de personas dormidas Apartado 4.5
Sistema de clase E Para medios de escape: evacuación por fases Apartado 4.6
Sistema de clase F Sistema contra incendios y medios de escape Apartado 4.7

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

Posición de las puertas Valor mínimo de la presión diferencial por mantener
I) Las puertas entre el área de alojamiento y el espacio de presurización están cerradas en todas las plantas. 50 Pa
II) Todas las puertas entre la escalera presurizada y la salida final están cerradas.
III) Las aberturas de escape de aire al exterior, desde el área de alojamiento en la planta incendiada en la que se mida la presión diferencial, están abiertas.
IV) La puerta final de salida está cerrada.
V) La puerta final de salida está abierta, y se cumplen los apartados I) al III) anteriores 10 Pa
NOTA: Se admite un margen de tolerancia de 10 % en la aceptación de los resultados de los ensayos
Tabla 2. Presiones diferenciales mínimas para los sistemas de clase C

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 puertas, excepto las de la planta siniestrada

Diferencia de presión
La diferencia de presión en 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 2. Por tanto, si bien se desconoce la sección exacta de las puertas, si se sigue el criterio de la propia norma, se estima una sección de 1.6 m2. Entonces, el caudal necesario será de:

Q = 0.75 x 1.6 x 3600 = 4320 m3/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 por impulsar o extraer de todos los espacios presurizados o despresurizados, respectivamente, servidos por sus correspondientes ventiladores; caudal total que se incrementará en 15 % para cubrir posibles fugas a través de los conductos”.

Luego, el caudal que suministrarán los ventiladores será de:

Qv = 4320 x 1.15 = 4968 m3/h

Imagen 1. Vista de la instalación

Instalación propuesta
La UNE-EN 12101-65 contempla sistemas por sobrepresión para escaleras por encima del nivel del suelo, mientras que aconseja el de despresurización para escaleras descendentes. Sin embargo, para que este sistema funcione, debe garantizarse que no provenga aire precisamente de la zona donde se pueda generar el incendio, lo que no es viable en aparcamientos, ya que siempre se tendrán entradas de aire para su propia ventilación. Por ello, se propone usar el sistema de ventilación natural para las escaleras superiores (descendentes en cuanto a evacuación) y la de sobrepresión, con los criterios anteriores, para las inferiores (especialmente protegidas y ascendentes en cuanto a evacuación).

En caso de que las superiores no dispusieran de ventanas o aberturas para asegurar la ventilación natural, deberá usarse también el sistema de sobrepresión, pero independiente del de las escaleras inferiores, ya que, en general, unas y otras se encuentran separadas por una puerta.

Además del caudal, se tendrán en cuenta los siguientes criterios:

11.8.2.4. La toma de aire exterior debe ubicarse siempre lejos de cualquier punto de riesgo de incendio. Las entradas de aire exterior deben situarse a nivel de la planta baja o cerca de ella, 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.

11.7.2.3. El sistema de presión diferencial se debe diseñar con los siguientes criterios: donde los equipos del sistema de presión diferencial suministren aire a la única vía de evacuación de un edificio, se debe prever un ventilador de reserva completo, con su motor.

En consecuencia, se propone instalar para cada escalera inferior de acceso al estacionamiento un único ventilador, el cual se conectará por aspiración y descarga a un conducto circular (o rectangular equivalente) de mínimo 450 mm de diámetro.

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

El sistema debe provocar que, en caso de que se abran las puertas de escalera y vestíbulo, uno de los ventiladores 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.

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

5.2.2.2 En edificios de altura inferior a 11 m, es aceptable un sólo punto de suministro de aire para cada caja de escalera presurizada.

5.2.2.3 En edificios de altura igual o superior a 11 m, los puntos de suministro de aire deben distribuirse uniformemente en toda la altura de la caja de la escalera; la distancia máxima no debe exceder de tres plantas.

Por tanto, en las escaleras inferiores bastará con un sólo punto, mientras que, si se quiere presurizar también la parte ascendente, se tendrá que conducir la impulsión de aire de manera que la distancia máxima entre los puntos de suministro de aire no exceda de tres plantas.

Aparatos recomendados
Alternativa 1: Ventiladores axiales
1 x HXT/6-640/L, 0.55 kW

1 x Variador de frecuencia VFTM MONO 0.55

1 x Transmisor de presión, con display TDP-D

Alternativa 2: Cajas de ventilación centrífugas
1 x C/DA-12/12, 0.55 kW

1 x Variador de frecuencia VFTM MONO 0.55

1 x Transmisor de presión, con display TDP-D
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Álvaro Gómez Trejo
Egresado del IPN, cuenta con especialidad en máquinas térmicas. Desde el 2000, pertenece a la Gerencia Técnica-Comercial Zona Centro en Soler & Palau. Brinda soporte técnico y comercial a la red de distribuidores, clientes finales y firmas de ingeniería en México.

Editorial
Escrito por: Editorial Sección: Aire Acondicionado, Sectores de la industria
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3 Comentarios

  1. joaquin jimenez enero 2, 13:45

    requiero un trabajo de aire calido en escaleras de emergencia favor de proporcionar datos para contactar

    01 22 99 31 14 23

  2. roberto espinosa octubre 1, 11:10

    buen dia necesito presurizar una escalera favor de ponerse en contacto conmigo.
    gracias.

  3. Jorge Monroy noviembre 6, 15:32

    Deseo realizar trabajos de presurizacion de gradas de emergencia para diferentes edificios y condiciones. Quisiera contar con material teórico de calculo, información de equipos adecuados, y diseño básico para la interconexion e instalación de los equipos..
    Gracias

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