ES2299383A1 - Estructura metalica anti-fuego para edificios. - Google Patents

Abstract

Tanto los pilares como las vigas de la estructura se materializan en perfiles (1) tubulares, interconectados hidráulicamente entre sí, de manera que la estructura en su conjunto configura una red de canalización de agua que actúa como refrigerante para la estructura ante un eventual incendio, agua que accede a la estructura a través de una entrada (3), preferentemente asistida por una bomba (4), situándose en la zona superior del edificio purgadores de vapor (5), válvulas de alivio (6) y calderines. Se ha previsto también que en los citados perfiles existan rociadores automáticos (7), adecuadamente distribuidos y orientados hacia el interior del edificio, actuantes como refrigeradores externos de la estructura.

Description

Estructura metálica anti-fuego para edificios.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una estructura metálica de las que forman parte de cualquier edificio, que ha sido concebida y estructurada en orden a que sea capaz de conservar sus características portantes teóricas frente a un incendio que le afecte tanto directa como indirectamente, es decir que es capaz de conservar su capacidad de carga de diseño incluso ante estas circunstancias adversas.

La invención resulta pues de aplicación en el ámbito de la construcción de edificios, naves, estanterías y estructuras metálicas en general.

Antecedentes de la invención

Las estructuras metálicas presentan, en general, un mal comportamiento ante el fuego puesto que al alcanzar las vigas y pilares ciertas temperaturas pierden rigidez ocasionando el desplome de la estructura y del edificio que conforma; esto supone importantes pérdidas materiales y con bastante frecuencia heridos y fallecimientos entre las personas aún no evacuadas que se pudieran encontrar en el interior de la misma así como entre los bomberos que accedan a su rescate.

Hay sistemas, como son la protección con pinturas y espumas intumescentes, que protegen a las estructuras metálicas del calor mediante aislamiento ya que, ante un incendio, este tipo de recubrimientos se expande formando una capa térmicamente aislante que retarda el calentamiento del metal; no obstante, estos sistemas presentan una resistencia al fuego limitada y transcurrido un determinado tiempo la estructura alcanza inevitablemente elevadas temperaturas.

A la hora de imprimir a los perfiles de una estructura resistencia al fuego mediante recubrimientos se presentan varios problemas, entre ellos se encuentra el hecho de que los recubrimientos, al ser externos y estar expuestos a golpes y erosión, presentan habitualmente puntos débiles en las zonas en las que el recubrimiento se ha deteriorado debido a un impacto mecánico. Son numerosas las estructuras que, si bien se diseñaron con una determinada resistencia al fuego, se encuentran desprotegidas por este motivo.

Descripción de la invención

La estructura que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, de manera que es capaz de conservar, y ello indefinidamente a lo largo del tiempo, sus características portantes frente a un incendio de cualquier magnitud.

Para ello, y de forma más concreta, dichas estructuras centran sus características en que todos y cada uno de los elementos integrantes de la misma adoptan una configuración tubular y están relacionados entre sí mediante uniones hidráulicas; es decir, mediante uniones que, con la debida solidez mecánica, establecen comunicación directa entre el interior de los perfiles y además, tales uniones, están estancamente cerradas con respecto al exterior de los mismos.

Estos perfiles tubulares presentan un comportamiento mecánico similar al de los perfiles convencionales normalmente utilizados, en forma de "H" y en forma de doble "T", pero permiten la circulación por su interior de un líquido refrigerante preferentemente agua, cuando sea necesario, concretamente ante un caso de incendio.

Aunque puede utilizarse cualquier otro tipo de líquido, el empleo de agua como fluido refrigerante resulta óptimo ya que presenta una elevada entalpía de vaporización, por lo que es capaz de evacuar una gran cantidad de calor mediante su ebullición, generándose vapor y manteniendo la superficie interior del perfil a una temperatura próxima a los 100°C, estando por tanto la superficie exterior del mismo a una temperatura limitada, conservando así el perfil sus características portantes, y todo ello con una amplia disponibilidad y un bajo costo.

La estructura en su conjunto puede estar permanentemente llena de agua o, por el contrario, puede llenarse únicamente en caso de incendio, estando normalmente vacía. La segunda alternativa resulta más interesante ya que la primera puede presentar algunos problemas de corrosión en los perfiles, que no obstante podrían ser evitados aditivando el agua con productos anti-corrosivos.

En el caso más interesante se hace preciso disponer un sistema de detección de incendios automático, que accione en su momento las válvulas de entrada de agua en la red definida por la estructura.

El sistema no es incompatible en absoluto con la aplicación de protecciones superficiales y exteriores intumescentes como las anteriormente citadas.

Como complemento de la estructura descrita y para evacuar el vapor generado, se dispondrán en la zona superior de la estructura purgadores de vapor que liberen los gases sin permitir la salida del agua, si bien también seria factible dejar simplemente una abertura en la misma zona para salida libre del vapor
generado.

Igualmente es factible la utilización de válvulas de alivio de presión en la parte superior de la estructura, de forma que permitan la salida del fluido interior, ya sea vapor o agua, ante un aumento súbito de la presión interna, evitando de esta forma el colapso de los perfiles por un incremento en la presión interior.

Tanto los purgadores como las válvulas de seguridad se conectarán a la estructura a través de calderines que contribuyen a una óptima evacuación del vapor generado, así como a amortiguar un posible ascenso de presión en el interior de la estructura.

En este caso los calderines se sitúan sobre los pilares, dado que es a través de estos donde se produciría el ascenso mayoritario del vapor.

De acuerdo con otra de las características de la invención se ha previsto la posibilidad de establecer rociadores automáticos de agua sobre los propios perfiles de la estructura para la extinción de las llamas en el interior del habitáculo, optimizando de esta forma la evacuación de calor en los perfiles, es decir que la propia estructura actuaría adicionalmente como red de abastecimiento de agua contra incendios.

Finalmente y de acuerdo con otra de las características de la invención, se ha previsto que en la construcción de edificios de numerosas plantas se dividan hidráulicamente las diferentes alturas en grupos de dos o tres plantas por sector, en orden a conseguir una refrigeración más efectiva, ya que ésta puede centrarse en las plantas en las que se localiza el incendio. Para ello será necesario disponer de varias válvulas de accionamiento enclavadas con el sistema de detección de las plantas correspondientes.

Por último la estructura podrá estar asistida por un medio de almacenamiento de agua, por ejemplo sobre la cubierta del edificio asegurando de este modo un suministro instantáneo y eficaz y evitando problemas de impulsión de agua desde el nivel del suelo hasta cotas elevadas.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra un detalle parcial y en perspectiva de un perfil tubular participante en la estructura metálica anti-fuego para edificios que constituye el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra, también según una vista en perspectiva un detalle del acoplamiento entre dos tubos participantes respectivamente en un pilar y en una viga.

La figura 3.- Muestra, según una representación esquemática en alzado lateral, una realización simple de estructura metálica con parte de sus accesorios básicos.

La figura 4.- Muestra una representación similar a la de la figura anterior, pero en la que además la estructura incorpora rociadores automáticos.

La figura 5.- Muestra, finalmente, una representación esquemática correspondiente a un edificio de considerable número de plantas, sobre la que se establecen múltiples sectores hidráulicamente independientes.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como la estructura metálica que la invención propone parte de la utilización de perfiles tubulares (1), como los representados en las figuras 1 y 2, que pueden presentar una sección cuadrangular o cualquiera otra que se estime conveniente, utilizándose estos perfiles tanto para los pilares como para las vigas de la estructura, tal como muestra la figura 2, y estando interconectados hidráulicamente entre sí, es decir existiendo comunicación directa entre todos los perfiles de la estructura, a través del interior de los mismos.

De acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la invención, los perfiles (1), con cualquier distribución reticular como la mostrada en la figura 3 (2), están asistidos por una toma de agua (3), que puede estar situada en la zona inferior de la estructura, tal como muestra la figura 3, pero que puede estar ubicada en cualquier otro lugar del edificio, entrada del agua (3) asistida por la correspondiente bomba de impulsión (4) para asegurar el debido caudal a través de los perfiles tubulares de dicha estructura.

En la zona superior de la estructura (2) se situarán purgadores de vapor (5), adecuadamente distribuidos, tal como muestra la citada figura 3, para liberación de gases sin pérdida de agua.

Opcionalmente, la estructura puede disponer de válvulas de alivio (6) situadas igualmente en la parte superior de la misma, y purgadores y válvulas están asistidas por calderines situados sobre los pilares.

Igualmente, pueden establecerse rociadores automáticos de agua (7) sobre los propios perfiles de la estructura, en orden a facilitar la extinción de las llamas en el interior del edificio.

Finamente y tal como muestra la figura 5 en edificios de altura muy considerable se ha previsto dividir hidráulicamente la estructura en sectores (2), (2'), (2'')...(2^{n}), de manera que cada sector está constituido por dos o tres plantas del edificio, de modo que a través de un juego de válvulas (8) pueda canalizarse el agua de refrigeración exclusivamente a las plantas del edificio en las que se localiza el incendio, válvulas que estarán asociadas a los detectores de fuego correspondientes.

Claims (7)

1. Estructura metálica anti-fuego para edificios, del tipo de los que se materializa en una pluralidad de pilares y vigas convenientemente ensamblados entre sí, caracterizada porque dichos perfiles adoptan una configuración tubular, se encuentran hidráulicamente unidos entre sí estableciendo comunicación directa entre todos y cada uno de los perfiles de la estructura y están cerrados estancamente con respecto al exterior, albergando en dichos perfiles agua, o permitiendo la circulación temporal de la misma, en orden a que dicha estructura sea auto-refrigerante.

2. Estructura metálica anti-fuego para edificios, según reivindicación 1ª, caracterizada porque en un punto apropiado de la misma se establece una toma de agua (3) asistida por una bomba de impulsión (4), mientras que en la zona superior de la estructura se establecen purgadores de vapor (5).

3. Estructura metálica anti-fuego para edificios, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incorpora válvulas de alivio de presión en la parte superior de al misma.

4. Estructura metálica anti-fuego para edificios, según reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque tanto las válvulas de alivio de presión como los purgadores de vapor están conectados a la estructura auto-refrigerante a través de calderines.

5. Estructura metálica anti-fuego para edificios, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los perfiles constitutivos de la misma incorporan una pluralidad de rociadores automáticos (7) de agua, que la proyectan hacia el interior del edificio.

6. Estructura metálica anti-fuego para edificios, según reivindicaciones anteriores caracterizada porque en edificios con gran número de plantas la estructura auto-refrigerante está dividida hidráulicamente en sectores con refrigeración independiente, afectando cada sector a grupos de dos o tres plantas y disponiendo dichos sectores de válvulas de accionamiento relacionadas con el sistema de detección de fuego.

7. Estructura metálica anti-fuego para edificios, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está asociada a un depósito de almacenamiento de agua, que da autonomía a la estructura ante un incendio, depósito situado preferentemente sobre la cubierta del edificio.