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Ingeniería de extracción de humos – Zona de restaurante – Tipo N

Estudio ISI (ingeniería de seguridad contra incendios) - Comprobación de la eficacia de la extracción de humos en la zona de un restaurante

Como parte de un proyecto de reestructuración de edificios, EOLIOS está aplicando su experiencia en simulación numérica, en particular mediante la aplicación de técnicas CFD (Dinámica de Fluidos Computacional), a laingeniería de seguridad contra incendios (FSE). Nuestro enfoque en este estudio se centra específicamente en la cualificación de los sistemas de extracción de humos en el contexto de un cambio de diseño. Al modelizar los movimientos aeráulicos y fluidodinámicos, la simulación CFD proporciona información crucial sobre el humo y las temperaturas que se desarrollarán dentro y alrededor de las estructuras.

El núcleo de este estudio es evaluar el funcionamiento óptimo de los sistemas de extracción de humos con la instalación de tabiques de altura completa en un edificio. La protección y la seguridad de los ocupantes son prioridades esenciales y un reto importante del proyecto. Para evaluar la funcionalidad del sistema de extracción de humos, se estudiaron dos configuraciones: una con cuatro tabiques de altura completa y otra que combinaba un tabique de altura completa con otros tres tabiques parcialmente abiertos en la parte superior.

EOLIOS se compromete a ofrecer soluciones personalizadas mediante simulaciones CFD avanzadas, evaluando cuidadosamente cualquier problema detectado para garantizar la máxima seguridad de tu sistema de extracción de humos.

Configuración 1 - 4 tabiques de altura completa
Configuración 2 - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos en la parte superior

Extracción de humos y seguridad contra incendios

Proyecto

Estudio ISI (ingeniería de seguridad contra incendios) - Comprobación de la eficacia de la extracción de humos en una zona de restaurante de tipo N

Año

2025

Cliente

Unibail

Ubicación

Francia

Tipología

Control de Humos y Seguridad contra Incendios

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El humo y sus peligros - Compromiso con la seguridad y el cumplimiento de las normas

En caso de incendio en un edificio, el humo representa un peligro importante por su capacidad para obstruir las salidas de emergencia, sus vapores tóxicos y su capacidad para reducir la visibilidad. De hecho,«la inhalación de humo es la principal causa de morbilidad y mortalidad entre las víctimas de incendios» (www.alpes-maritimes.gouv.fr).

El cumplimiento de normas de seguridad como la NF EN 13.945 y la NF EN 13.571 es esencial para reducir estos riesgos y garantizar la seguridad de los ocupantes. EOLIOS trabaja respetando estas normativas, al tiempo que integra su experiencia en simulación CFD para evaluar laingeniería de evacuación de humos del estudio.

Los 5 peligros del humo

  1.  Toxicidad: El humo está formado por componentes altamente tóxicos, como monóxido y dióxido de carbono, que pueden causar enfermedades graves. problemas graves de salud, en particular asfixia  irritación y  descenso crítico de los niveles de oxígeno ambiental. Incluso un ligero descenso del oxígeno puede provocar  discapacidades graves, o incluso muerto.
  2.  Opacidad: La   Las partículas de carbono presentes oscurecen el humo,dificultando su evacuación y aumentando la pánico. Esta opacidad también puede   comprometer la eficacia de los servicios de emergencia y provocar daños materiales adicionales.
  3.  Inflamabilidad: El humo puede  llevar el fuego por convección y radiación.  Fenómenos como laFlashover Generalizada (GBR) y laExplosión de Humo (SE) ponen de manifiesto su potencial.   peligrosos en espacios cerrados o semicerrados.
  4.        Calor: El humo puede provocarquemaduras ydaños materialesimportantes debido a lasaltas temperaturasquecontiene.
  5.       Movilidad: Lavelocidad depropagación del humo, generalmente entre 0,20 cm y 1 m/s, puede calcularse para evaluar eltiempo que necesita para invadir un espacio determinado.


Utilizando la CFD, es posible prever movimientos del humo, para garantizar que el  las salidas de emergencia sigan siendo accesibles y que  los sistemas de extracción de humos llegan eficazmente a los más vulnerables objetivos de seguridad. Como parte de este estudio, que consiste en evaluar la  creando nuevos espacios con ventilación natural,  EOLIOS proporciona al propietario del proyecto su  pericia para observar laeficacia del sistema de extracción de humos. Nuestro objetivo es señalar cualquier  riesgo potencial.

Gráfico de los diferentes riesgos relacionados con el humo en función de la temperatura

El aire, ahora cargado de humedad, sale de la torre a través de unos ventiladores situados en la parte superior. El agua enfriada se recoge en un depósito situado en la parte inferior de la torre y se bombea de nuevo al sistema de refrigeración. Este proceso tiene lugar continuamente, garantizando una refrigeración eficaz y el mantenimiento de una temperatura estable en el interior del edificio. El objetivo principal es garantizar una refrigeración eficaz de las oficinas validando el dimensionamiento y la instalación de los sistemas TAR en el tejado.
También se pretendemejorar el rendimiento global y la eficiencia energética de los sistemas de RAC para minimizar el consumo de energía.
El objetivo de este estudio es validar el dimensionamiento y la implantación de los sistemas RAC en la cubierta del edificio.
Para ello, se utilizarán tres parámetros: temperaturas, velocidades y humedades alrededor de los RTA.

Experiencia EOLIOS: Caracterización de incendios mediante simulación CFD

Desarrollo de escenarios de incendio

Esta fase inicial es crucial para definir las etapas esenciales de cada escenario de incendio, anclando parámetros como :

Posición y caracterización del foco: Posicionamiento estratégico en función de los objetivos de la simulación y de los sistemas estudiados.

Variables estructurales y del sistema: Influyen directamente en el desarrollo y propagación de los incendios.

La metodología utilizada se basa en un modelo de fuente de calor volumétrica, en el que no se simula la esencia del fenómeno de la combustión(llama), sino que se integran los efectos térmicos y tóxicos resultantes de la combustión. Este modelo impone una fuente de calor y productos tóxicos en un volumen predeterminado, que representa la zona de llama del incendio.

Importancia del escenario de estudio

Cada escenario de estudio se compone de una solución de diseño, unas condiciones iniciales y un escenario de incendio localizado. Un único escenario de incendio integra varias soluciones de diseño para una comparación eficaz. No es posible abarcar todos los casos potenciales, pero nos aseguramos de que cada escenario represente versiones plausibles basadas en un análisis riguroso.

Definición de zona de incendio

Ubicación estratégica de las viviendas

La capacidad de evaluar con precisión el dimensionamiento de las instalaciones de extracción de humos depende en gran medida de la ubicación estratégica de las chimeneas. Hemos adoptado un enfoque conservador maximizando factores como el recorrido del humo, el tiempo de detección y laacumulación de calor y humo. Los escenarios se eligen para reflejarlos «peores casos» típicos, cumpliendo los requisitos de seguridad.

Representación secuencial de la seguridad de las personas

Modelado 3D para la extracción de humo

Como parte del estudio, se presta especial atención a la modelización 3D precisa y detallada de las interconexiones entre los distintos espacios del edificio, como escaleras, pasillos y puertas. Se trata de un paso importante para identificar y analizar todos los elementos susceptibles de interferir en el paso del humo. Garantizamos una representación geométrica fiel a una escala de unos 10 cm, teniendo en cuenta las limitaciones específicas del software utilizado. Esta precisión garantiza un análisis eficaz del comportamiento del humo a través de todos los espacios que se comunican entre sí desde un punto de vista aeráulico. Al integrar todas las partes implicadas, evitamos limitar la zona de estudio a una escala demasiado pequeña, garantizando así un modelo global y pertinente.

En el modelo CFD, se hace hincapié en reproducir obstáculos fijos, como mobiliario permanente. Este enfoque permite centrar el análisis en la dinámica de fluidos y simular con precisión las trayectorias de extracción del humo.

Modelo CFD 3D para la ingeniería de extracción de humos

Resultados de la simulación de extracción de humos: Validación del diseño

Como parte de nuestro estudio de extracción de humos, conforme a la norma ISO 23932, analizamos las dos configuraciones de tabiques en tres escenarios de incendio (Incendios A, B y C) para garantizar una protección óptima de las personas. En cuanto a la evolución de la visibilidad a través del humo, los resultados mostraron que en ningún momento, ni siquiera 10 minutos después del inicio del incendio, se superó el criterio crítico de visibilidad, que representa una opacidad del humo inferior a 20 m, para las dos configuraciones analizadas. Del mismo modo, al analizar las temperaturas, las simulaciones muestran que no se alcanza el umbral perturbador de 40°C, ni siquiera tras 10 minutos de incendio. Estos datos son esenciales para evaluar las condiciones de evacuación y seguridad contra incendios en un entorno cerrado.

Para los escenarios de Incendio B y C, los criterios de visibilidad y temperatura siguen el mismo patrón que para el Incendio A, lo que refuerza la validez de las configuraciones probadas. En conjunto, estos resultados indican que el sistema de extracción de humos es robusto, y que los criterios normativos impuestos se cumplen mucho antes del tiempo necesario para poner a salvo a las personas (TMSP), estimado en 2min30. En otras palabras,se puede evacuar a los ocupantes en las condiciones probadas, permitiéndoles acceder a una zona segura sin impedimentos.

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Modelización FDS de un incendio en un restaurante
Nuestros resultados ponen de relieve la funcionalidad y eficacia de ambas configuraciones, ya sean 4 tabiques de altura completa o un único tabique de altura completa con tabiques inferiores que permiten el paso del humo. Estas disposiciones garantizan una evacuación fácil, sin comprometer la seguridad de los residentes. Este estudio pone de relieve la importancia de una evaluación rigurosa y de la consulta a las múltiples partes interesadas a la hora de implantar sistemas eficaces de seguridad contra incendios.
Incendio A - Visibilidad a través del humo en t = 10min - 4 tabiques de altura completa (izquierda) - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos por arriba (derecha)
Incendio A - Distribución de la temperatura en t = 10min - 4 tabiques de altura completa (izquierda) - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos por arriba (derecha)
Fuego B - Visibilidad a través del humo a t = 10min - 4 tabiques de altura completa (izquierda) - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos por arriba (derecha)
Incendio B - Distribución de la temperatura en t = 10min - 4 tabiques de altura completa (izquierda) - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos por arriba (derecha)
Fuego C - Visibilidad a través del humo en t = 10min - 4 tabiques de altura completa (izquierda) - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos por arriba (derecha)
C fuego - Distribución de la temperatura en t = 10min - 4 tabiques de altura completa (izquierda) - 1 tabique de altura completa y otros 3 tabiques abiertos por arriba (derecha)

EOLIOS - Oficina de diseño experta en evacuación de humos

En EOLIOS, nos dedicamos a apoyarte en el diseño o la evaluación de tus sistemas de extracción de humos, garantizando la seguridad y la protección de tus edificios y sus ocupantes. Nos comprometemos a diseñar un sistema preciso y eficaz.

Nuestra experiencia en simulación CFD nos permite analizar la dinámica aeráulica, identificando las trayectorias del humo y las zonas potencialmente críticas donde pueden producirse acumulaciones. Al incorporar estos análisis, garantizamos una distribución óptima del flujo de aire y minimizamos los puntos en los que el humo podría estancarse, reduciendo así los riesgos para la seguridad de las personas.

Evaluamos rigurosamente la eficacia de los sistemas de extracción de humos, permitiéndote validar y optimizar su rendimiento en los escenarios más desfavorables.

Vídeo resumen del estudio

Resumen del estudio

En EOLIOS, nos dedicamos a apoyarte en el diseño o la evaluación de tus sistemas de extracción de humos, garantizando la seguridad y la protección de tus edificios y sus ocupantes. Nos comprometemos a diseñar un sistema preciso y eficaz.

Nuestra experiencia en simulación CFD nos permite analizar la dinámica aeráulica, identificando las trayectorias del humo y las zonas potencialmente críticas donde pueden producirse acumulaciones. Al incorporar estos análisis, garantizamos una distribución óptima del flujo de aire y minimizamos los puntos en los que el humo podría estancarse, reduciendo así los riesgos para la seguridad de las personas.

Evaluamos rigurosamente la eficacia de los sistemas de extracción de humos, permitiéndote validar y optimizar su rendimiento en los escenarios más desfavorables.

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Vídeo resumen de la misión de ingeniería de extracción de humo

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