ES2290368T3 - Aparato para simular un fuego. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la simulación de incendios, con el que se genera la liberación de calor de un incendio, mediante uno o varios quemadores de gas (1, 10) controlables y/o regulables, caracterizado porque sobre el campo de quemadores se dispone una superficie de rebote permeable para el reparto uniforme de la corriente ascendente.

Description

Aparato para simular un fuego.

La invención se refiere a un dispositivo para la simulación realista de la corriente de humo en incendios de edificios. El humo es la causa principal de daños personales y casos de muerte en incendios de edificios. Por este motivo, en la planificación de edificios, adquiere un significado central el derivar los humos de forma segura. El diseño de medidas para la derivación de humos tiene lugar normalmente mediante modelos físicos o matemáticos. En el diseño de incendios para el dimensionado de base, se puede partir normalmente de liberaciones de calor máximas Q = 1 hasta 8 MW y de superficies incendiadas A_{Br} = 2 m^{2} hasta 12 m^{2}. En los incendios reales tanto la liberación de calor como la superficie incendiada aumentan con el tiempo.

Cada vez más, una vez acabada una edificación, especialmente en el caso de edificaciones singulares, las autoridades de inspección exigen las llamadas pruebas reales para comprobar el concepto de evacuación de humos. Actualmente, para este fin se simula el incendio bien mediante aire caliente o mediante la quema de fluidos. Para hacerlo visible se añade un fluido generador de niebla al aire caliente o a los gases de combustión que se elevan sobre la quema de fluidos. En ambos casos, la liberación de calor y la superficie incendiada simulada son constantes durante la prueba. Mientras que en la combustión de fluidos es posible ajustar la liberación de calor, tal como es de esperar que ocurra en los instantes posteriores de los incendios en desarrollo, las liberaciones de calor en el caso de aire caliente son mucho menores que en los fuegos reales. El tamaño de la superficie incendiada influye considerablemente sobre el volumen de la corriente de humo a derivar. Éste resulta claramente subestimado por los métodos de simulación descritos, en el caso de incendios reales grandes. Ambos métodos de simulación no reproducen de forma realista la dependencia con el tiempo de la liberación de calor característica para la elevación de los gases de combustión sobre el foco de incendio, ni el volumen de la corriente de gas que se deriva.

Se conoce por el documento WO 01/64292 A1 un dispositivo para la simulación de incendios según el preámbulo de la reivindicación 1.

El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo para la simulación de incendios que evite las desventajas de los métodos conocidos hasta ahora. Junto a la simulación defectuosa de la liberación de calor a lo largo del tiempo, en la quema de fluidos se da también la dificultad de la manipulación de fluidos combustibles. En especial, éstos no se pueden interrumpir a voluntad.

Según la invención este objeto se resuelve mediante las características indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Mediante las subreivindicaciones se definen formas de realización convenientes.

La ventajas obtenidas mediante la invención consisten en que se puede simular de forma realista la corriente de origen térmico que es decisiva en caso de incendio. Esta corriente ascensional denominada en los textos sobre protección contra incendios corriente en pluma, se produce por la liberación de calor del incendio. Esta liberación de calor se provoca utilizando quemadores de gas. Mediante la regulación de la corriente de los gases de combustión, se puede ajustar prácticamente a voluntad la liberación de calor. Además se simula la propagación del incendio mediante la conexión de quemadores adicionales. Para ampliar el efecto de fuerza ascensional se puede añadir un gas ligero, por ejemplo Helio, al gas caliente que asciende. Para hacer visible la corriente de aire caliente, se puede mezclar o dispersar un fluido generador de niebla.

A continuación se describe la invención mediante ejemplos de realización y haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos.

La Fig. 1 muestra una sección vertical a través de una disposición típica,

la Fig. 2 muestra una vista en planta de un campo de quemadores y

la Fig. 3 muestra la liberación de calor en dependencia del tiempo.

Tal como se representa en la Fig. 1, los quemadores 1, 1a, 1b pueden colocarse sobre el suelo del recinto del incendio, o en su caso elevados sobre éste. Con el fin de evitar el impacto directo de las llamas sobre recintos vecinos o para repartir uniformemente la corriente ascendente se puede disponer sobre los quemadores una superficie de rebote 2 permeable. A partir de ésta, el gas caliente 3 que simula el humo sobre un incendio, fluye hacia arriba y forma en su recorrido posterior la llamada pluma 4. El aire de combustión 7 puede circular libremente hacia los quemadores por los laterales. El aire del entorno 5 circula lateralmente hacia la pluma 4 que desde el punto de vista de la técnica de fluidos corresponde a una corriente libre. Para obtener visibilidad se puede añadir a la corriente de gas caliente 3 y/o a la pluma 4, un fluido adecuado por ejemplo mediante boquillas dispersoras 6. Para mejora de la corriente ascensional, mediante la tubería 8 y las aberturas 9 existentes en éste, se puede añadir a la mezcla de gas de combustión/aire que fluye hacia arriba, un gas ligero, por ejemplo Helio.

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La disposición de los quemadores en planta, ver Fig. 2, proporciona la posibilidad de simular el desarrollo de un incendio. Al inicio del incendio simulado, t = 0, solo está activado un quemador 1. En un momento posterior, t = t_{1}, se encienden los cuatro quemadores 1a, 1b, 1c. y 1d. En otro momento más posterior, t = t_{2}, se activan además los quemadores de 10a a 10h.

La ventaja del nuevo dispositivo puede verse en la Fig. 3. Se presenta un ejemplo de la evolución de la liberación de calor Q, indicada en Megavatios (MW) en dependencia del tiempo, indicado en minutos. Mediante un simple encendido y apagado de los quemadores de gas, el control de la disposición de la Fig. 2 genera la función en escalera representada en la Fig. 3. Si además, mediante un regulador de caudal, se ajusta la alimentación de gas a cada quemador individual, entonces se puede simular de forma aproximada o exacta, la curva de liberación de calor representada en la Fig. 3 de un incendio real.

Claims (8)

1. Dispositivo para la simulación de incendios, con el que se genera la liberación de calor de un incendio, mediante uno o varios quemadores de gas (1, 10) controlables y/o regulables, caracterizado porque sobre el campo de quemadores se dispone una superficie de rebote permeable para el reparto uniforme de la corriente ascendente.

2. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 1, caracterizado porque se utilizan quemadores que funcionan con gas

3. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 1, caracterizado porque los quemadores de gas funcionan con un combustible gaseoso.

4. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de rebote permeable (2) tiene una permeabilidad relativa de \varepsilon = 10% hasta 70%, preferentemente \varepsilon \approx 30%.

5. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 2, caracterizado porque la superficie de rebote (2) está dispuesta en la zona de las puntas de las llamas de los quemadores de gas (1, 10).

6. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 2, caracterizado porque sobre la superficie de rebote (2) mediante boquillas dispersoras (6), se añade a la pluma (4) un fluido generador de niebla.

7. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 2, caracterizado porque el fluido generador de niebla se añade a la pluma (4) por debajo o por encima de la superficie de rebote (2) mediante un generador de niebla separado.

8. Dispositivo para la simulación de incendios según la reivindicación 1, caracterizado porque para aumentar el efecto ascensional, mediante la tubería (8) y las aberturas (9) existentes en ésta, se mezcla con el gas caliente y/o la pluma (4) un gas ligero, preferentemente Helio.