sistemas de evacuaciÓn de humos de calderas … · han sido tantas las personas que se han...

24
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Y TÉCNICAS DE LA NAVEGACIÓN Y DE LA CONSTRUCCIÓN NAVAL TESIS DOCTORAL SISTEMAS DE EVACUACIÓN DE HUMOS DE CALDERAS TIPO C. “SATURACIÓN DE PATIOS” Y VALIDACIÓN MEDIANTE FLUIDO DINÁMICA COMPUTACIONAL Autor: Aingeru Basterretxea Bitorika Directores de tesis: Iñaki Loroño Lucena Félix Otero González Alfredo Trueba Ruiz

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UNIVERSIDAD DE CANTABRIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Y TÉCNICAS DE LA NAVEGACIÓN Y DE

LA CONSTRUCCIÓN NAVAL

TESIS DOCTORAL

SISTEMAS DE EVACUACIÓN DE HUMOS DE CALDERAS TIPO C. “SATURACIÓN DE

PATIOS” Y VALIDACIÓN MEDIANTE FLUIDO DINÁMICA COMPUTACIONAL

Autor: Aingeru Basterretxea Bitorika Directores de tesis: Iñaki Loroño Lucena Félix Otero González Alfredo Trueba Ruiz

Francisi eta Aitorri, horrenbeste denbora ebasteagaitik

Geure aitari eta bizitza emon eustanari

Agradecimientos

AGRADECIMIENTOS

Han sido tantas las personas que se han prestado en ayudarme para realizar este trabajo que ante

el temor de olvidarme de alguna de ellas, deseo expresar mi reconocimiento dando las gracias a

quienes me han ayudado más. Seguro que los demás no me lo tendrán en cuenta, pues ya lo

saben por mí mismo.

El Doctor Iñaki Loroño (EHU/UPV), se puso desde el principio a mi disposición, para sacar

adelante esta Tesis.

Los Doctores Félix Otero y Alfredo Trueba (UNICAN) sin cuya actuación, consejo y soporte no

hubiera sido posible esta Tesis.

El Doctor Leopoldo Martin (EHU/UPV) cuyos consejos y comentarios han sido decisivos en la

realización de este trabajo, mientras tomábamos un descanso.

Los Doctores Carmen Bao y Juan Carlos Lamarca por sus ánimos desmedidos, por su ayuda y

por sus acertados consejos.

Iñaki García (NEGARRA), me proporcionó las chimeneas y la información que he necesitado

de los productos de su empresa, incluyendo los planos de las chimeneas.

El Doctor Iñaki Alcedo (EHU/UPV) accedió a revisar y corregir algunos de los capítulos.

El Doctor Manuel Clemente (EHU/UPV), con sus comentarios, y con su ayuda me ha hecho

más fácil realizar mi trabajo.

El Doctor Félix Mendía quien ha plasmado en ecuaciones los fenómenos físicos y me ha

aportado una visión crítica universitaria.

Jose Luis Valle Pérez (UNICAN), sin cuya maestría, amabilidad y profesionalidad, yo me

hubiera perdido en un mar de papeles.

Los doctores Txema Mercero y Eduardo Ogando del centro de cálculo de Donostia (EHU/UPV)

sin cuyos ordenadores, paciencia y soporte técnico, no habría sido posible realizar el grueso de

los cálculos de las simulaciones.

El Doctor Imanol Basterretxea e Iranzu Sotés (EHU/UPV), por sus ánimos ininterrumpidos y

por compartir los alimentos mientras trabajábamos en la redacción de este trabajo.

La Universidad de Cantabria por darme la oportunidad de presentar y defender esta Tesis.

Irene Y Mikel (CENTRAL PERK). Por saber escuchar cuando los ánimos eren más bajos y

saber diluirlo con líquidos.

Mi cuadrilla de amigos por estar ahí.

Todos los anónimos usuarios de Durango, Barakaldo y Bilbao, sin cuyas casas e instalaciones

nunca hubiera sido posible realizar las investigaciones de campo.

Gracias a todos.

AUTORIZACIÓN DEL DIRECTOR DE LA TESIS DOCTORAL PARA SU PRESENTACIÓN

Dr/a. _______________________________________________con N.I.F.________________________

Dr/a. _______________________________________________con N.I.F.________________________

Dr/a. _______________________________________________con N.I.F.________________________

como co-Directores de la Tesis Doctoral:

desarrollada en el Programa de Doctorado en

por el Doctorando/a Don/ña. ,

autorizamos la presentación de la citada Tesis Doctoral, dado que reúne las condiciones

necesarias para su defensa.

En a de de

LOS/LAS DIRECTORES/AS DE LA TESIS

Fdo.:

_______________________ ______________________ ____________________

ACTA DE GRADO DE DOCTOR O DOCTORA ACTA DE DEFENSA DE TESIS DOCTORAL

DOCTORANDO/A DON/DÑA.

TITULO DE LA TESIS:

El Tribunal designado por la Subcomisión de Doctorado de la UPV/EHU para calificar la Tesis

Doctoral arriba indicada y reunido en el día de la fecha, una vez efectuada la defensa por el

doctorando y contestadas las objeciones y/o sugerencias que se le han formulado, ha otorgado

por___________________la calificación de: unanimidad ó mayoría

Idioma/s de defensa (en caso de más de un idioma, especificar apartados o porcentaje

defendido en cada idioma): ______________________________________________________

En a de de

EL/LA PRESIDENTE/A, EL/LA SECRETARIO/A,

Fdo.: Fdo.:

Dr/a: ____________________ Dr/a: ______________________

VOCAL 1º, VOCAL 2º, VOCAL 3º,

Fdo.: Fdo.: Fdo.:

Dr/a: Dr/a: Dr/a:

EL/LA DOCTORANDO/A,

Fdo.: _____________________

Índice

i

Pág.

BLOQUE 1 – INTRODUCCIÓN. OBJETIVOS

1. INTRODUCCIÓN. OBJETIVOS

1.1 Antecedentes históricos…………………………………………………………………………… 1

1.2 Introducción a la Tesis……………………………………………………………………………. 4

1.3 Cronología de la investigación……………………………………………………………………. 8

1.4 Objetivos………………………………………………………………………………………….. 14

BLOQUE 2 – ESTADO ACTUAL DEL CONOCIMIENTO

2. ESTADO ACTUAL DE LOS SISTEMAS DE EVACUACIÓN DE HUMOS EN INSTALACIONES

CON CALDERAS ESTANCAS INDIVIDUALES A GAS

2.1 Introducción………………………………………………………………………………………..16

2.2 Componentes del sistema de evacuación de humos………………………………………………. 17

2.3 Clasificación de las chimeneas…………………………………………………………………… 17

2.3.1 Atendiendo a la forma de funcionamiento……………………………………………….. 17

2.3.2 Atendiendo al material…………………………………………………………………… 19

2.3.3 Atendiendo a la forma constructiva……………………………………………………… 19

2.3.4 Atendiendo al número de usuarios……………………………………………………….. 19

2.3.5 Atendiendo a la sección de las chimeneas……………………………………………….. 20

2.4 Clasificación de las calderas a gas………………………………………………………………... 20

2.4.1 Calderas a gas de circuito abierto………………………………………………………… 20

2.4.2 Calderas a gas de circuito estanco……………………………………………………….. 20

2.4.3 Marcado CE………………………………………………………………………………. 24

2.5 Ventilación de locales que contienen aparatos a gas……………………………………………… 24

2.6 Conceptos básicos para el dimensionamiento de las chimeneas…………………………………. 25

2.6.1 Tiro……………………………………………………………………………………….. 25

2.6.2 Chimeneas. Cálculos de las dimensiones teóricas………………………………………. 28

2.6.3 Energía necesaria para extraer los humos de las chimeneas…………………………….. 30

2.6.4 Pérdidas de carga de los humos en las chimeneas………………………………………. 30

2.6.4.1 Material y forma del conducto de humos……………………………………….. 30

2.6.4.2 Velocidad de despliegue de los humos………………………………………….. 31

2.6.5 Cálculo de la altura de la chimenea……………………………………………………… 32

2.7 Normativa general sobre la evacuación de los PDC……………………………………………… 33

2.8 Recomendaciones sobre diseño y dimensionamiento de chimeneas…………………………….. 34

2.8.1 Calderas estancas de tiro forzado………………………………………………………… 35

Índice

ii

2.8.8.1 Chimeneas individuales para calderas…………………………………………… 36

2.8.8.2 Chimeneas colectivas para calderas……………………………………………... 36

2.8.2 Ubicación de las calderas………………………………………………………………. 36

2.8.3 Instalación de las calderas……………………………………………………………….. 37

2.8.3.1 Ejemplos de instalaciones para distintos tipos de calderas estancas……………. 39

2.9 Figuras anexas del capítulo 2……………………………………………………………………... 40

3. ESTUDIO DE LA NORMATIVA DEL ESTADO ESPAÑOL SOBRE LA EVACUACIÓN DE LOS

PDC EN INSTALACIONES CON CALDERAS INDIVIDUALES ESTANCAS A GAS.

3.1 Introducción……………………………………………………………………………………… 65

3.2 Normas de Obligado cumplimiento………………………………………………………………. 65

3.2.1 Real Decreto 314/2006 de 17 de marzo. Código Técnico de la Edificación (CTE)…….. 65

3.2.2 Real Decreto 1027/2007 de 31 de julio. Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios

(RITE)…………………………………………………………………………………….. 66

3.2.3 Instrucción Técnica IT1. Diseño y Montaje. IT 1.3.4.1.3 Chimeneas…………………… 69

3.2.3.1 Diseño y dimensionado de chimeneas…………………………………………… 70

3.2.3.2 Evacuación por conducto con salida directa al exterior o a patio ventilado……. 72

3.2.4 UNE 123001/2009. Cálculo y diseño de chimeneas metálicas………………………….. 72

3.2.4.1 Prescripciones generales…………………………………………………………. 73

3.2.4.1.1 Distancias de las salidas de humos a otras construcciones…………. 73

3.2.4.1.2 Diseño del conducto para la evacuación de los PDC……………….. 74

3.2.4.1.3 Construcción del conducto para la evacuación de los PDC………… 76

3.2.4.1.4 Materiales a usar en los conductos para la evacuación de los PDC… 77

3.2.4.1.5 Aislamiento a usar en los conductos para la evacuación de los PDC. 78

3.2.4.1.6 Presión. Tipos de chimeneas………………………………………… 78

3.2.4.1.7 Temperatura. Tipos de Chimeneas…………………………………... 79

3.2.4.3 Evolución y derogaciones de la Norma UNE-123001…………………………... 79

3.2.5 Reglamento de instalaciones de gas en locales destinados a usos domésticos,

colectivos o comerciales. RIGLO………………………………………………………… 80

3.2.6 UNE-EN 1856-1/2004 Chimeneas. Requisitos para chimeneas metálicas.

Chimeneas modulares…………………………………………………………………….. 83

3.2.7 UNE-EN 1856-2/2005 Chimeneas. Requisitos para chimeneas metálicas.

Conductos interiores y conductos de unión metálicos……………………………………. 84

3.2.8 UNE-EN 13384-1/2003 Chimeneas. Métodos de cálculo térmicos y de fluido

dinámicos. Parte 1: Chimeneas que se utilizan con un solo aparato…………………….. 85

3.2.9 UNE-EN 13384-2/2005 Chimeneas. Métodos de cálculo térmicos y de fluido

dinámicos. Parte 2: Chimeneas que prestan servicio a más de un aparato………………. 86

Índice

iii

3.2.10 UNE-EN 13384-3/2007 Chimeneas. Métodos de cálculo térmicos y de fluidodinámicos.

Parte 3: Métodos para el desarrollo de gráficos y tablas para las chimeneas que

prestan servicio a un único aparato………………………………………………………. 88

3.2.10.1 Principio del método……………………………………………………………. 89

3.2.10.2 Procedimiento del uso…………………………………………………………... 89

3.2.10.3 Características para elaborar un gráfico o tabla según anexos normativos……. 90

3.3 Normas tecnológicas recomendadas……………………………………………………………… 92

3.3.1 NTE-ISH/1974 Norma tecnológica de edificación. Instalaciones de salubridad,

humos y gases……………………………………………………………………………. 93

3.3.1.1 Material y dimensiones………………………………………………………….. 94

3.3.1.2 Construcción……………………………………………………………………... 94

3.3.2 RS-U-03 Recomendación técnica.……………………………………………………….. 95

3.3.3 UNE 60.670-6/2005. Instalaciones receptoras de gas suministradas a una presión

máxima de operación inferior o igual a 5 bar. Parte 6: requisitos de configuración,

ventilación y evacuación de los PDC en los locales destinados a contener los

aparatos de gas……………………………………………………………………………. 96

3.3.3.1 Características del conducto de evacuación con salida directa al exterior

o a patio de ventilación…………………………………………………………………… 97

3.4 Normativa de diversas comunidades autónomas………………………………………………… 98

3.4.1 Comunidad de Madrid……………………………………………………………………. 98

3.4.2 Comunidad de Cantabria…………………………………………………………………. 99

3.4.3 Comunidad Autónoma Vasca……………………………………………………………. 100

3.4.4 Comunidad de La Rioja………………………………………………………………….. 103

3.4.5 Comunidad de Aragón……………………………………………………………………. 104

3.4.6 Comunidad de Castilla y León…………………………………………………………… 105

3.5 Figuras anexas del capítulo 3……………………………………………………………………... 106

4. ESTUDIO DE LAS NORMAS DE LA CEE. NORMAS (EN) Y PROYECTOS DE NORMA (PREN).

4.1 Introducción………………………………………………………………………………………..146

4.2 EN 1443-2003. Requisitos generales de chimeneas………………………………………………. 146

4.2.1 Definiciones………………………………………………………………………………. 147

4.2.2 Clasificación……………………………………………………………………………… 149

4.2.2.1 Temperatura……………………………………………………………………… 149

4.2.2.2 Presión…………………………………………………………………………… 149

4.2.2.3 Comportamiento frente a los condensados………………………………………. 150

4.2.2.4 Resistencia a la corrosión………………………………………………………... 150

4.2.2.5 Resistencia al fuego de hollín……………………………………………………. 150

Índice

iv

4.2.2.6 Distancia a materiales combustibles……………………………………………... 151

4.2.2.7 Resistencia Térmica……………………………………………………………… 151

4.2.2.8 Pérdida de carga………………………………………………………………….. 151

4.2.2.9 Resistencia al fuego expresada en minutos……………………………………… 151

4.2.3 Dimensiones, formas y tolerancias……………………………………………………….. 152

4.2.4 Requisitos aplicables a chimeneas modulares y de obra…………………………………. 152

4.2.4.1 Resistencia mecánica y estabilidad………………………………………………. 152

4.2.4.2 Comportamiento térmico………………………………………………………… 152

4.2.4.3 Higiene, salud y medio ambiente………………………………………………... 152

4.2.4.4 Seguridad en el uso………………………………………………………………. 153

4.2.4.5 Ahorro de energía y aislamiento térmico………………………………………... 153

4.2.4.6 Criterios adicionales relativos al funcionamiento de la chimenea……………… 153

4.2.5 Marcado, etiquetado e instrucciones……………………………………………………... 153

4.2.5.1 Componentes de las chimeneas………………………………………………….. 153

4.2.5.2 Chimenea………………………………………………………………………… 153

4.2.6 Evaluación del producto………………………………………………………………….. 154

4.2.7 Anexos……………………………………………………………………………………. 154

4.3 EN 1457-1999. Conductos de humos de arcilla y cerámicos…………………………………….. 154

4.3.1 Conductos de humo y aberturas de inspección…………………………………………… 155

4.3.1.1 Secciones de los conductos de humo…………………………………………….. 155

4.3.1.2 Aberturas de inspección, tubos de conexión y puertas de visita………………… 155

4.3.2 Definiciones………………………………………………………………………………. 155

4.3.3 Clases de conductos de humo…………………………………………………………….. 156

4.3.4 Materiales………………………………………………………………………………… 156

4.3.5 Dimensiones……………………………………………………………………………… 156

4.3.5.1 Diámetro interno de conductos…………………………………………………... 156

4.3.5.2 Altura……………………………………………………………………………... 156

4.3.5.3 Ángulo de curvatura……………………………………………………………... 156

4.3.5.4 Rectitud………………………………………………………………………….. 157

4.3.5.5 Escuadrado de los extremos……………………………………………………... 157

4.3.5.6 Desviación de la forma de la sección transversal……………………………….. 157

4.3.5.7 Uniones…………………………………………………………………………... 157

4.3.6 Resistencia a la compresión………………………………………………………………. 157

4.3.7 Estanqueidad a los gases (Ensayo de fuga) después del ensayo de choque

térmico para conductos de humo rectos………………………………………………….. 158

4.3.7.1 Ensayo inicial……………………………………………………………………. 158

4.3.7.2 Ensayo final de estanqueidad a los gases después de los ensayos

Índice

v

de choque térmico………………………………………………………………………… 158

4.3.8 Resistencia a los ácidos…………………………………………………………………... 158

4.3.9 Absorción de agua y densidad aparente………………………………………………….. 158

4.3.10 Resistencia al deshollinamiento………………………………………………………….. 158

4.3.11 Permeabilidad al agua y al vapor de agua………………………………………………... 158

4.3.12 Resistencia térmica……………………………………………………………………….. 159

4.3.13 Evaluación de la conformidad……………………………………………………………. 159

4.3.13.1 Muestreo y ensayos…………………………………………………………….. 159

4.3.13.2 Muestreo para el control de la calidad en el taller del fabricante……………… 159

4.3.13.3 Muestreo para lotes rechazados sometidos a un nuevo control………………… 159

4.3.13.4 Ensayos de tipo…………………………………………………………………. 159

4.3.13.5 Aseguramiento de la calidad…………………………………………………… 160

4.3.14 Métodos de ensayo……………………………………………………………………….. 160

4.3.15 Designación………………………………………………………………………………. 160

4.3.16 Marcado…………………………………………………………………………………... 161

4.3.17 Anexos……………………………………………………………………………………. 161

4.3.17.1 Normativo………………………………………………………………………. 161

4.3.17.2 Informativo……………………………………………………………………... 161

4.4 EN 1856-1:2003. Requisitos para chimeneas metálicas. Parte 1: Chimeneas modulares………… 161

4.4.1 Declaración del fabricante para el ensayo de tipo………………………………………... 162

4.4.2 Dimensiones y tolerancias………………………………………………………………... 162

4.4.3 Requisitos de comportamiento…………………………………………………………… 162

4.4.4 Información del producto………………………………………………………………… 163

4.4.5 Marcado del producto…………………………………………………………………….. 163

4.4.6 Designación del producto………………………………………………………………… 164

4.4.7 Evaluación de la conformidad……………………………………………………………. 164

4.4.8 Anexos……………………………………………………………………………………. 164

4.4.8.1 Normativos………………………………………………………………………. 164

4.4.8.2 Informativos……………………………………………………………………... 164

4.5 EN 1856-2:2004. Requisitos para chimeneas metálicas. Parte 2: Conductos interiores y

conductos de unión metálicos…………………………………………………………………………. 164

4.5.1 Características del producto declaradas por el fabricante……………………………….. 165

4.5.1.1 Materiales………………………………………………………………………... 165

4.5.1.2 Dimensiones……………………………………………………………………... 165

4.5.2 Dimensiones y tolerancias………………………………………………………………... 165

4.5.2.1 Diámetro………………………………………………………………………… 165

4.5.2.2 Longitud de un enlace flexible………………………………………………….. 165

Índice

vi

4.5.3 Características requeridas………………………………………………………………… 165

4.5.4 Información del producto………………………………………………………………… 166

4.5.5 Marcado del producto…………………………………………………………………….. 166

4.5.6 Designación………………………………………………………………………………. 166

4.5.7 Evaluación de la conformidad……………………………………………………………. 166

4.5.8 Anexos……………………………………………………………………………………. 166

4.6 EN 1857:2003+A1:2008. Chimeneas. Componentes. Conductos interiores de hormigón………. 167

4.6.1 Materiales y definiciones de chimeneas…………………………………………………. 167

4.6.1.1 Materiales………………………………………………………………………... 167

4.6.1.2 Definición……………………………………………………………………….. 167

4.6.2 Armadura…………………………………………………………………………………. 167

4.6.3 Tratamiento superficial…………………………………………………………………… 167

4.6.4 Tolerancias……………………………………………………………………………….. 167

4.6.4.1 Dimensionado…………………………………………………………………… 167

4.6.4.2 Estiramiento…………………………………………………………………….. 167

4.6.4.3 Cuadratura………………………………………………………………………. 168

4.6.5 Características requeridas………………………………………………………………… 168

4.6.6 Designación………………………………………………………………………………. 168

4.6.7 Marcado…………………………………………………………………………………... 168

4.6.8 Información del producto………………………………………………………………… 168

4.6.9 Evaluación de la conformidad……………………………………………………………. 169

4.6.10 Control de la producción…………………………………………………………………. 169

4.6.11 Anexos……………………………………………………………………………………. 169

4.6.11.1 Normativos……………………………………………………………………... 169

4.6.11.2 Informativos……………………………………………………………………. 169

4.7 EN 1858:2003. Chimeneas. Bloques para conductos de hormigón………………………………. 169

4.7.1 Materiales y tipificación de los bloques…………………………………………………. 170

4.7.2 Armadura…………………………………………………………………………………. 170

4.7.3 Tratamiento superficial…………………………………………………………………… 170

4.7.4 Formas, dimensiones y tolerancias……………………………………………………….. 170

4.7.4.1 Formas…………………………………………………………………………... 170

4.7.4.2 Tolerancias………………………………………………………………………. 170

4.7.4.3 Estiramiento……………………………………………………………………………….170

4.7.4.4 Cuadratura……………………………………………………………………….. 170

4.7.5 Características……………………………………………………………………………. 171

4.7.6 Designación………………………………………………………………………………. 171

4.7.7 Marcado…………………………………………………………………………………... 171

Índice

vii

4.7.8 Información del producto………………………………………………………………… 171

4.7.9 Evaluación de la conformidad……………………………………………………………. 172

4.7.10 Control de la producción…………………………………………………………………. 172

4.7.11 Anexos……………………………………………………………………………………. 172

4.7.11.1 Normativos……………………………………………………………………... 172

4.7.11.2 Informativos……………………………………………………………………. 172

4.8 EN1859:2000. Chimeneas metálicas. Métodos de ensayo……………………………………….. 172

4.8.1 Métodos de ensayo para los componentes de chimeneas metálicas……………………… 173

4.8.2 Informe de ensayos……………………………………………………………………….. 173

4.8.3 Anexos……………………………………………………………………………………. 173

4.8.3.1 Normativos………………………………………………………………………. 173

4.8.3.2 Informativos……………………………………………………………………… 174

4.9 EN 12446:2003. Chimeneas. Componentes. Elementos de pared exterior de hormigón………… 174

4.9.1 Materiales y designación de elementos de pared exterior………………………………... 174

4.9.1.1 Materiales……………………………………………………………………….. 174

4.9.1.2 Definición y clases………………………………………………………………. 174

4.9.2 Armadura…………………………………………………………………………………. 174

4.9.3 Tratamiento superficial…………………………………………………………………… 174

4.9.4 Formas, dimensiones y tolerancias……………………………………………………….. 175

4.9.4.1 Formas…………………………………………………………………………... 175

4.9.4.2 Dimensiones…………………………………………………………………….. 175

4.9.4.3 Tolerancias………………………………………………………………………. 175

4.9.4.4 Cuadratura………………………………………………………………………. 175

4.9.5 Características……………………………………………………………………………. 175

4.9.6 Designación………………………………………………………………………………. 175

4.9.7 Marcado…………………………………………………………………………………... 176

4.9.8 Información del producto………………………………………………………………… 176

4.9.9 Evaluación de la conformidad……………………………………………………………. 176

4.9.10 Control de la producción…………………………………………………………………. 176

4.9.11 Anexos……………………………………………………………………………………. 176

4.9.11.1 Normativo………………………………………………………………………. 176

4.9.11.2 Informativo……………………………………………………………………... 177

4.10 EN 13063-1:2002+A1:2007. Chimeneas con conductos interiores de arcilla o

cerámicos. Parte 1: Requisitos y métodos de ensayo para la resistencia al fuego de hollín…………. 177

4.10.1 Formas, dimensiones y tolerancias………………………………………………. ……… 178

4.10.1.1 Conductos………………………………………………………………………. 178

4.10.1.2 Aislante…………………………………………………………………………. 178

Índice

viii

4.10.1.3 Elementos de pared exterior……………………………………………………. 178

4.10.1.4 Puerta de limpieza e inspección………………………………………............... 178

4.10.2 Requisitos de los materiales……………………………………………………………… 178

4.10.2.1 Requisitos generales para componentes………………………………..………. 178

4.10.2.2 Seguridad de uso………………………………………………………………... 179

4.10.2.3 Higiene, salud y medioambiente……………………………………………….. 179

4.10.2.4 Puertas de limpieza e inspección……………………………………………….. 179

4.10.2.5 Revestimientos y accesorios expuestos a hielo-deshielo……………… ……… 179

4.10.3 Cambio de un componente de una chimenea…………………………………………….. 179

4.10.3.1 Cambio de conducto (tramo)…………………………………………................ 179

4.10.3.2 Cambio de las secciones abiertas………………………………………………. 179

4.10.3.3 Cambio del aislamiento………………………………………………………… 179

4.10.3.4 Cambio de los materiales de juntas para la parte interior de los

conductos…………………………………………………………………………………. 180

4.10.3.5 Cambio de los elementos de la pared exterior…………………………………. 180

4.10.3.6 Cambio de puertas de inspección y limpieza…………………………………... 180

4.10.4 Designación………………………………………………………………………………. 180

4.10.5 Información del producto………………………………………………………………… 180

4.10.6 Marcado y etiquetado…………………………………………………………………….. 181

4.10.7 Evaluación de conformidad………………………………………………………............. 181

4.10.8 Anexos……………………………………………………………………………………. 181

4.10.8.1 Normativos……………………………………………………………………... 181

4.10.8.2 Informativos……………………………………………………………………. 181

4.11 EN 13063-2:2005+A1:2007. Chimeneas con conductos interiores de arcilla o

cerámicos. Parte 2: Requisitos y métodos de ensayo en condiciones húmedas………………………. 182

4.11.1 Formas, dimensiones y tolerancias……………………………………………………….. 183

4.11.1.1 Conductos………………………………………………………………………. 183

4.11.1.2 Aislante…………………………………………………………………………. 183

4.11.1.3 Elementos de pared exterior……………………………………………………. 183

4.11.1.4 Puertas de limpieza e inspección……………………………………………….. 183

4.11.2 Requisitos de los materiales……………………………………………………………… 183

4.11.2.1 Requisitos generales para componentes………………………………………... 183

4.11.2.2 Seguridad de uso………………………………………………………………... 183

4.11.2.3 Higiene, salud y medioambiente……………………………………………….. 183

4.11.2.4 Puertas de limpieza e inspección……………………………………………….. 184

4.11.2.5 Revestimientos y accesorios expuestos a congelaciones y

deshielos………………………………………………………………………………….. 184

Índice

ix

4.11.3 Cambio de un componente de una chimenea…………………………………………….. 184

4.11.3.1 Cambio de conducto……………………………………………………………. 184

4.11.3.2 Cambio de las secciones abiertas………………………………………………. 184

4.11.3.3 Cambio de aislamiento…………………………………………………………. 184

4.11.3.4 Cambio de los materiales de unión para la parte interior de los

conductos…………………………………………………………………………………. 185

4.11.3.5 Cambio de los elementos de la pared exterior…………………………………. 185

4.11.3.6 Cambio de las puertas de inspección y limpieza……………………………….. 185

4.11.4 Designación………………………………………………………………………………. 185

4.11.5 Información del producto………………………………………………………………… 185

4.11.6 Marcado y etiquetado……………………………………………………………………... 186

4.11.7 Evaluación de conformidad……………………………………………………………….. 186

4.11.8 Anexos…………………………………………………………………………………….. 186

4.11.8.1 Normativos……………………………………………………………………... 186

4.11.8.2 Informativos……………………………………………………………………. 186

4.12 EN 13063-3:2008. Chimeneas con conductos interiores de arcilla o cerámicos.

Parte 3: Requisitos y métodos de ensayo para chimeneas con sistema de tiro de aire………………. 187

4.12.1 Formas, dimensiones y tolerancias………………………………………………………. 187

4.12.1.1 Chimenea con sistema de tiro de aire…………………………………………... 187

4.12.1.2 Terminales……………………………………………………………………… 188

4.12.1.3 Aberturas para igualar presiones……………………………………………….. 188

4.12.1.4 Dimensiones del conducto de aire……………………………………………… 188

4.12.2 Requisitos………………………………………………………………………………… 188

4.12.2.1 Requisitos generales para componentes……………………………………….. 188

4.12.2.2 Requisitos de los materiales para las chimeneas……………………………… 188

4.12.2.3 Resistencia mínima a compresión para una sección con abertura para

igualar presiones………………………………………………………………………….. 188

4.12.2.4 Elementos de pared exterior……………………………………………………. 189

4.12.2.5 Seguridad de utilización………………………………………………………... 189

4.12.2.6 Resistencia al fuego exterior a exterior………………………………………… 189

4.12.2.7 Requisitos aerodinámicos………………………………………………………. 189

4.12.3 Reemplazo de los componentes individuales de chimeneas con sistema de tiro de aire

4.12.4 Designación………………………………………………………………………………. 189

4.12.5 Información del producto………………………………………………………………… 190

4.12.6 Marcado y etiquetado…………………………………………………………………….. 190

4.12.7 Evaluación de conformidad………………………………………………………………. 190

4.12.8 Anexos……………………………………………………………………………………. 191

Índice

x

4.12.8.1 Normativos……………………………………………………………………... 191

4.12.8.2 Informativos……………………………………………………………………. 191

4.13 EN 13069:2005. Chimeneas. Paredes exteriores de arcilla o cerámicas para

chimeneas modulares. Requisitos y métodos de ensayo……………………………………………… 191

4.14 EN 13384-1:2002. Métodos de cálculo térmico y de fluidos dinámicos.

Parte 1: Chimeneas que se utilizan con un único aparato…………………………………………….. 192

4.14.1 Método de cálculo………………………………………………………………………... 192

4.14.2 Aire secundario para chimeneas de presión negativa……………………………………. 193

4.14.2.1 Presiones………………………………………………………………………... 194

4.14.2.2 Temperatura requerida con aire secundario……………………………………. 194

4.14.3 Anexos……………………………………………………………………………………. 194

4.15 EN 13384-2:2003. Métodos de cálculo térmico y de fluidos dinámicos.

Parte 2: Chimeneas que prestan servicio a más de un generador de calor……………………………. 194

4.15.1 Método de cálculo………………………………………………………………………... 195

4.15.2 Características de los PDC de las calderas………………………………………………. 195

4.15.3 Datos para la chimenea y los enlaces…………………………………………………….. 196

4.15.4 Datos básicos para el cálculo…………………………………………………………….. 196

4.15.5 Determinación de las temperaturas………………………………………………………. 196

4.15.6 Cálculos de mezcla……………………………………………………………………….. 196

4.15.7 Datos de los PdC…………………………………………………………………………. 197

4.15.8 Densidad y velocidad de los PdC………………………………………………………… 197

4.15.9 Tiro a la salida del enlace y tiro a la entrada del tramo de chimenea……………………. 197

4.15.9.1 Tiro a la entrada del segmento de chimenea…………………………………… 197

4.15.9.2 Requisito y cálculo de tiro a la salida del enlace………………………………. 197

4.15.10 Temperatura de la pared interior…………………………………………………………. 198

4.15.11 Instalaciones en cascada……………………………………………………….................. 198

4.15.11.1 Proceso de cálculo…………………………………………………………….. 198

4.15.12 Chimeneas de flujo equilibrado (Doble conducto)………………………………………. 199

4.15.12.1 Proceso de cálculo…………………………………………………………….. 199

4.15.13 Anexos…………………………………………………………………………………… 200

4.16 EN 13384-3:2005. Métodos para el desarrollo de gráficos y de tablas para las chimeneas

que prestan servicio a un único generador…………………………………………………………….. 201

4.16.1 Principio de método………………………………………………………………………. 201

4.16.2 Procedimiento del uso……………………………………………………………………. 202

4.17 EN 13501-2:2007. Clasificación en función del comportamiento frente al fuego de

los PdC y elementos para la edificación. Parte 2: Clasificación a partir de datos obtenidos

de los ensayos de resistencia al fuego excluidas las instalaciones de ventilación…………… ……… 203

Índice

xi

4.18 Figuras anexas del capítulo 4…………………………………………………………………… 205

BLOQUE 3 – METODOLOGÍA Y RESULTADOS

5. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO. CARACTERÍSTICAS DEL SOFTWARE CIENTÍFICO

Y DE SIMULACIÓN. ELECCIÓN DEL PAQUETE INFORMÁTICO STARCCM+

5.1 Metodología y procedimiento…………………………………………………………………….. 214

5.2 Introducción………………………………………………………………………………………..214

5.3 Utilidad……………………………………………………………………………………………. 215

5.4 Algunas ventajas e inconvenientes………………………………………………………………... 216

5.5 Explicación resumida del método………………………………………………………………… 218

5.6 Resolución numérica de las ecuaciones de flujo………………………………………………….. 218

5.6.1 Ecuaciones que describen el movimiento de un fluido…………………………………... 218

5.6.2 Modelos de turbulencia…………………………………………………………………... 219

5.6.3 Discretización de las ecuaciones de flujo………………………………………………… 223

5.6.3.1 Métodos de los volúmenes finitos……………………………………………….. 224

5.6.4 Resolución de las ecuaciones discretizadas……………………………………………… 226

5.6.5 Dependencia del tiempo y no linealidad. Esquemas implícitos de integración temporal.. 226

5.6.6 Condiciones de contorno…………………………………………………………………. 228

5.6.7 Metodología………………………………………………………………………………. 228

5.7 Características específicas del código STARCCM+……………………………………………… 230

5.7.1 Condiciones de contorno…………………………………………………………………. 230

5.7.1.1 Velocity inlet……………………………………………………………………. 232

5.7.1.2 Mass flow inlet………………………………………………………………….. 233

5.7.1.3 Pressure outlet…………………………………………………………………… 234

5.7.1.4 Wall……………………………………………………………………………... 236

5.7.1.5 Planos de simetría……………………………………………………………….. 238

5.7.1.6 Stagnation inlet…………………………………………………………………... 238

5.7.2 Modelos de turbulencia…………………………………………………………………... 239

5.7.2.1 Modelo de turbulencia Realizable k-ε Two-Layer……………………………….. 240

6. CÁLCULO Y DISEÑO DE CHIMENEAS COLECTIVAS PARA CALDERAS ESTANCAS

INDIVIDUALES A GAS SEGÚN NORMATIVA

6.1 Objeto y campo de aplicación…………………………………………………………………….. 245

6.2 Normas para consulta……………………………………………………………………………... 245

6.3 Símbolos y definiciones…………………………………………………………………………... 246

6.4 Elección de la chimenea…………………………………………………………………………... 247

Índice

xii

6.4.1 Requisitos legales………………………………………………………………………… 247

6.4.1.1 Temperatura……………………………………………………………………… 247

6.4.1.2 Presión…………………………………………………………………………... 247

6.4.1.2.1 Chimeneas individuales (Un solo aparato)……………………………. 247

6.4.1.2.1.1 Caso general………………………………………………... 247

6.4.1.2.1.2 Chimeneas individuales conectadas a calderas

de condensación…………………………………………………………. 248

6.4.1.2.2 Chimeneas colectivas (Varios aparatos)……………………………… 248

6.4.1.2.2.1 Caso general………………………………………………... 248

6.4.1.2.2.2. Chimeneas colectivas para calderas de baja

temperatura o de condensación………………………………………….. 248

6.4.1.3 Resistencia a los condensados…………………………………………………... 249

6.4.1.4 Resistencia a la corrosión………………………………………………………... 249

6.4.1.5 Resistencia al fuego de hollín………………………………………………........ 250

6.4.2 Requisitos específicos……………………………………………………………………. 250

6.4.2.1 Chimeneas metálicas. Designación según las Normas UNE-EN

1856-1 y UNE-EN 1856-2………………………………………………………………... 250

6.4.2.1.1 Chimeneas modulares metálicas………………………………………. 250

6.4.2.1.2 Conductos interiores metálicos para entubamiento,

rígidos o flexibles………………………………………………………………... 250

6.4.2.1.3 Conductos de unión metálicos rígidos………………………………… 250

6.4.2.1.4 Resistencia a la corrosión……………………………………………... 250

6.4.2.1.4.1 Clases de resistencia a la corrosión………………………… 250

6.4.2.1.4.2 Material de la pared interior……………………………….. 251

6.4.2.1.5 Tablas de sección de chimeneas metálicas……………………………. 252

6.4.2.2 Requisitos específicos para chimeneas de plástico. Designación

según la norma UNE-EN 14471………………………………………………………….. 253

6.4.2.2.1 Resistencia a la corrosión de chimeneas de plástico………………….. 253

6.4.2.2.2 Emplazamiento………………………………………………………... 253

6.4.2.2.3 Reacción al fuego y clase de envolvente……………………………… 253

6.4.2.2.4 Tablas de selección de chimeneas de plástico………………………… 254

6.4.3 Resistencia a la corrosión ambiental de chimeneas metálicas y con conducto

interior de plástico………………………………………………………………………………… 254

6.5 Diseño……………………………………………………………………………………………... 256

6.5.1 Generalidades…………………………………………………………………………….. 256

6.5.2 Cálculo de la sección……………………………………………………………………... 256

6.5.3 Instalación exterior……………………………………………………………………….. 256

Índice

xiii

6.5.3.1 Generalidades…………………………………………………………………… 256

6.5.3.2 Particularidades sobre chimeneas de plástico…………………………………… 256

6.5.4 Instalación interior………………………………………………………………………... 257

6.5.4.1 Instalación interior en locales habitados………………………………………… 257

6.5.4.2 Instalación interior en patinillos o galerías de obra…………………………….. 257

6.5.4.3 Particularizaciones sobre chimeneas de plástico………………………………… 258

6.5.5 Chimeneas individuales (un solo aparato)……………………………………………….. 258

6.5.5.1 Conducto de unión o tramo horizontal de la chimenea…………………………. 258

6.5.5.2 Tramo vertical de la chimenea…………………………………………………... 258

6.5.6 Chimeneas colectivas (Más de un aparato)………………………………………………. 259

6.5.6.1 Generalidades…………………………………………………………………… 259

6.5.6.2 Configuración multientrada……………………………………………………... 259

6.5.6.2.1 Conexiones……………………………………………………………. 259

6.5.6.2.2 Chimenea……………………………………………………………… 259

6.5.6.2.2.1 Requisitos generales………………………………………... 259

6.5.6.2.2.2 Requisitos específicos. Chimeneas conectadas

a aparatos estancos………………………………………………………. 259

6.5.6.3 Configuración en cascada……………………………………………………….. 260

6.5.6.3.1 Conductos de unión…………………………………………………… 260

6.5.6.3.1.1 Tramo horizontal de chimenea o colector………………….. 260

6.6 Remate de la chimenea…………………………………………………………………………… 260

6.6.1 Diseño…………………………………………………………………………………….. 260

6.6.2 Distancias…………………………………………………………………….................... 260

6.7 Medición, inspección y limpieza………………………………………………………………… 261

6.8 Protección contra el ruido…………………………………………………………………………261

6.9 Soportación de la chimenea…………………………………………………………..................... 261

6.10 Anexo B (Informativo) de la Norma. Características de los combustibles…………………….. 261

6.11 Anexo C (Informativo) de la Norma. Catos de funcionamiento de los

generadores de calor…………………………………………………………………………………... 262

6.11.1 Rendimiento……………………………………………………………………………… 262

6.11.2 Contenido en volumen de CO2 en humos y relación CO2max / CO2........... ………………. 262

6.11.3 Coeficiente corrector cc del exceso de aire………………………………………………. 262

6.11.4 Temperatura de humos en salida de generador…………………………………………... 263

6.11.5 Depresión en hogares de generadores de calor (Combustibles gaseosos y líquidos)……. 263

6.11.6 Calor específico de los humos a presión constante………………………………………. 263

6.11.7 Temperatura de roció del vapor de agua………………………………………………… 263

6.12 Anexo D (Informativo) de la Norma. Coeficientes pérdidas localizadas………………….. 264

Índice

xiv

6.13 Anexo E (informativo) de la Norma. Temperatura del aire exterior…………………………… 264

6.14 Anexo F (Normativo) de la Norma. Cálculo de la resistencia térmica de la chimenea………… 264

6.15 Figuras anexas del capítulo 6……………………………………………………………………. 265

7. RENDIMIENTOS DE INSTALACIONES CON CALDERAS EN CONDICIONES REALES

7.1 Introducción………………………………………………………………………………………..270

7.2 Método de cálculo………………………………………………………………………………….270

7.3 Resultados obtenidos……………………………………………………………………………… 272

7.3.1 Temperatura ambiente superior a 20 ºC………………………………………………….. 272

7.3.1.1 Comentarios a los resultados…………………………………………………….. 272

7.3.2 Temperaturas exteriores de 11 y 13 ºC…………………………………………………… 273

7.3.2.1 Comentarios a los resultados…………………………………………………….. 273

7.4 Consideraciones sobre los rendimientos………………………………………………………….. 273

7.5 Consideraciones sobre el ahorro energético y el ahorro ambiental………………………………. 275

7.6 Ejemplo de medidas realizadas………………………………………………………………….... 277

7.6.1 Introducción………………………………………………………………………………. 277

7.6.2 Situación de las calderas en las viviendas………………………………………………... 278

7.6.3 La instalación……………………………………………………………………………... 278

7.6.4 Análisis de los Productos de Combustión………………………………………………... 279

7.6.5 Temperaturas y caudal en las calderas…………………………………………………… 289

7.7 Conclusiones……….……………………………………………………………………………….298

7.8 Discusión de resultados…………………………………………………………………………… 298

7.9 Figuras Anexas al capítulo 7……………………………………………………………………….300

7.10 Fotos Anexas al capítulo 7……………………………………………………………………...... 301

8. ESTUDIO DE LA SUSTITUCIÓN DE CALDERAS ATMOSFÉRICAS POR ESTANCAS

EVACUANDO POR CHIMENEAS COLECTIVAS EN VIVIENDA HABITADA

8.1 Introducción……………………………………………………………………………………….315

8.2 Metodología de la inspección y su discusión…………………………………………………….. 315

8.2.1 Análisis de la situación inicial……………………………………………………………. 315

8.2.2 Inspección del sistema de evacuación de humos…………………………………………. 317

8.2.3 Resultado de los análisis………………………………………………………………….. 319

8.2.4 Informe a emitir…………………………………………………………………………... 320

8.2.5 Análisis, en su caso, de la nueva situación……………………………………………….. 321

8.3 Mantenimiento del sistema de evacuación de humos……………………………………………. 321

8.4 Repercusión de los condensados. Determinación de la temperatura de condensación

Índice

xv

de los humos procedentes de las combustiones en calderas individuales a gas………………………. 321

8.5 Estudio fluidodinámico de la evacuación de humos……………………………………………... 323

8.5.1 La chimenea………………………………………………………………………………. 323

8.5.2 Conducto de evacuación de humos………………………………………………………. 324

8.5.3 Las calderas………………………………………………………………………………. 325

8.5.4 Los parámetros físicos……………………………………………………………………. 325

8.5.5 Los cálculos del estudio…………………………………………………………………... 326

8.5.6 Análisis gráficos de los resultados……………………………………………………….. 335

8.5.6.1 Caso 1. Todas las calderas funcionando a la vez………………………………... 336

8.5.6.2 Caso 2. La 1ª caldera en marcha. El resto paradas……………………………… 339

8.5.6.3 Caso 3. La 2ª caldera en marcha. El resto paradas……………………………… 343

8.5.6.4 Caso 4. La 3ª caldera en marcha. El resto paradas……………………………… 346

8.5.6.5 Caso 5. La 4ª caldera en marcha. El resto paradas……………………………… 349

8.5.6.6 Caso 6. La 5ª caldera en marcha. El resto paradas……………………………… 352

8.5.6.7 Caso 7. La caldera del 1º y 2º piso en marcha. El resto paradas………………... 355

8.5.6.8 Caso 8. La caldera del 1º y 3º piso en marcha. El resto paradas………………... 358

8.5.6.9 Caso 9. La caldera del 1º y 4º piso en marcha. El resto paradas………………... 361

8.5.6.10 Caso 10. La caldera del 1º y 5º piso en marcha. El resto paradas……………… 364

8.5.6.11 Caso 11. La caldera del 2º y 3º piso en marcha. El resto paradas……………… 367

8.5.6.12 Caso 12. La caldera del 2º y 4º piso en marcha. El resto paradas……………… 370

8.5.6.13 Caso 13. La caldera del 2º y 5º piso en marcha. El resto paradas……………… 373

8.5.6.14 Caso 14. La caldera del 3º y 4º piso en marcha. El resto paradas……………… 376

8.5.6.15 Caso 15. La caldera del 3º y 5º piso en marcha. El resto paradas……………… 379

8.5.6.16 Caso 16. La caldera del 4º y 5º piso en marcha. El resto paradas……………… 382

8.5.6.17 Caso 17. La caldera del 1º, 2º y 3º piso en marcha. El resto paradas…………... 385

8.5.6.18 Caso 18. La caldera del 1º, 2º y 4º piso en marcha. El resto paradas…………... 388

8.5.6.19 Caso 19. La caldera del 1º, 2º y 5º piso en marcha. El resto paradas…………... 391

8.5.6.20 Caso 20. La caldera del 2º, 3º y 4º piso en marcha. El resto paradas…………... 394

8.5.6.21 Caso 21. La caldera del 2º, 3º y 5º piso en marcha. El resto paradas….. ……… 397

8.5.6.22 Caso 22. La caldera del 3º, 4º y 5º piso en marcha. El resto paradas….. ……… 400

8.5.6.23 Caso 23. La caldera del 3º, 4º y 1º piso en marcha. El resto paradas…………... 403

8.5.6.24 Caso 24. La caldera del 1º, 2º, 3º y 4º piso en marcha. La última parada……… 406

8.5.6.25 Caso 25. La caldera del 2º, 3º, 4º y 5º piso en marcha. La primera parada…….. 409

8.5.7 Conclusiones del estudio de CFD………………………………………………………….412

8.6 Caso real. Presentación de resultados y análisis de la experiencia………………………………. 414

8.6.1 Ensayos realizados………………………………………………………………………... 414

8.6.2 Filmación del interior de las chimeneas………………………………………………….. 415

Índice

xvi

8.6.3 Pruebas de estanqueidad………………………………………………………………….. 415

8.6.4 Análisis de combustión de las calderas…………………………………………………... 419

8.6.5 Conclusiones del estudio…………………………………………………………………. 444

8.7 Discusión de resultados…………………………………………………………………………... 445

8.8 Figuras anexas del capítulo 8…………………………………………………………………….. 447

8.9 Fotografías anexas del capítulo 8………………………………………………………………… 454

8.10 Tablas anexas del capítulo 8……………………………………………………………………... 467

9. ESTUDIO SOBRE EL ESTADO Y FUNCIONAMIENTO DEL CONDUCTO DE EVACUACIÓN

DE HUMOS EN UNA VIVIENDA. CALIDAD DE AIRE INTERIOR

9.1 Introducción……………………………………………………………………………………….470

9.2 El CO2 cuando se evalúa la calidad del aire interior…………………………………................... 472

9.2.1 Identificación de parámetros a través de mediciones de CO2……………………………. 477

9.3 Difusión de contaminantes en viviendas………………………………………………….............. 481

9.3.1 Dióxido de Nitrógeno (NO2)……………………………………………………………... 481

9.3.2 Monóxido de Nitrógeno (NO)……………………………………………………………. 483

9.3.3 Monóxido de Carbono (CO)……………………………………………………………… 483

9.3.4 Dióxido de Carbono (CO2)……………………………………………………………….. 484

9.4 Estudio y análisis, de un caso relacionado con la seguridad de las calderas y su

evacuación de humos, con CFD…………………………………………………………………... 486

9.5 Modelo realizado, casos estudiados y sus resultados…………………………………….. ……… 487

9.5.1 Geometría y mallado……………………………………………………………………... 487

9.5.2 Condiciones de contorno…………………………………………………………………. 488

9.5.3 Casos estudiados y resultados……………………………………………………………. 490

9.6 Algunas consideraciones sobre el revoco…………………………………………………………. 494

9.7 Estudio sobre el estado y funcionamiento del conducto de evacuación de humos de

una vivienda. Estudio de un caso real……………………………………………………………. 495

9.7.1 Introducción………………………………………………………………………………. 495

9.7.2 Inspección y análisis de la chimenea……………………………………………………... 496

9.7.3 Medición y análisis de la dispersión de contaminantes en la vivienda………………….. 497

9.7.3.1 Recogida de datos en vivienda habitada…………………………………………. 498

9.7.3.2 Medición de las combustiones. Calderas funcionando en modo

calefacción……………………………………………………………………................... 500

9.7.3.3 Medición de las combustiones. Calderas funcionando en modo

ACS………………………………………………………………………………………. 502

9.8 Discusión de los resultados……………………………………………………………………… 504

9.9 Figuras anexas al capítulo 9……………………………………………………………………… 506

Índice

xvii

9.10Fotografías anexas al capítulo 9………………………………………………………………….. 532

10. MEDICIÓN Y ESTUDIO DE LA SATURACIÓN AL EVACUAR LOS PdC A PATIO INTERIOR

DE VIVIENDA HABITADA.

10.1 Introducción……………………………………………………………………………………... 549

10.2 Metodología de la inspección……………………………………………………………………550

10.2.1 Análisis de la situación……………………………………………………………………. 550

10.2.2 Inspección de un patio de viviendas………………………………………………………. 552

10.2.3 Obtención de resultados…………………………………………………………………... 553

10.3 Análisis de la saturación, al evacuar los PdC a un patio interior de un bloque de viviendas…… 553

10.3.1 Situación de la vivienda. Antecedentes históricos……………………………………….. 553

10.3.2 Tipología de evacuación de los PdC……………………………………………………... 555

10.3.3 Realización de los ensayos……………………………………………………………….. 555

10.3.3.1 Toma de datos en condiciones iniciales. Descripción del proceso…………….. 556

10.3.3.2 Calderas funcionando en modo ACS…………………………………………….557

10.3.3.3 Calderas funcionando en modo calefacción. Medición de las

combustiones en las calderas…………………………………………………………….. 559

10.3.3.3.1 Análisis de la combustión……………………………………………. 560

10.3.3.4 Ensayo del número máximo de calderas que pueden verter al patio

según normativa……………………………………………………………………………567

10.3.4 El CO2 cuando se evalúa la calidad del aire interior en un patio de viviendas………… 568

10.3.5 Utilización del CO2 como gas trazador………………………………………………… 569

10.4 Conclusiones del estudio……………………………………………………………………….. 570

10.5 Discusión de resultados………………………………………………………………………… 571

10.6 Fotografías anexas del capítulo 10……………………………………………………………... 574

10.7 Figuras anexas del capítulo 10………………………………………………………………….. 581

11. ESTUDIO CON TECNOLOGÍA CFD DE LA SATURACIÓN DE PdC EN PATIOS INTERIORES

DE VIVIENDA HABITADA.

11.1 Introducción……………………………………………………………………………………....586

11.2 Estudio fluidodinámico de la saturación por evacuación de humos a un patio de viviendas…… 586

11.2.1 El patio de viviendas en el modelo……………………………………………………….. 586

11.2.1.1 Cálculo de las fracciones másicas a utilizar……………………………………. 588

11.2.2 Hipótesis de partida………………………………………………………………………. 589

11.2.2.1 Norma UNE-EN 13384-2:2005………………………………………………… 589

11.2.3 Modelo físico……………………………………………………………………………… 591

Índice

xviii

11.3 Los cálculos……………………………………………………………………………………...595

11.4 Análisis gráficos de los resultados……………………………………………………………… 598

11.4.1 Variables estudiadas y cálculos…………………………………………………………… 599

11.5 Conclusiones de los casos con CFD……………………………………………………………. 600

11.6 Discusión de resultados………………………………………………………………………… 601

11.7 Figuras anexas del capítulo 11………………………………………………………………….. 603

11.8 Fotografías anexas del capítulo 11……………………………………………………………... 622

12. ESTUDIO DE LA EVACUACIÓN DE HUMOS POR CHIMENEAS COLECTIVAS CON Y SIN

AISLAMIENTO

12.1 Introducción……………………………………………………………………………………. 623

12.2 Situación tras la evacuación de los PdC al interior del patio. Instalación de chimeneas

colectivas en el interior del patio……………………………………………………………………….623

12.3 Análisis de la situación tras la instalación de las chimeneas de simple pared………………… 624

12.4 Realización de los ensayos……………………………………………………………………... 626

12.4.1 Análisis de las combustiones en modo calefacción……………………………………… 627

12.4.1.1 Combustiones en modo calefacción a chimenea de doble pared,

diámetro de 200 mm, en mano B…………………………………………………………..627

12.4.1.2 Combustiones en modo calefacción a chimenea de doble pared,

diámetro de 250 mm, en mano C…………………………………………………………. 631

12.4.1.3 Combustiones en modo calefacción a chimenea de simple pared,

diámetro de 200 mm, en mano B…………………………………………………………. 634

12.4.1.4 Combustiones en modo calefacción a chimenea de simple pared,

diámetro de 250 mm, en mano C…………………………………………………………. 637

12.4.2 Análisis de las combustiones en modo ACS……………………………………………... 640

12.4.2.1 Combustiones en modo ACS a chimenea de doble pared,

diámetro de 200 mm, en mano B…………………………………………………………. 640

12.4.2.2 Combustiones en modo ACS a chimenea de doble pared,

diámetro de 250 mm, en mano C…………………………………………………………. 643

12.4.2.3 Combustiones en modo ACS a chimenea de simple pared,

diámetro de 200 mm, en mano B…………………………………………………………. 646

12.4.2.4 Combustiones en modo ACS a chimenea de simple pared,

diámetro de 250 mm, en mano C…………………………………………………………. 649

12.4.3 Estimación del flujo másico existente……………………………………………………. 653

12.5 Comparativa de datos en las diferentes chimeneas…………………………………………….. 654

12.6 Conclusiones de los ensayos del estudio en chimeneas………………………………………… 660

12.7 Estudio fluidodinámico de la evacuación de humos por chimeneas colectivas con y sin

Índice

xix

aislamiento…………………………………………………………………………………………….. 661

12.7.1 Las chimeneas metálicas modulares en el modelo………………………………………. 661

12.7.2 Hipótesis de partida………………………………………………………………………. 662

12.7.2.1 Norma UNE-EN 13384-2:2005………………………………………………... 662

12.7.2.2 Modelo físico…………………………………………………………………... 664

12.7.3 Los cálculos………………………………………………………………………………. 667

12.8 Análisis gráficos de los resultados……………………………………………………………… 669

12.9 Comparativas de datos en las diferentes chimeneas……………………………………………. 671

12.10 Conclusiones de los estudios en el programa STARCCM+…………………………………..... 677

12.11 Discusión de resultados………………………………………………………………………… 678

12.12 Fotografías anexas del capítulo 12……………………………………………………………... 680

12.13 Figuras anexas del capítulo 12………………………………………………………………….. 685

13. CONCLUSIONES GENERALES Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

13.1 Conclusiones generales…………………………………………………………………………. 699

13.2 Discusiones de resultados………………………………………………………………………. 702

14. TRABAJOS FUTUROS

14.1 Trabajos futuros………………………………………………………………………………….704

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………………………. 705

ÍNDICE DE TABLAS……………………………………………………………………………………. 712

ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………………………... 716

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS……………………………………………………………………………727

ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS......................................................................................................... 731