Evaluación de las medidas de autoprotección y actuación de bomberos mediante una simulación dinámica de incendio (FDS) y de evacuación de personas en el Auditorio Riberas del Guadaira (Alcalá de Guadaira-Sevilla)

ETSIE UNIVERSIDAD DE SEVILLA EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). AUTOR: ÁLVARO CABERO FERNÁNDEZ TUTOR: JUAN IGNACIO DE CEA GARCÍA. Sevilla, Junio de 2022 EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 1 “Mide lo que se pueda medir; Y lo que no, hazlo medible” Galileo Galilei (1564-1642) “Be prepared” Baden Powell (1857-1941) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 2 Agradecimientos A Reyes, imposible haber llegado a la meta de esta carrera sin tu apoyo. Me encanta correr a tu lado. A mi familia de Sevilla y de Madrid, tan pendientes de este trabajo como yo. A Juan Ignacio de Cea, por su excelente ayuda y sobre todo por su motivación desde el primer momento. A Mª José Morilla y a Eduardo Peño, por la confianza depositada en este y en otros proyectos que buscan la mejora continua en el S.P.E.I. de Alcalá de Guadaira. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 3 Contenido 1. Introducción .......................................................................................................................... 6 2. Abstract ................................................................................................................................. 7 3. Justificación del tema elegido ............................................................................................... 8 4. Objetivos ............................................................................................................................... 9 5. Metodología ........................................................................................................................ 10 5.1. Evaluación de riesgo de incendio ................................................................................ 11 5.2. Simulación de incendio y evacuación .......................................................................... 11 5.3. Evaluación de resultados ............................................................................................. 12 5.4. Comprobación del plan de autoprotección ................................................................ 12 5.5. Propuestas de mejoras. ............................................................................................... 13 6. Estado de la cuestión .......................................................................................................... 13 6.1. Evaluación del Nivel de Riesgo de Incendio. Criterios ................................................ 13 Métodos de evaluación del riego de incendios................................................... 15 Cálculo de la carga de fuego ponderada según NTP 766 .................................... 17 Clasificación del Nivel de riesgo de incendio en el CTE-DB SI y en el RSCIEI ....... 18 6.2. Comprobación del cumplimiento de los medios de evacuación ................................ 21 Norma básica de autoprotección. RD 393/2007 ..................................................... 21 CTE DB SI 3. Evacuación de ocupantes ................................................................ 22 NTP 046. Evacuación de edificios ........................................................................ 24 Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales. RD 2267/2004...................................................................................................................... 26 6.3. Simulaciones de incendios y de evacuación de ocupantes ......................................... 28 Levantamiento con modelo 3D y estándares de información compartida ......... 28 Simulación de incendios mediante CFD (Computational Fluid Dynamics) ......... 30 Simulación de evacuación de personas. FDS+Evac ............................................. 47 6.4. Parámetros de estudio para la evaluación de los resultados. .................................... 51 Evacuación de ocupantes en el diseño prestacional. Enfoque RSET/ASET ......... 52 Parámetros para una evacuación e intervención de bomberos segura. ............ 55 6.5. Introducción al diseño prestacional (PBD) .................................................................. 58 Diseño prestacional. Justificación legal ............................................................... 58 Guía de diseño prestacional ................................................................................ 59 Intervención de bomberos según el diseño prestacional. .................................. 60 7. El auditorio Riberas del Guadaíra ........................................................................................ 62 7.1. Situación y emplazamiento ......................................................................................... 62 EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 4 7.2. Descripción general del edifico ................................................................................... 63 Instalaciones de PCI ............................................................................................. 64 Medios de evacuación ......................................................................................... 66 Zonas de riesgo .................................................................................................... 67 Ocupación de personas en los diferentes locales de estudio ............................. 68 8. Hipótesis de partida ............................................................................................................ 70 8.1. Selección de zona de inicio de incendio ...................................................................... 70 8.2. Configuración de escenario de incendio según hipótesis de partida. ........................ 74 8.3. ............ Cálculo de Carga de fuego y Nivel de Riesgo Intrínseco (NRI) en zona de riesgo seleccionada. ............................................................................................................... 76 8.4. Selección de parámetros necesarios para la simulación de incendio. ........................ 78 Premisas de la hipótesis para el cálculo de la curva HRR .................................... 78 Tiempos de duración y superficie del incendio ................................................... 78 Curva HRR. Comprobación de valores ................................................................ 79 Selección de la composición de materiales combustibles .................................. 80 9. Desarrollo del trabajo.......................................................................................................... 82 9.1. Levantamiento 3D con REVIT ...................................................................................... 82 Importar planimetría CAD de los distintos niveles según los planos de sección. 82 Levantamiento de forjados en plantas y cubiertas ............................................. 82 Levantamiento de paramentos verticales principales ........................................ 83 Levantamiento de muros cortina en fachada ..................................................... 83 Conexión entre plantas con escaleras, puertas y particiones interiores ............ 84 Escenario y gradas ............................................................................................... 84 Finalizar modelo y exportación mediante IFC ..................................................... 85 9.2. Simulación de incendios con PYROSIM ....................................................................... 85 Importar modelo IFC en PYROSIM ...................................................................... 85 Configuración del modelo en PYROSIM. ............................................................. 86 9.3. Evacuación de ocupantes con PATHFINDER ............................................................... 91 Importar modelo FDS a PATHFINDER .................................................................. 91 Configuración de atributos para la evacuación de personas. ............................. 92 Simulación y exportación de resultados ............................................................. 98 10. Resultados ..................................................................................................................... 100 10.1. Resultados de la simulación de incendio con PYROSIM ........................................ 100 Validación del modelo a través de los resultados obtenidos ............................ 102 Comprobación de parámetros para una evacuación segura de los ocupantes 105 EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 5 Comprobación de parám. para una intervención segura de los bomberos ..... 143 10.2. Resultados para una intervención segura de bomberos con PYROSIM ................ 146 10.3. Resultados de la evacuación de personas con PATHFINDER ................................ 147 10.4. Comprobación del plan de autoprotección vigente a través de la evaluación de los medios de evacuación disponibles. ....................................................................... 154 Comprobación de la Norma básica de autoprotección (RD 393/2007) ............ 154 Comprobación del CTE DB SI 3 de evacuación de ocupantes ........................... 156 Comprobación de la NTP 046 de evacuación de edificios................................. 158 Comprobación del RSCIEI (RD 2267/2004) ........................................................ 158 11. Propuesta de mejoras a través del Diseño Prestacional (PBD) ..................................... 160 12. Conclusiones.................................................................................................................. 162 13. Recomendaciones para actuaciones del SPEI de bomberos ......................................... 164 14. Futuras líneas de investigación ..................................................................................... 165 15. Bibliografía y páginas web consultadas ........................................................................ 166 16. Índice de figuras y tablas ............................................................................................... 168 17. Anexos ........................................................................................................................... 175 17.1. Lista de comprobación NTP 599 en visita a auditorio ........................................... 175 17.2. Aplicación método CRAEH..................................................................................... 175 17.3. Calculador curva HRR ............................................................................................ 175 17.4. Cálculo Superficie y Tiempo incendio ................................................................... 175 17.5. Vídeos simulación .................................................................................................. 175 Vídeo sección editado normal ........................................................................... 175 Vídeo sección editado restringiendo una puerta .............................................. 175 EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 6 1. Introducción A través del uso de programas específicos de simulación dinámica de incendios (Fire Dynamics Simulation) y sistemas avanzados de simulación de evacuación de personas con alta calidad de representación gráfica en 3D, como lo son respectivamente “PYROSIM” y “PATHFINDER”, ambos de “Thunderheadeng estudio” 1 . Para la elaboración del trabajo se ha realizado un levantamiento del edificio utilizando tecnología de modelado 3D, a partir de la planimetría básica del auditorio. Se pretende la evaluación del comportamiento de un incendio y de la evacuación de los ocupantes del Auditorio Riberas del Guadaíra de Alcalá de Guadaíra (Sevilla). Con estas simulaciones, se verificará la adecuación y operatividad del plan de autoprotección del teatro y la del plan de actuación del Servicio de Extinción de Incendios del propio Ayuntamiento, al que pertenece el autor de este trabajo, de manera que se puedan plantear, si procede, las medidas correctoras en ambos planes que puedan observarse como consecuencia del presente estudio. Se analizará el Nivel de Riesgo de Incendio (en adelante, NRI) tomando como hipótesis general la identificación del emplazamiento dentro del edificio con mayor riesgo de iniciar un incendio. Se realizará una simulación de incendio que imite las condiciones reales de dicho emplazamiento. 1 https://www.thunderheadeng.com/ EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 7 2. Abstract El desconocimiento del desarrollo de un incendio real en un edificio en uso para evaluar y establecer las medidas de autoprotección adaptadas a la necesidad concreta del edificio, junto con la dificultad de conocer los tiempos y condicionantes en la evacuación de los ocupantes de edificios singulares con grandes aforos, plantean retos para establecer una actuación eficaz y eficiente de los Servicios de Prevención y Extinción de Incendios. El objetivo de este proyecto es la evaluación de las medidas actuales de autoprotección y actuación de los bomberos en el “Auditorio Riberas del Guadaira” (Alcalá de Guadaira-Sevilla) mediante una simulación de un incendio a partir de los condicionantes actuales del edificio y la simulación digital de la evacuación de sus ocupantes. Para ello se han utilizado herramientas informáticas específicas basadas en modelos computacionales de simulación fluidodinámica, que una vez analizados los riesgos a través de múltiples parámetros necesarios para establecer una evacuación de ocupantes segura y una intervención de bomberos eficaz, han permitido establecer como resultado unas propuestas de mejora en el plan de autoprotección del auditorio y en el plan de actuación de los bomberos. Estos resultados se han obtenido mediante la aplicación de una metodología basada en la evaluación de riesgos contemplada en la normativa actual en materia de evacuación de personas y medios de protección contra incendios. Después de validar las herramientas y la metodología utilizada se concluye que el uso de las tecnologías aplicadas en este proyecto resulta de gran interés para los profesionales de ingeniería contra incendios, en el diseño y evaluación de las medidas de autoprotección necesarias en edificios singulares con grandes aforos. Ignorance of the development of a real fire in a building in use to evaluate the development of a fire and establish self-protection measures adapted to the specific need of the building, together with the difficulty of knowing the times and conditions in the evacuation of the occupants of unique buildings with large capacity, pose complications to establish an effective and efficient performance of the Fire Prevention and Extinction Services. The objective of this project is the evaluation of the current measures of self-protection and action of the firefighters in the "Auditorio Riberas del Guadaira" (Alcalá de Guadaira-Sevilla) through a simulation of a fire based on the current conditions of the building and the digital simulation of the evacuation of its occupants. For this purpose, specific computer tools based on computational fluid dynamic simulation models have been used. Once risks have been analyzed through multiple parameters to establish a safe evacuation of occupants and an effective firefighting intervention, we allow the establishment of proposals for improvement the auditorium self-protection plan and protocols for firefighters. These results have been obtained through the application of a methodology based on the risk assessment contemplated in current regulations regarding the evacuation of people and means of protection against fires. After validating the tools and the methodology used, it is concluded that the use of the technologies applied in this project is of great interest to fire engineering professionals, in the design and evaluation of the necessary self-protection measures in unique buildings with large capacities. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 8 Metadatos: Contra-incendios, evacuación, bomberos, diseño prestacional, PBD, simulación, FDS Keywords: Fire-protection, evacuation, firefighters, Performance-Based-Design, PBD, simulation, FDS 3. Justificación del tema elegido En este punto escribo en primera persona para argumentar el tema de este proyecto fin de grado. Trabajo como bombero en el Ayuntamiento de Alcalá de Guadaira desde el año 2011. Hace seis años elegí estudiar este Grado para ampliar mi conocimiento técnico en edificación y en materias científicas como la física o las matemáticas. Una característica indiscutible de un bombero es su necesidad constante de formación en diferentes ramas del conocimiento, desde la hidráulica a los conocimientos sanitarios suficientes para poder responder adecuadamente a una multitud de siniestros con distintas casuísticas. En relación al tema de este proyecto, existe una sinergia interesante entre los estudios de Grado en Edificación que termino en este curso y mi profesión. De esta sinergia nace el interés por profundizar en el estudio de herramientas de simulación de siniestros donde estén en peligro la vida de las personas. Me parece muy útil la posibilidad de poder reproducir escenarios para estudiar tanto el comportamiento de incendios como el de las personas que ocupan el espacio del siniestro. Conocer la localización previamente al siniestro es muy importante, puesto que las condiciones en las que los bomberos encontramos estos espacios no son favorables para realizar un trabajo con seguridad. En la actualidad disponemos de software específico para esta finalidad. Estos programas trabajan con algoritmos específicos que pueden reproducir fielmente el comportamiento de la química de la combustión, así como el comportamiento psicológico de personas usuarias de un edificio con unos condicionantes arquitectónicos concretos. Gracias a estas herramientas, se pueden estudiar distintos supuestos en escenarios complejos, determinando la respuesta más eficaz y eficiente a un siniestro concreto y por consiguiente establecer la preparación más adecuada para el servicio de bomberos al que pertenezco. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 15 Es importante diferenciar entre el riesgo del edificio y el riesgo del contenido del mismo. Perteneciendo al primer tipo las características de resistencia de la estructura al fuego y al segundo las características de reacción al fuego del contenido del mismo. Destacar que no es objeto del presente trabajo el estudio de la resistencia estructural del edificio, por tanto, centraremos el estudio en el nivel de riesgo de incendios en relación al contenido del auditorio. Desde el año 1965 se han desarrollado diferentes métodos para el cálculo de riesgo de incendio en el ámbito europeo. “Esto es debido a la multitud de factores implicados en la valoración, a su variabilidad con el tiempo, a su interrelación, su dificultad de cuantificación y de la finalidad que persiga cada método.” (NTP 599 Evaluación del riesgo de incendio: criterios, 2001). A continuación, se describen algunos de los métodos más utilizados y sus posibles aplicaciones: Métodos de evaluación del riego de incendios. En España, la NTP 599 incluye como métodos de evaluación del riesgo de incendios los siguientes: - Método de los factores α - Método de los coeficientes K - Método de Gretener - Método de Gustav Purt Además de estos métodos reconocidos en la NTP 599, cabe destacar la propuesta de la Asociación CEPREVEN, que desde su creación en el año 1975 ha participado en la práctica totalidad de las Comisiones de Trabajo que han abordado temas de prevención y seguridad en la protección contra incendios, tanto en el ámbito público como en el privado. Esta propuesta se conoce como El método de Clasificación del Riesgo debido a Almacenamientos en Edificios Habitados (en adelante, CRAEH). A continuación, se resumen las principales características de estos métodos: Método de los Factores α y de los coeficientes k Estos dos métodos están desarrollados específicamente para la determinación de la resistencia al fuego de los elementos constructivos de un sector en concreto. Por tanto la finalidad de estos métodos son parciales y más que definir el NRI, se trata de métodos de aislamiento del mismo. El método de los coeficientes k ha sido contemplado por alguna de las Ordenanzas de Prevención y Protección contra Incendios de los Ayuntamientos de Madrid y Barcelona. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 16 Método de Gretener Es un método que permite evaluar cuantitativamente el riesgo de incendio, tanto en construcciones industriales como en establecimientos públicos densamente ocupados. Siendo posiblemente el más conocido y aplicado en España. El resultado de la aplicación del método Gretener concluye si el riesgo en la instalación es aceptable o si por el contrario hay que volver a hacer los cálculos de nuevo con medidas de protección que se adecuen a reducir el riesgo. Se basa en comparar el resultado del cálculo del riesgo potencial de incendio efectivo con el riesgo potencial admisible. La seguridad contra el incendio es suficiente, siempre y cuando el riesgo efectivo no sea superior al riesgo aceptado. Método de Gustav Purt Este método puede considerarse una derivación simplificada del método Gretener. El método CRAEH Consiste en un método alternativo de clasificación de riesgo en los locales de riesgo especial destinados a almacenamiento en el marco del Documento Básico Seguridad en caso de Incendio (DB SI) del Código Técnico de la Edificación. Trata de unificar la clasificación del riesgo que se cita en la tabla 2.1 de la Sección SI 1 del DB SI utilizando de manera combinada dos criterios: - La densidad de carga de fuego ponderada y corregida. - El volumen del recinto, parámetro que también puede expresarse en función de la carga de fuego total. Para el cálculo de la carga de fuego y de la densidad de carga de fuego se emplean los procedimientos y valores descritos en el RSCIE, que a su vez emanan de la “NTP 766 sobre parámetros de cálculo para la carga de fuego ponderada” 11 , que se explicará con más detenimiento en el siguiente punto. El método se compone de un conjunto de hojas de cálculo en Microsoft® Excel que contienen: - Una hoja de cálculo para la clasificación de cualquier almacén siempre que se conozca la densidad de carga de fuego. 11 NTP 766 sobre parámetros de cálculo para la carga de fuego ponderada, publicada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT) en 2007. https://www.insst.es/documents/94886/326775/ntp-766.pdf/efc7707a-87f1-4bbd-a2d0- 0edfd6fa8a64?version=1.0&t=1617977868870 (Visitado por última vez el 14/06/22) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 17 - Una hoja especial para la clasificación de los almacenamientos homogéneos. En el marco del método, se denominan almacenes homogéneos a aquellos que corresponden a alguno de los epígrafes de la tabla 1.2 del Anexo I del RSCIEI, en los que sus parámetros son conocidos. - Otras hojas para el cálculo de la densidad de carga de fuego ponderada y corregida, en diferentes modalidades. Estas hojas pueden servir de apoyo a la primera, pero también pueden usarse independientemente del método para el cálculo de la densidad de carga de fuego tanto en usos industriales como no industriales. Incluye las tres fórmulas previstas en el Anexo I del RSCIEI, así como una combinación de las mismas. - Hojas complementarias con el contenido de las tablas del Anexo I del RSCIEI. Al incluir los datos de las tablas completas, pueden consultarse en el propio Libro Excel sin necesidad de acudir al texto reglamentario. Fig. 6.3 Tabla Excel del método CRAEH. Fuente: https://www.cepreven.com/noticia-741 (visitada por última vez el 14/06/22) Cálculo de la carga de fuego ponderada según NTP 766 La carga térmica ponderada o de la densidad de carga de fuego ponderada y corregida de un sector de incendio, representa “la energía calorífica por unidad de superficie que se liberaría en el caso de incendio de todo el material combustible existente en el local.” (INSHT, NTP 766 Carga de fuego ponderada:parámetros de cálculo, 2007). La fórmula de cálculo práctico de la carga térmica ponderada o de la densidad de carga de fuego ponderada y corregida de un sector de incendio, tal como se denomina en el RSCIEI, se expresa mediante la ecuación: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 18 Donde: Qs = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o área de incendio, en MJ/m2 o Mcal/m2. Gi = masa en kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector o área de incendio (incluidos los materiales constructivos combustibles). qi = poder calorífico, en MJ/kg o Mcal/kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje, transformación, reparación, almacenamiento, etc. Cuando existen varias actividades en el mismo sector, se tomará como factor de riesgo de activación el inherente a la actividad de mayor riesgo de activación, siempre que dicha actividad ocupe al menos el 10 por ciento de la superficie del sector o área de incendio. A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada del área de incendio, en m2. n= número de materiales combustibles. Según la NTP 766, el cálculo de la carga de fuego ponderada “Debe adoptarse el valor del inventario máximo, que es cuando se tiene mayor peligro y con la aproximación mejor que se pueda.” (INSHT, NTP 766 Carga de fuego ponderada:parámetros de cálculo, 2007). Por ello es importante estudiar con detenimiento el momento de la evaluación del NRI del auditorio, como se puede apreciar en el punto 8.1 de este estudio. Clasificación del Nivel de riesgo de incendio en el CTE-DB SI y en el RSCIEI Según el RSCIEI, El nivel de riesgo intrínseco de cada sector o área de incendio se evaluará teniendo en cuenta la densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o área de incendio calculada según los parámetros desarrollados en las “NTP 831 y 832 sobre el Reglamento de Seguridad Contra Incendios en Establecimientos Industriales” 12 . En ellas se establece la configuración del establecimiento según las siguientes tipologías: 12 NTP 831 y 832. Sobre el Reglamento de Seguridad Contra Incendios en Establecimientos Industriales. Publicada por el INSHT en el año 2009. https://www.insst.es/documents/94886/328096/831+web.pdf/a0cfba0c-6fe3-4e5d-8f2f-1a361bc187ba (Visitado por última vez el 15/06/22) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 19 Fig. 6.4 Configuraciones tipo de los establecimientos industriales Fuente: Punto 2.2 del RSCIEI. (Fig1 en NTP831) Evaluados estos dos parámetros, el nivel de riesgo intrínseco del sector o área de incendio, del edificio industrial, o del establecimiento industrial, se deduce de la tabla 1.3. Fig. 6.5 Nivel de riesgo intrínseco. Fuente: Tabla 1.3 del Anexo I del RSCIEI (Tabla 1 de NTP 831) El DB SI incluye en su tabla 2.1 una clasificación de los locales y zonas de riesgo especial integrados en edificios. En esta tabla se clasifica el nivel de riesgo en función del volumen total del local de estudio y de su uso según la tipología del establecimiento. Esta tabla recoge la tipología de taller o almacén de decorados, como se puede ver en el siguiente extracto de la tabla 2.1: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 20 Fig. 6.6 Clasificación de los locales y zonas de riesgo especial integrados en edificios Fuente: Extracto de tabla 2.1 de CTE DB SI 1. Desde diciembre de 2015, aparece recogido en un enlace indicado en las ediciones semestrales de Comentarios al DB SI. 13 El comentario que se titula “clasificación de almacenes” que aparece inmediatamente después de la tabla 2.1 de la Sección SI 1 del DB SI indica la posibilidad de clasificación como “locales de riesgo especial” a todos aquellos que superen los 10.000 MJ de carga de fuego contenida, como se puede verificar a continuación: Fig. 6.7 Extracto de comentario en DB SI 1 (C). Fuente: Página 22 CTE DB SI 1 (C). 13 CTE DB SI (C) Documento Básico de Seguridad Contra Incendios Comentado https://www.codigotecnico.org/pdf/Documentos/SI/DccSI.pdf (visitado por última vez el 14/06/22) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 21 6.2. Comprobación del cumplimiento de los medios de evacuación A continuación, se estudia la normativa de aplicación para la evaluación de los medios de evacuación disponibles en el edificio. Norma básica de autoprotección. RD 393/2007 Seguidamente se incluyen los conceptos relevantes de esta norma para este proyecto: Concepto de autoprotección “Se entiende como autoprotección al sistema de acciones y medidas encaminadas a prevenir y controlar los riesgos sobre las personas y los bienes, a dar respuesta adecuada a las posibles situaciones de emergencia y a garantizar la integración de estas actuaciones con el sistema público de protección civil.” (RD 393/2007 Normas básicas de autoprotección, 2007) Obligación de elaborar plan de autoprotección. ANEXO I. 1.d. “Actividades de espectáculos públicos y recreativos. Lugares, recintos e instalaciones en las que se celebren los eventos regulados por la normativa vigente en materia de Espectáculos Públicos y Actividades Recreativas, siempre que cumplan con las siguientes características: - Edificios cerrados: Con capacidad o aforo igual o superior a 2000 personas, o con una altura de evacuación igual o superior a 28 m.” (RD 393/2007 Normas básicas de autoprotección, 2007) Inventario, análisis y evaluación de riesgos. ANEXOII. Capítulo 3. “Descripción y localización de los elementos, instalaciones, procesos de producción, etc. que puedan dar origen a una situación de emergencia o incidir de manera desfavorable en el desarrollo de la misma.” (RD 393/2007 Normas básicas de autoprotección, 2007) Contenido mínimo. ANEXO IV. “Focos de peligro y vulnerables: - Tipo de riesgo más significativo que emana del edificio. - Tipo y cantidad de productos peligrosos que se almacenan y/o procesan Vulnerables.” (RD 393/2007 Normas básicas de autoprotección, 2007) Inventario y a descripción de las medidas y medios, humanos y materiales. Capítulo 4 “Este capítulo se desarrollará mediante documentación escrita y se acompañará al menos la documentación gráfica siguiente: - Planos de ubicación de los medios de autoprotección conforme a normativa UNE. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 22 - Planos de recorridos de evacuación y áreas de confinamiento, reflejando el número de personas a evacuar o confinar por áreas según los criterios fijados en la normativa vigente. - Planos de compartimentación de áreas o sectores de riesgo.” (RD 393/2007 Normas básicas de autoprotección, 2007) Por tanto, el auditorio está obligado a elaborar un Plan de Autoprotección, debido a que su aforo supera las 2.000 personas. Sin embargo, en cuanto al estudio del riesgo de incendios, la norma básica de autoprotección se limita a catalogar los focos de peligro, sin ponderar el riesgo concreto. CTE DB SI 3. Evacuación de ocupantes Esta norma de edificación de obligado cumplimiento incluye una serie de criterios para el cálculo de evacuación de personas en edificios de pública concurrencia. A continuación, se comentan los criterios a tener en cuenta en este caso de estudio: - Se debe comprobar que los recorridos de evacuación sean menores de 50m, según la tabla 3.1 del DB SI3. (CTEDBSI3, 2019) - “Cuando en una zona, en un recinto, en una planta o en el edificio deba existir más de una salida, considerando también como tales los puntos de paso obligado, la distribución de los ocupantes entre ellas a efectos de cálculo debe hacerse suponiendo inutilizada una de ellas, bajo la hipótesis más desfavorable.” (Punto 4.1.1) (CTEDBSI3, 2019) - “El flujo de personas que la utiliza deberá añadirse a la salida de planta que les corresponda, a efectos de determinar la anchura de esta. Dicho flujo deberá estimarse, o bien en 160 A personas, siendo A la anchura, en metros, del desembarco de la escalera, o bien en el número de personas que utiliza la escalera en el conjunto de las plantas, cuando este número de personas sea menor que 160 A.” (CTEDBSI3, 2019) - “Toda planta que disponga de zonas de refugio o de una salida de planta accesible de paso a un sector alternativo contará con algún itinerario accesible entre todo origen de evacuación situado en una zona accesible y aquéllas.”(Punto 9.2) (CTEDBSI3, 2019) - “Toda planta de salida del edificio dispondrá de algún itinerario accesible desde todo origen de evacuación situado en una zona accesible hasta alguna salida del edificio accesible.” (Punto 9.3) (CTEDBSI3, 2019) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 23 Fig. 6.8 Número de salidas de planta y longitud de los recorridos de evacuación. Fuente: Tabla 3.1 del DB SI 3. (CTEDBSI3, 2019) Fig. 6.9 Capacidad de evacuación de las escaleras en función de su anchura. Fuente: Tabla 4.2 del DB SI 3. (CTEDBSI3, 2019) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 24 NTP 046. Evacuación de edificios En esta guía de buenas prácticas elaborada por el Instituto nacional de seguridad e higiene en el trabajo (INSHT) se incluyen una serie de criterios en relación a la evacuación de personas en edificios. A continuación, se exponen los criterios más destacados para este caso de estudio. “La anchura mínima libre de una vía horizontal de evacuación, así como la anchura total mínima del conjunto de las salidas de los locales (…), se determinará mediante la siguiente expresión: En la cual: A: Ancho mínimo libre en m. de la vía de evacuación en cada punto de ésta. Caso de utilizarse la expresión para el dimensionamiento de salidas, el ancho A será el ancho mínimo total útil suma de las mismas. N: Número de personas que pueden utilizar la vía de evacuación en el sentido de ésta y en el punto cuya anchura se desea obtener. Para dimensionamiento de salidas, dicho número de personas será el total de las que puedan utilizar el conjunto de las mismas. K: Coeficiente función del uso del edificio, el cual adoptará los siguientes valores: Uso de Vivienda: K= 60 Uso Sanitario: K= 30 Otros usos: K= 100” (INSHT, NTP 046 Evacuación de edificios, 1983) “A efectos de cálculo y a fin de distribuir el ancho total de salidas de un local, obtenido mediante la expresión dada anteriormente, se tomará como ancho útil de cada puerta los siguientes valores:” (INSHT, NTP 046 Evacuación de edificios, 1983) “La anchura mínima libre de una escalera en el recorrido comprendido entre una planta determinada y su inmediata inferior, se calculará mediante la siguiente expresión: En la cual: A: Ancho mínimo libre en m, del recorrido considerado. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 31 temperatura, la presión, la velocidad y la concentración de especies dentro de cada celda, por cada incremento de tiempo. Los diferentes programas de CFD hacen uso de diferentes formas de modelar la turbulencia en el análisis fluidodinámico: - RANS, o forma promediada de Reynolds de las ecuaciones de Navier-Stokes. - LES, o simulación de grandes remolinos. - DNS, simulaciones numéricas directas. Fig. 6.13 Modelización de las turbulencias con RANS, LES Y DNS. Fuente: Theorical and numerical combustión” (T.Poinsot, 2001) La tendencia de los programas actuales es cada vez más propensa al método LES, haciéndose en ocasiones uso de DNS si la rejilla numérica es lo suficientemente fina. Este es el caso que utiliza el modelo FDS. FDS (Fire Dynamics Simulator) es un estándar producido en el NIST (National Institute of enStandards and Technology) del “US Department of commerce” de los EE.UU. Basado en un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) del flujo de fluido impulsado por el fuego. El software resuelve numéricamente una forma de las ecuaciones de Navier- Stokes apropiadas para el flujo de baja velocidad impulsado térmicamente, con énfasis en el transporte de humo y calor de los incendios. El aspecto más interesante de esta tecnología FDS, es la potencia de los resultados que arrojan estas simulaciones. En estos resultados se pueden medir gráfica y visualmente parámetros como la temperatura, la opacidad de humos, niveles de compuestos químicos, etc… EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 32 Fig. 6.14 Representaciones gráficas y visuales de resultados con FDS. Fuente: https://www.thunderheadeng.com/pyrosim a 8/2/2022 En el mercado, se pueden encontrar diferentes desarrolladores que utilizan el estándar FDS en sus softwares. Uno de estos casos es la empresa española CYPE, la cual ha desarrollado el módulo “Simulación dinámica de incendios” implementado en la solapa Incendio de su programa CYPECAD MEP. Una de las ventajas de CYPE respecto de otros programas de simulación de incendios y evacuación de personas es la muestra automática de las zonas de la ruta de evacuación donde los valores de la altura libre de humos sean menores de 2m de altura y la temperatura supere unos determinados valores. Fig. 6.15 Cuadro de diálogo de CYPE con aviso de superación de altura de capa de gases en la ruta de evacuación. Logotipos de Cype y Cypemep. Fuente: CYPEMEP EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 33 FDS también es el estándar que utiliza el programa PYROSIM de simulación de incendios para exportar o visualizar la información generada a través de SMV (Smokeview), el programa de visualización que se utiliza para mostrar el resultado de las simulaciones FDS. Las diferencias que se pueden encontrar entre los distintos programas que utilicen tecnología basada en FDS, están exclusivamente relacionadas con la interfaz y la experiencia de uso, puesto que los resultados y las aplicaciones dependen de los algoritmos con los que trabaja el estándar FDS. Como se ha comentado con anterioridad, PYROSIM permite simular complejos modelos de fuego, arrojando resultados detallados múltiples. Los resultados de las simulaciones se plasman en mallas geométricas compuestas por celdas de diferentes resoluciones. Trabajar con diferentes mallas con distinta resolución en un mismo modelo permite el cálculo de modelos complejos con procesadores convencionales haciendo énfasis con máximos detalles en zonas concretas del estudio, mientras permite seguir la simulación general en el resto del modelo, ahorrando recursos de procesamiento de datos 14 . Fig. 6.16 Ejemplo de visualización de resultados de una combustión en las mallas definidas en dos dimensiones. Fuente: https://support.thunderheadeng.com/docs/pyrosim/2021-4/results-user- manual (última visita el 16/06/22) 14 Hay que tener en cuenta que generar un minuto de simulación de incendios en un modelo complejo como este caso de estudio, puede tardar unas 15 horas de procesamiento con una CPU con un procesador CORE i7 con 16GB de memoria RAM. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 34 Fig. 6.17 Mallas con diferentes resoluciones en PYROSIM Fuente: https://www.thunderheadeng.com/pyrosim/pyrosim-features/ a 11/02/22 Este trabajo con mallas no significa que únicamente se permitan la exposición de resultados en dos dimensiones, como se puede ver a continuación, los resultados pueden visualizarse en tres dimensiones. Fig. 6.18 Expresión de resultados en dos y tres dimensiones. Fuente: https://support.thunderheadeng.com/docs/pyrosim/2021-4/results-user- manual. (última visita a 22/06/22) 6.3.2.1. Caracterización del incendio mediante HRR El programa utiliza para caracterizar el incendio la tasa de liberación de calor (HRR- Heat Release Rate). Por lo general, se mide en julios por segundo o vatios, para facilitar la cuantificación se utilizan megavatios o kilovatios. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 35 Fue en la década de 1970 cuando se descubrió el primer método para medir la HRR. A esto le siguieron varios métodos y dispositivos de prueba hasta que se desarrolló el calorímetro de cono en 1982 que sigue siendo el dispositivo estándar para medir la HRR. Fig. 6.19 Cono calorimétrico. Fuente: Evaluation of design fire curves for single combustibles in a cinema complex. (Oh, 2020) Hay varias formas de calcular la tasa de liberación de calor de un material. Una buena aproximación se puede determinar mediante la fórmula: Donde: qHc = HRR (kJ/s) ΔHc = Energía de la combustión (kJ.kg-1) mfuel = El caudal másico del combustible (kg/s) Para determinar el valor real de los coeficientes necesarios para calcular la HRR se requiere la realización de pruebas en laboratorio mediante cono calorimétrico. Como se puede comprobar en las siguientes ilustraciones: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 36 Fig. 6.20 Fotografías y resultados de la HRR en las fases de crecimiento de combustibles representativos de cines y teatros. Fuente: Evaluation of design fire curves for single combustibles in a cinema complex. (Oh, 2020) La HRR no es simplemente una variable utilizada para caracterizar el fuego. Es un indicador que integra en cada unidad de volumen el cálculo de energía aportada en función de la ventilación y las características de los productos de combustión generados. Siguiendo la reacción de estequiometria en una combustión, que en un modelo simple responde a la siguiente fórmula: Fig 6.21 Reacción química de simple combustión modelada en FDS para una composición simple de combustible. Fuente: PYROSIM EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 37 De hecho, es la única variable significativa en la definición de fenómenos como el riesgo de incendio, puesto que incluye la producción de efectos indeseables del fuego y sus productos, que también aumenta con el aumento de la HRR. Esto significa que los gases tóxicos, el humo y otros tipos de riesgos de incendio aumentan en paralelo con la tasa de liberación de calor. Y pueden ser caracterizados utilizando algoritmos como las ecuaciones de Navier-Stokes. “Un buen entendimiento del HRR va a proveer información para predecir los flujos de humo y aire entrante, las temperaturas alcanzadas, las probabilidades de flashover, la ignición de otros elementos presentes, o las concentraciones de gases tóxicos entre otros muchos factores” (Chow, 2012) La derivada de la densidad de carga de fuego ponderada calculada con las ecuaciones de la NTP 766 respecto del tiempo, suponiendo un incendio estable, daría el HRR medio del mismo. El Código Técnico de la Edificación, en su sección SI 6 (Resistencia al fuego de la estructura), para la densidad de carga de fuego remite a la norma UNE EN 1991-1-2:2004, que hace uso de las mismas fórmulas mencionadas. Fig. 6.22 Variación en el tiempo para un HRR media calculada de 1000kW. Fuente: Burner Fire Turorial (Pyrosim). En la NFPA 92 se establecen dos tipos de incendios en función del tipo de curva HRR-t con la que se desarrollan: incendios estables (o constantes) en el tiempo, con una tasa de liberación de calor continua e invariable desde su inicio, e incendios inestables (o variables), que transcurrirán en sus inicios por una fase de crecimiento hasta alcanzar su HRR máximo. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 38 Fig. 6.23 Izq: Incendio inestable seguido de fase estable; Drcha.: Incendio inestable seguido de fase de decadencia. Fuente: NFPA 92 (NFPA92, 2018). Las gráficas anteriores representan dos posibles situaciones de incendio variable: una en la que la potencia se mantiene una vez alcanzado su pico, y otra en la que comenzará a perder fuerza progresivamente. Estas fases han de ser justificadas en base a datos de ensayos, configuración del incendio o el combustible, o el propósito de los sistemas de protección a diseñar. El caso de los incendios estables en el tiempo supone una idealización que suele tenerse en cuenta a la hora de realizar diseños sencillos y con un marcado carácter conservativo. Sin embargo, la situación real es que los incendios varíen su potencia con el tiempo, comenzando con una pequeña combustión y progresando hasta alcanzar una potencia que estará limitada por las condiciones del entorno o por el propio combustible. La norma americana NFPA 92 nombrada con anterioridad ofrece un estándar de normalización de curvas de incendio que se utiliza de referencia para el modelado de incendios. En esta norma se indica que la fase de crecimiento del incendio se debe comportar como una exponencial t2 gobernada por la siguiente expresión matemática: Fig. 6.24 Modelado de fase de crecimiento t2 de un incendio. Fuente: Figura 5.2.4.2.1b de la NFPA92 (NFPA92, 2018) La norma simplifica los tipos de fases de crecimiento de incendios según su aceleración y los clasifica en 4; ULTRA-FAST, FAST, MEDIUM y SLOW. Cada uno de ellos lleva asociado un coeficiente de aceleración como puede verse en la tabla 1 del artículo de investigación EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 39 “The analysis of the natural smoke filling times in an Atrium” de Guan-Yuan Wu y Ruu- Chang Chen de la Central Police University de Taiwan que a continuación se expone y cuyos valores serán con los que se realizará la configuración del modelo de incendio de este estudio. Fig. 6.25 Tipos de modelado de fase de crecimiento t2 de un incendio. Fuente: Figura B.7.2(c) de la NFPA92. (NFPA92, 2018) Fig. 6.26 Coeficientes de aceleración de la curva t2 de la fase de crecimiento del incendio normalizado en la NFPA 92. Fuente: Tabla 1 del artículo “The analysis of the natural smoke filling times in an Atrium” (Guan-Yuan Wu, 2010) También existen curvas normalizadas de incendios, como la curva normalizada tiempotemperatura definida en la norma UNE EN 1363:2000 utilizada en el CTE DB SI 6 para el cálculo de la resistencia al fuego de las estructuras. Estas curvas simplifican las tres fases fundamentales que se pueden encontrar en todos los incendios completos como se puede comprobar en el gráfico siguiente: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 40 Fig. 6.27 Curva simplificada de tasa de generación de calor en las distintas fases de un incendio. Fuente: Simulación de la dinámica del fuego en los incendios del hotel Corona de Aragón y del edificio Windsor. Eduardo Loma Ossorio (Ossorio) Notar que este modelo es una simplificación escueta del comportamiento real de las fases de un incendio. Este comportamiento dependerá de múltiples factores como la disponibilidad de combustible y comburente por aportaciones regulares o más o menos fortuitas como aperturas incontroladas de huecos de ventilación. Como puede verse a continuación en un ejemplo de los resultados de una simulación compleja del incendio del hotel Corona de Aragón en 1979. Fig. 6.28 Simulación de la tasa de generación de calor en las diferentes etapas del incendio del hotel Corona de Aragón. Fuente: Simulación de la dinámica del fuego en los incendios del hotel Corona de Aragón e del edificio Windsor. Eduardo Loma Ossorio (Ossorio) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 47 La simulación se encontrará validada cuando se haya cuantificado la incertidumbre de un modelo determinado y cuando el creador del modelo haya decidido con su criterio que el modelo es apropiado. También se incluyen referencias a la validación de los modelos CFD en la UNE-EN 1991- 1-2(Eurocódigo 1: Acciones en estructuras. Parte 1-2. Acciones generales. Acciones en estructuras expuestas al fuego): “Puede utilizarse un modelo informático de dinámica de fluidos para resolver numéricamente as ecuaciones diferenciales parciales proporcionando las variables termodinámicas y aerodinámicas para todos los puntos del sector. Los modelos informáticos de dinámicas de fluidos (CFD) analizan los sistemas que implican al flujo de fluidos, a la transferencia de calor y a los fenómenos asociados, resolviendo las ecuaciones fundamentales de flujo de fluidos. Estas ecuaciones son la expresión matemática de las leyes de conservación de la física.” (EN 1991_AENOR, 2019) Limitaciones La citada guía de referencia para FDS detalla la plena capacidad de simular flujos de baja velocidad en el transporte de humos y calor de una combustión. En estos casos la precisión del modelo es muy alta, pudiendo predecir flujos de velocidad y temperatura con un grado de error de entre el 5% y el 20% (dependiendo de la resolución seleccionada) frente a mediciones experimentales. Pero advierte de la limitación en cuanto a la simulación de flujos con velocidades altas como deflagraciones (subsónicas) y explosiones (hipersónicas). Simulación de evacuación de personas. FDS+Evac En el mercado existen algunos programas de simulación de evacuación de personas. Uno de los más importantes es Emergency Evacuation Simulator (Program ACE). Aunque este programa está desarrollado para utilizarse como herramienta de entrenamiento del personal encargado en la evacuación de emergencias, su motivación es la gamificación de este proceso de entrenamiento que permite el uso de herramientas de realidad virtual. Sin embargo, no está especializado en la elaboración de resultados tan completos como los que arrojan los siguientes programas que se comentan a continuación. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 48 Fig. 6.38 Entorno visual del programa Emergency Evacuation Simulator (Program ACE). Fuente: https://program-ace.com/ a 9/2/2022 Uno de estos programas es LEGION Simulator (Bentley Systems) el cual ofrece generar simulaciones a través de configuraciones definidas por el usuario, grabarlas y reproducirlas, simular flujos y visualizarlas de maneras simplificadas o complejas dependiendo del interés que tengamos en su representación gráfica. Además de las funciones que ofrece LEGION, Pathfinder (Thunderhead) utiliza una malla triangulada 3D para representar la geometría del modelo. Como resultado, puede representar con precisión curvas y detalles geométricos. Esta triangulación también facilita el movimiento continuo de personas en todo el modelo, en comparación con otros simuladores que subdividen el espacio en celdas que pueden restringir artificialmente el movimiento de los ocupantes. En PATHFINDER, de forma predeterminada, cada ocupante (agente) utiliza una combinación de parámetros para seleccionar su ruta actual hacia una salida. Los parámetros incluyen: tiempos de cola para cada puerta de la habitación actual, el tiempo para viajar a cada puerta de la habitación actual, el tiempo estimado desde cada puerta hasta la salida y la distancia ya recorrida en la habitación. El agente responde dinámicamente a colas cambiantes, aperturas/cierres de puertas y cambios en las restricciones de velocidad de la sala (simulando humo y escombros). El usuario puede modificar los pesos de los parámetros predeterminados para cambiar el comportamiento. Por ejemplo, los ocupantes pueden descuidar las colas y solo buscar la salida más cercana. Alternativamente, a los ocupantes se les pueden asignar objetivos específicos (como ir a un lugar y esperar) o salidas específicas. Por ejemplo, a la mayoría de los ocupantes de los pisos inferiores se les puede asignar el uso de las escaleras, mientras que a la mayoría de los ocupantes de los pisos superiores se les puede asignar el uso de los ascensores. Estos objetivos pueden verse reflejados visualmente en el camino que dejan los ocupantes en sus movimientos de evacuación. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 49 Fig. 6.39 Captura evacuación con Pathfinder mostrando el camino seguido por los ocupantes. Fuente: https://www.thunderheadeng.com/pathfinder/ a 9/2/2022. Existen distintas configuraciones visuales para los ocupantes, quizás la más interesante para este estudio sea el coloreado de los ocupantes según la densidad de ocupación en cada instante. De esta manera se puede distinguir rápidamente las zonas de máxima ocupación durante la evacuación, los cuellos de botella que se puedan formar. Otras opciones de coloración de los ocupantes que se pueden seleccionar como criterios son las de colorear por grupos de acciones, por comportamiento, por perfil de ocupante, por la dirección que siguen, por su velocidad, o debido a un rango de tiempo de salida del sector. Además, el programa ha desarrollado en sus últimas actualizaciones una opción de visualización del espacio de distanciamiento social entre ocupantes, para el estudio de medidas de protección frente al riesgo de contagio de enfermedades como la COVID 19. Fig. 6.40 Coloración de los ocupantes según la densidad. Y discos de distancia social Fuente: https://support.thunderheadeng.com/docs a 12/02/22 EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 50 Fig. 6.41 Ejemplos de visualización de resultados según densidad y según velocidad de ocupantes. Fuente: https://support.thunderheadeng.com/docs a 12/06/22 Las opciones de analizar la proximidad de los ocupantes incluyen la selección del radio de proximidad de los ocupantes expuestos con otros ocupantes y también el tiempo de refrescar el análisis de proximidad con otros radios de proximidad de otros ocupantes. Estas opciones producen un análisis de datos complejo comprobando distintas opciones de visualización. El conteo de ocupantes afecta la evaluación global si está marcado, el número de ocupantes dentro del radio de proximidad afecta el valor de evaluación global, G, usando la siguiente ecuación: Donde Ck es la suma de la exposición acumulada de todos los ocupantes a k otros ocupantes y m es el número máximo de ocupantes a los que está expuesto cualquier ocupante. Estos parámetros pueden verse reflejados en los resultados de proximidad. Fig. 6.42 Cuadro diálogo de resultado de análisis de proximidad de los ocupantes. Fuente: https://support.thunderheadeng.com/docs a 12/02/22 EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 51 PATHFINDER permite configurar el comportamiento (Behavior) de los ocupantes, representando una secuencia de acciones que tendrán durante la evacuación. Por defecto, este comportamiento será el de moverse desde su punto de partida a cualquier salida presente en el modelo por la ruta más rápida (Go Any Exit). Además de esta opción por defecto, existe una lista de diferentes opciones de acciones, que pueden verse en el siguiente gráfico: Fig. 6.43 Lista de acciones según comportamiento de ocupantes. Fuente: PATHFINDER users manual. FDS+Evac es el módulo de simulación de evacuación que utilizar PATHFINDER para Fire Dynamics Simulator (FDS). El software se utiliza para simular el movimiento de personas en situaciones de evacuación de manera que las simulaciones de evacuación se pueden acoplar completamente con las simulaciones de incendio. Esta es la motivación fundamental que se ha tenido en cuenta para la elección del software con los que se van a realizar las simulaciones de este proyecto. 6.4. Parámetros de estudio para la evaluación de los resultados. Entre los objetivos de visualización de resultados, se encuentran los de determinar los tiempos requeridos para una evacuación e intervención segura de los bomberos y la localización de las zonas donde se producen una máxima densidad de ocupación en el momento de la evacuación, y dentro de estas zonas, estudiar las condiciones del incendio en su evolución temporal, señalando y recabando datos cuando los parámetros de supervivencia en estas zonas se vean comprometidos. Esto se hará en función de valores estudiados a continuación: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 52 Evacuación de ocupantes en el diseño prestacional. Enfoque RSET/ASET Una de las variables más importantes a tener en cuenta en el momento de diseñar soluciones efectivas es el tiempo necesario para evacuar a los ocupantes. La NTP 436 sobre el cálculo estimativo de vías y tiempos de evacuación descompone el tiempo total de evacuación (tE) en los siguientes índices: Donde tD es el tiempo de detección, el de alarma tA, el de retardo tR y el tiempo propio de evacuación tPE, según se indica en la siguiente figura. Fig. 6.44 Relación entre el número de personas evacuadas y el tiempo de evacuación. Fuente: NTP 436. Según la misma NTP 436, “El tiempo de detección podría oscilar entre un máximo de 10 minutos en el caso de detección por el personal presente o de vigilancia y menos de 1 minuto para el caso de haber central de alarma automatizada. El tiempo de alarma es el propio de la emisión de los mensajes, luces o sonidos codificados y no debería ser superior a 1 minuto. El tiempo de retardo en situaciones con personal adiestrado en el plan de emergencia no debería superar el minuto. En todo caso podría alcanzar hasta 5 minutos o más si no hay un plan de emergencia correctamente implantado.” (INSHT, NTP436:Cálculo estimativo de vías y tiempos de evacuación, 1999). El enfoque RSET/ASET es clave en este aspecto. Hay que estudiar, pues, la relación entre: RSET (Required Safe Escape Time): “Tiempo requerido después de la ignición para que los ocupantes puedan salir de la zona afectada por el incendio y lleguen a un lugar seguro. Es la suma del tiempo de detección, el tiempo de alarma, el tiempo de pre-movimiento, el tiempo de movimiento y el tiempo de evacuación, teniendo en cuenta el paso de puertas y/o salidas hasta una zona segura. Depende de las condiciones internas del EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 53 establecimiento, la ubicación de las puertas de salida, los recorridos de evacuación, el tipo de ocupantes y el sistema de detección y alarma, entre otros”. (Cluster de seguritat contra incendis, 2021) ASET (Available Safe Escape Time): “Tiempo desde la ignición hasta que se producen condiciones insostenibles para los ocupantes debido a la falta de visibilidad, las altas temperaturas, los niveles de radiación, la toxicidad de los humos y/o la estabilidad de la estructura. Es el tiempo disponible para una evacuación segura en función de las particularidades del establecimiento y de sus ocupantes. Depende de las características de crecimiento del fuego y producción de humos, el tipo de materiales combustibles, la geometría y las características del establecimiento y el sistema de control de humos, entre otros.” (Cluster de seguritat contra incendis, 2021) El tiempo requerido para la evacuación (RSET) debe ser menor que el tiempo disponible para una evacuación segura (ASET) incluyendo un factor de seguridad. El cálculo de los tiempos de evacuación depende de la velocidad de movimiento de los ocupantes. El criterio que se ha aplicado es el recogido en la NTP 436 de cálculo estimativo de vías y tiempos de evacuación, en este documento se indica que; “En el caso de una persona adulta sin impedimentos físicos, la velocidad de desplazamiento horizontal se podría estimar a razón de un metro por segundo y en desplazamiento vertical (escaleras), podría ser de medio metro por segundo.” (INSHT, NTP436:Cálculo estimativo de vías y tiempos de evacuación, 1999) No obstante, PATHFINDER permite ajustar esta velocidad en función de la densidad de ocupación, de manera que los ocupantes reduzcan la velocidad conforme se encuentren en una situación con más densidad de ocupantes. Según la “IMO Guidelines for evacuation analysis for new and existing passenger ships de la Internacional Maritime Organization” o según la “SFPE Guide to human behavior in fire”. (InternationalMaritimeOrganization, 2010) (SFPE) Como se puede apreciar en el siguiente gráfico: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 54 Fig. 6.45 Gráfico de velocidad de los ocupantes en función de la densidad. Fuente: PATHFINDER users manual (InternationalMaritimeOrganization, 2010) (SFPE) Fig. 6.46 Cuadro de selección de propiedades avanzadas de velocidad de movimiento Fuente: PATHFINDER users manual Además, si se realiza una integración de la simulación con PYROSIM, la velocidad de movimiento de los ocupantes en presencia de humo se verá afectada. Esta opción se encuentra disponible en el cuadro de diálogo de los parámetros de simulación de PATHFINDER. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 55 Fig. 6.47 Parámetros de simulación habilitando integración con FDS. Fuente: PATHFINDER users manual. Parámetros para una evacuación e intervención de bomberos segura. Como se ha descrito con anterioridad, se requieren conocer los parámetros de supervivencia y sus rangos mínimos para confirmar que el recorrido de evacuación es seguro tanto para los ocupantes como para los intervinientes, dentro de un espacio y en un tiempo determinado. En la “Guía de diseño prestacional (PBD)” realizada por el “Clúster de Incendis de la Generalitat de Catalunya” se establecen estos parámetros, cuyos valores mínimos están referidos a distintas normativas de reconocido prestigio internacional. A continuación, se resumen estos parámetros: Temperatura de evacuación - VALOR: 60°C a una saturación del 100% se puede tolerar 30 minutos - FUENTE: Norma británica PD 7974-6:2004: “Human factors: Life safety strategies” - VALOR: a 60°C se pueden resistir 10 minutos máximo - FUENTE: NFPA 130:2020 “Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems” Temperatura de intervención - VALOR: Para bomberos, 120°C en 10 minutos - FUENTE: Australasian Fire Authorities Council, as outlined by the Society of Fire Safety (2014). - VALOR: a 100°C una saturación del 10% se puede tolerar 8 minutos - FUENTE: Norma británica PD 7974-6:2004: «Human factors: Life safety strategies EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 56 - VALOR: 100°C y saturación del 10% en 10 minutos - FUENTE: SFPE Handbook: «Assessment of Hazards to Occupants from Smoke, Toxic Gases, and Heat» (5ª edición). Visibilidad - VALOR: Se considera que los ocupantes son incapaces de asegurar la evacuación cuando no pueden distinguir sus propias manos a una distancia de 1m. - FUENTE: ISO 13571 - VALOR: (D=0,08 m-1) D=K/2,3 - FUENTE: SFPE Handbook, 5a edición: “Assessment of Hazards to Occupants from Smoke, Toxic Gases, and Heat”. Máxima cantidad de CO (Monóxido de carbono) - VALOR: 150 ppm durante 30 minutos para el público en general - FUENTE: NFPA 130:2020 “Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems” - VALOR: 125 ppm durante 30 minutos o 800 ppm durante 5 minutos - FUENTE: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4ª edición Máxima concentración de C02 (Dióxido de carbono) - VALOR: Concentración máxima de 5.000 ppm - FUENTE: NTP 549 (INSHT) Máxima concentración NH3 (Amoniaco) - VALOR: 300 ppm - FUENTE: CFPA Guideline Nº 19-2009: “Fire safety Engineering concerning evacuation from buildings”. Máxima concentración HCN (Cianuro de hidrógeno) - VALOR: 1 hora a 10 ppm - FUENTE: SFPE Handbook, 5ª edición: “Combustion Toxicity”. Máxima concentración de HCL - VALOR: 10 minutos a 100ppm - FUENTE: SFPE Handbook, 5ª edición: “Combustion Toxicity”. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 63 Fig. 7.1 Ortografía de la situación del auditorio riberas del Guadaira. Fuente: Google Earth. a 22/06/22 7.2. Descripción general del edifico - Nº de plantas sobre rasante: 3 (Planta Baja Plantas primera y segunda) - Nº de plantas bajo rasante: 2 - Uso Principal: Auditorio - Superficie Total construida: 6.714,00 m2. - Ocupación: 2389 personas. (De acuerdo al proyecto técnico) Estructura principal. Estructura mixta compuesta por: - Estructura de hormigón armado: losas horizontales e inclinadas de HA-30 armado con acero B-500-S de diferentes espesores, forjados unidireccionales de casetones recuperables de hormigón de diferentes cantos, diferentes sobrecargas y diferentes usos. Hormigón armado HA-30 en pilares, muros y pantallas con diferentes cuantías de acero B-500-S y diferentes secciones. - Estructura metálica: Acero A-42b en soportes, jácenas y ménsulas con perfiles laminados (IPE, IPN, UPN, HE, L o T) electro soldados, tratado con imprimaciones anticorrosivas y posterior pintado, según NBE-EA-95. Cubiertas: La cubierta del edificio es horizontal y transitable. La información catastral del solar del edificio es el siguiente: EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 64 Fig 7.2 Información catastral del solar del edificio Fuente: Catastro virtual a 27/06/22 Instalaciones de PCI Medios exteriores de protección Junto al acceso al recinto desde la calle Roberto Leal, discurre la red de abastecimiento de diámetro 80, que viene desde la confluencia entre calle Orellana y calle Duquesa de Talavera, conectándose la red interior del Auditorio a esta red, e igualmente de la cual se abastecen los hidrantes existentes en la zona. Igualmente indicar que en el entorno del Auditorio, el uso predominante es el residencial, no existiendo industria de ningún tipo, ni almacenes que entrañen riesgo alguno. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 65 Sistema de extinción: - 1 acometida de agua para extinción de incendios. - 1 grupo de presión contra incendios para 12 m³/h a 65 m.c.a., compuesto por electrobomba principal de 12 m³/h a 800 kPa de 11,025 KW y electrobomba Jockey de 3 KW a 800 kPa, según norma UNE23-500-90. - 16 bocas de incendio equipadas en montaje superficial formada por armario metálico con garras de anclaje, puerta de vidrio y marco de acero cromado y rótulo conteniendo: “devanadera, manguera de 20 metros de longitud y 25 mm de diámetro”, de tejido flexible para presión de 15 kg/cm², con 2 racores une 23- 400 de igual diámetro y de aleación de aluminio, válvula de globo de 40 mm de latón y lanza de aluminio de 3 efectos (chorro, pulverización y paro), ambas con racores iguales que manguera; incluso manómetro de 0 a 15 kg/cm³, soporte de lanza. - 1 depósito acumulador de agua de 12.000 litros cada uno, formado por tanque cilíndrico con tapa de poliéster reforzado alimentario, conectado a grupo de presión de incendios. - 1 toma de alimentación en fachada para bomberos, formada por conexión siamesa de fundición de bronce, unida a tubería de acero galvanizado de 3” de diámetro, dos válvulas de esfera con palanca para apertura ¼ de vuelta, válvula de vaciado y dos bocas de 70 mm de diámetro con racores une 23-400 con tapones. Sistema de Detección: - 1 central de incendios analógica de 2 lazos y un total de 258 puntos de identificación individual, compuesta por: Unidad de control, pantalla lcd y teclado, chasis de fijación a interconexión de circuitos. - 131 detectores ópticos de humo analógicos, formado por elementos sensibles y cámara de medición, con posibilidad de acoplarle indicador de acción remoto, incluso zócalo de detector de montaje en superficie o falso techo. - 16 detectores termovelocimétricos analógicos, formado por elementos sensibles, con posibilidad de acoplarle indicador acción remota, activación de alarma para una temperatura superior a 57 ºC, incluso zócalo de detector de montaje en superficie o falso techo. - 3 detectores lineales de humo, formado por elemento emisor-receptor, elemento reflector, cajas de protección para montaje adosado o empotrado y soporte, con sensibilidad de respuesta graduable y regulación automática por ensuciamiento, campo de vigilancia comprendido entre 10 y 100 metros. - 1 equipo de detección por aspiración formado por cámara de análisis, filtro, dos detectores ópticos de humo y sistema de vigilancia de aspiración incorporado, para acoplar a línea de detección. - 15 pulsadores manuales de alarma con identificación individual, para montaje adosado o empotrado, con cubierta de protección, caja y embellecedor, con piloto señalizador. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 66 - 15 sirenas electrónicas de alarma para interiores, de plástico, de dos tonos, incluyendo embellecedor y caja de protección. - 33 módulos de mando para líneas de detección con direccionamiento individual, formado por placa soporte, caja de protección y electrónica, con piloto señalizador. - 34 módulos de control para líneas de detección con direccionamiento individual, formado por placa soporte, caja de protección y electrónica, con piloto señalizador. - 9 módulos de aislamiento en líneas de detección para supervisión de cortocircuitos, formado por placa de soporte, caja de protección y electrónica, con piloto señalizador. - 1 placa de relés para 10 salidas de accionamiento programado desde la central de incendios. - 1 Fuente de alimentación auxiliar para 24 Vcc, ubicada en cabina metálica, con tensión de entrada 220 Vca y corriente nominal de hasta 5A. Medios de evacuación A continuación, se incluyen las características relevantes de las escaleras y de las salidas de los sectores de incendios del auditorio. En estas tablas se puede comprobar el cumplimiento de la normativa sobre medios de evacuación expuestos con anterioridad en el punto 6.2 de este estudio, además de la ocupación de estos medios de evacuación en función del aforo establecido en el plan de autoprotección. Fig. 7.3 Condiciones de las escaleras. Fuente: Plan de autoprotección Fig. 7.4 Condiciones de las salidas. Fuente: Plan de autoprotección. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 67 Zonas de riesgo A continuación, se incluyen los planos del plan de autoprotección donde aparecen las instalaciones de riesgo del auditorio. Estas serán las zonas en las que se evaluará el riesgo de incendios en el día tipo. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 68 Fig. 7.5 Planos de instalaciones de riesgo del auditorio Fuente: Plan de autoprotección. Ocupación de personas en los diferentes locales de estudio A continuación, se adjuntan las ocupaciones adoptadas en el plan de autoprotección de los locales de estudio, calculadas según la documentación técnica del proyecto básico y de ejecución. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 69 Fig. 7.6 Cuadros de ocupación por sectores. Fuente: Plan de autoprotección del auditorio EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 70 8. Hipótesis de partida 8.1. Selección de zona de inicio de incendio Atendiendo a la zonificación de riesgo del plan de autoprotección expuestas con anterioridad, se presta una atención especial a la planta sótano -2. Por las siguientes razones: - Espacio donde presumiblemente se acopie mayor cantidad de elementos combustibles con posibles fuentes de ignición. - Zona de mayor dificultad de evacuación (Ascendente) - Zona aledaña a espacio de camerinos, de compleja distribución interior. - De existir un conato de incendio en esta zona, y no estuviera cerrada la puerta de acceso, podría imposibilitar la ruta de evacuación desde el foso de orquesta. Fig. 8.1 Planos de instalaciones de riesgo en el sótano 2 del auditorio Fuente: Plan de autoprotección. Según la NTP 766, el cálculo de la carga de fuego ponderada “Debe adoptarse el valor del inventario máximo, que es cuando se tiene mayor peligro y con la aproximación mejor que se pueda.” (INSHT, NTP 766 Carga de fuego ponderada:parámetros de cálculo, 2007). Dentro de la programación de actividades del auditorio se ha seleccionado el evento donde presumiblemente pueda existir una mayor acumulación de materiales combustibles, en forma de escenografías y atrezo. Por ello se ha decidido que la evaluación de riesgo se realice los días previos al evento “Opera Aida”, reconocida por sus enormes decorados y gran número de figurantes, que tendrá lugar el 26 de marzo de 2022 en el auditorio. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 71 Se realizó una visita al auditorio para comprobar las hipótesis de partida comentadas en el apartado anterior. A continuación, se presentan una serie de fotografías comentadas. PUERTA DE ACCESO DESDE CAMERINOS A ALMACÉN Y FOSO DE ORQUESTA En primer lugar, se observa que estas puertas permanecen abiertas para el paso de los técnicos y equipo artístico durante la representación. Incluso se observa defectuosa la puerta de acceso al almacén del sótano -2, como se puede observar en la fotografía siguiente, no cuenta con la barra antipánico que debe tener una puerta antincendios (círculo azul). Además, se observan varias colillas de cigarro en la zona (señaladas con círculo rojo) Fig. 8.2 Exterior Puerta de acceso al almacén y al foso de orquesta inoperativa. En el cuadro de detalle rojo: Colilla de cigarro. En el círculo azul: Detalle puerta inoperativa. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 72 Fig. 8.3 Interior Puerta de acceso al almacén y al foso de orquesta. En cuadrado de detalle: Cigarro apoyado en escalera. Fuente: Elaboración propia. INTERIOR DEL ALMACÉN DEL SÓTANO 2 En las fotografías se pueden observar la cantidad y el tipo de materiales acopiados en esta sala, que cuenta con detectores de alarma, pero no de sistemas de extinción automáticos. Donde se ha observado con anterioridad la existencia de posibles focos de ignición. Por tanto, esta situación refuerza las hipótesis de riesgo contempladas. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 79 se aproxima bastante con la premisa del cálculo del poder calorífico total evaluado en la visita al auditorio. Tabla 8.2 Tabla de caracterización de parámetros teóricos para la simulación de incendios. Fuente: Elaboración propia, mediante hoja de cálculo de PYROSIM. Por tanto, el tiempo total a máxima HRR se fijará en 3.056,38 segundos y la superficie de la combustión en 14,72m2. Con un poder calorífico de 17.900 kJ/kg. Según el propio plan de autoprotección, en cuanto al control de tiempos de los programas de ejercicios y simulacros; “Los tiempos teóricos calculados (…) se establecen de forma orientativa en 5 minutos para la evacuación total del establecimiento.” (Hervas, 2011) Según el enfoque RSET/ASET comentado en el punto 6.4.1 de este estudio, se deberá estudiar el tiempo requerido después de la ignición para que los ocupantes puedan salir de la zona afectada por el incendio y lleguen a un lugar seguro (RSET). Y el tiempo desde la ignición hasta que se producen condiciones insostenibles para los ocupantes (ASET). Siendo elegido el valor mayor de estos índices. Para conocer el tiempo ASET es necesario realizar la simulación del incendio en PYROSIM con los valores estimados con anterioridad. Curva HRR. Comprobación de valores Conociendo la tasa de crecimiento y el valor máximo de HRR, se conoce la duración de la fase de crecimiento. También se conoce la fase de desarrollo, que se corresponde con el tiempo de combustión a máxima HRR menos el tiempo total de la fase de crecimiento. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 80 La tasa de decrecimiento y el tiempo total de la simulación se han seleccionado por aproximación para conseguir que la integral de la curva HRR se corresponda con el valor teórico del total del poder calorífico de los materiales alojados en el almacén. Modelando la curva con ayuda de la hoja de cálculo de generación de curvas HRR facilitadas por las herramientas de los desarrolladores de PYROSIM, con referencia al estudio “Heat Release Rates of Burning Items in Fires, Hyeong-Jin Kim and David G. Lilley, AIAA 2000-0722” (G.Lilley, 2000). Se obtienen la curva siguiente y sus valores característicos: Tiempo fase de crecimiento = 396 segundos Tiempo fase de desarrollo =3280 segundos Tiempo total del incendio = 3.647 segundos Total Heat Release = 22.947,5 MJ Fig. 8.9 Curva HRR diseñada para la simulación del incendio Fuente: Elaboración propia mediante la herramienta “Heat Release Rate Calculator from Data (PYROSIM)” Cabe destacar en este punto, que se trata de una hipótesis basada en un modelo simple pero que respeta los valores teóricos en cuanto a la liberación de energía que produciría un incendio de los materiales combustibles almacenados en el sótano -2 identificados en la visita. Un modelo real mostraría fluctuaciones en HRR y tiempo dependiendo de las condiciones físicas del incendio, tales como aperturas de huecos de ventilación. Selección de la composición de materiales combustibles En cuanto a la composición química de los materiales programados en la simulación, y según las premisas expresadas en el punto 6.3.2.2 de este estudio, se ingresan en el programa los siguientes valores. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 81 Fig. 8.10 Valores de ingreso de composición de combustible y reacciones de los productos de combustión. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 82 9. Desarrollo del trabajo 9.1. Levantamiento 3D con REVIT El levantamiento se ha realizado con plena fidelidad a los planos arquitectónicos, si bien es cierto que el nivel de detalle que se ha utilizado ha sido el suficiente para mostrar las obstrucciones, aberturas en forjados y paramentos verticales, aunque estos no queden perfectamente definidos según sus componentes constructivos. Puesto que no es objetivo de este trabajo la comprobación de la resistencia estructural al fuego. El orden de acciones en el levantamiento ha sido el siguiente: Importar planimetría CAD de los distintos niveles según los planos de sección. Los planos de planta se encontraban digitalizados en el archivo municipal, por tanto ha sido sencillo importarlos en REVIT con un tratamiento previo en AUTOCAD para escalar el modelo a la unidad de trabajo. Para establecer los niveles fue necesario acudir físicamente al archivo para buscar los planos de secciones. Fig 9.1 Planimetría CAD importada y niveles establecidos en REVIT. Fuente: Elaboración propia Levantamiento de forjados en plantas y cubiertas Mediante la herramienta de creación de suelos y techos de REVIT, se ha dibujado el contorno de cada plano de planta y se ha colocado a su nivel pertinente según los planos EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 83 de sección del auditorio. Posteriormente se han realizado las aperturas de los huecos del forjado para escaleras, atrios y demás. Fig 9.2 Levantamiento de forjados y cubiertas sobre planos importados en CAD. Fuente: Elaboración propia Levantamiento de paramentos verticales principales Se introducen en el modelo todos los paramentos verticales, tanto exteriores como interiores, con las aberturas pertinentes. Fig 9.3 Levantamiento de paramentos verticales principales. Fuente: Elaboración propia Levantamiento de muros cortina en fachada Modelado de los muros cortinas de fachada, porche acristalado en la entrada principal y ventanas y puertas. El acabado de la fachada se aproxima al revestimiento en travertino que tiene el auditorio. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 84 Fig 9.4 Inclusión de muros cortina y detalles exteriores. Fuente: Elaboración propia Conexión entre plantas con escaleras, puertas y particiones interiores Fig 9.5 Detalle de modelado interior con inclusión de escaleras, puertas y particiones. Fuente: Elaboración propia Escenario y gradas Mediante extrusión de componentes modelados in situ, se ha realizado la grada y después se han incluido los asientos, que se han realizado a través de la adaptación de un modelo de asientos a las medidas de los asientos del auditorio. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 85 Fig 9.6 Levantamiento de gradas y caja de escenario Fuente: Elaboración propia Finalizar modelo y exportación mediante IFC Se incluyen los últimos detalles del modelo y se realiza su exportación en archivo IFC para poder compartir el modelo con los programas de simulación de incendios y evacuación de personas que se utilizarán en los siguientes pasos. 9.2. Simulación de incendios con PYROSIM A continuación se exponen los pasos seguidos para realizar la simulación de incendios con PYROSIM según los parámetros establecidos en lo datos de partida recogidos en el día de uso tipo del auditorio y modelados en el punto 8.4 de este estudio. Importar modelo IFC en PYROSIM La compatibilidad de PYROSIM con los archivos tipo IFC es perfecta. Bien es cierto que en relación al aspecto visual que arroja PYROSIM en comparación con el programa REVIT, se pierde cierto nivel de detalle. Por esta misma razón no se ha dedicado más esfuerzo en el modelado en REVIT. Las características de los materiales del modelo son respetados, aunque en este caso no se haya pretendido incluir este análisis en el proyecto, puesto que se tiene en cuenta que el tiempo teórico de evacuación de los ocupantes según el plan de autoprotección parece insuficiente para incluir la reacción de los materiales de revestimiento del auditorio. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 86 Fig. 9.7 Modelo del auditorio IFC importado a PYROSIM Fuente: Elaboración propia. Configuración del modelo en PYROSIM. 9.2.2.1. Creación de mallas de cálculo El primer paso para configurar el modelo importado a PYROSIM es el de crear una serie de mallas formadas por celdas de cálculo que dividen el modelo en varios sectores. Cuanto menor sea el tamaño de estas celdas, mayor será la precisión del cálculo y a su vez mayor será el tiempo de simulación. Debido a la gran cantidad de recursos gráficos que consumen estas simulaciones, se requiere del orden de 80 horas de simulación para conseguir 900 segundos de información. Por tanto, se necesita buscar una solución de compromiso para que la simulación sea lo más eficiente posible. Se ha dividido el escenario en las mallas que se pueden observar a continuación. Estableciendo una alta precisión en la zona de estudio (amarillo limón en el gráfico) con un tamaño de celda de 0,2x0,2x0,2m. Y en el resto un tamaño de 0,4x0,4x0,4m. Esto supone un total de 2.860.961 celdas. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 87 Fig. 9.8 Selección de mallas para la simulación de incendio. Vista planta sótano-2. Fuente: Elaboración propia 9.2.2.2. Modelado de superficie de combustión Como se puede observar a continuación, la superficie de combustión en el almacén del sótano -2 (en rojo) se corresponde con la superficie calculada en la tabla de caracterización de los parámetros teóricos para la simulación de incendios incluida en el punto 8.4.2 de este estudio. Fig. 9.9 Modelado de superficie combustible en PYROSIM. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 88 9.2.2.3. Creación de secciones de visualización de resultados Para la visualización y registro de resultados se establecen secciones del modelo en los puntos de interés a lo largo del eje de ordenadas y coordenadas. Estas secciones se han situado en el foco del incendio y en la escalera de evacuación que comunica el sótano -2 con la planta baja. Fig. 9.10 Situación de secciones de visualización y registro de resultados. A la izquierda sin el modelo y a la derecha representando la planta de sótano -2. Fuente: Elaboración propia Una vez creada estas secciones, se pueden seleccionar los parámetros de estudio, que han sido los más importantes dentro de las recomendaciones del Cluster de Incendis de Bomberos de la Generalitat de Cataluña, recogidos en el punto 6.4.2 de este trabajo, y que a continuación se resumen: Valores para una evacuación segura - Temperatura de evacuación VALOR: a 60°C se pueden resistir 10 minutos máximo o FUENTE: NFPA 130:2020 “Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems” - Visibilidad: VALOR: Se considera que los ocupantes son incapaces de asegurar la evacuación cuando no pueden distinguir sus propias manos a una distancia de 1m. (: (D=0,08 m-1) D=K/2,3) o FUENTE: ISO 13571 - Concentración CO VALOR: 125 ppm durante 30 minutos o 800 ppm durante 5 minutos o FUENTE: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4ª edición - Concentración CO2 VALOR: Concentración máxima de 5.000 ppm o FUENTE: NTP 549 (INSHT) - Concentración de 02 Con el 17% hay riesgo de pérdida de conocimiento o FUENTE: NTP 223: “Trabajos en recintos confinados”. - Máxima concentración HCN (Cianuro de hidrógeno) o VALOR: 1 hora a 10 ppm o FUENTE: SFPE Handbook, 5ª edición: “Combustion Toxicity”. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 95 Fig. 9.18 Selección de modelos 3D para opciones de visualización de ocupantes. Fuente: Elaboración propia. Una vez configurados los perfiles de los ocupantes, solo será necesario incluir al número de ocupantes deseado en cada habitación. Esto se puede hacer seleccionando la ubicación precisa de cada uno de los ocupantes o bien mediante la herramienta para incluir grupos de personas, que incluirán el número de ocupantes deseados en una habitación, ordenados de forma aleatoria. Fig. 9.19 Inclusión de ocupantes en las distintas habitaciones. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 96 9.3.2.3. Configuración de escaleras y puertas Según se ha comentado con anterioridad, la herramienta “escalera” es necesaria para la conexión en vertical de las distintas habitaciones generadas. Independientemente de las características del modelo BIM importado, dentro del cuadro de diálogo de configuración de la herramienta escalera se puede configurar aspectos como la anchura efectiva, la medida de la huella y la tabica o la longitud en verdadera magnitud. Además, se pueden configurar otros aspectos concretos de la evacuación de personas como la capacidad de la escalera, la posibilidad de habilitarlas como de sentido único, y la aceptación de los distintos perfiles de personas que pueden utilizarlas. En este caso de estudio no se ha incluido la capacidad de evacuación de cada escalera, puesto que la capacidad de las escaleras es superior al aforo dispuesto en la zona de estudio según el plan de autoprotección como ya se comentó en los puntos 7.2.2 y 7.2.4. Fig. 9.20 Captura de pantalla de modelado de escalera Fuente: Elaboración propia En cuanto a las puertas, es necesario comentar que existen dos tipos fundamentales; Las puertas de paso y las puertas de salida. Las primeras comunican dos habitaciones contiguas y son necesarias para el paso de personas entre ambas habitaciones. En el cuadro de diálogo de este tipo de puertas se puede controlar la anchura efectiva de paso y el estado de apertura de la puerta, de manera que se puede comenzar la simulación con la puerta cerrada e incluir un tiempo en el que se abra la puerta durante la simulación. Al igual que en las escaleras, también se pueden incluir que tipo de perfil de personas pueden utilizar cada puerta de paso. A continuación, se puede ver una imagen de una puerta seleccionada y la misma puerta incluyendo el levantamiento BIM. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 97 Fig. 9.21 Captura de pantalla de modelado de puerta de paso Fuente: Elaboración propia. Las puertas de salida son necesarias para que se pueda realizar la simulación de la evacuación de personas. Pueden existir más de una y comparten las mismas opciones de configuración que las puertas de paso. Estas puertas son las que contabilizan la evacuación exitosa de los ocupantes una vez sean atravesadas por estos. A continuación, se muestra una captura de una de las dos puertas de salida de la simulación. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 98 Fig. 9.22 Captura de pantalla de puerta de salida de evacuación Fuente: Elaboración propia Simulación y exportación de resultados Con posterioridad a la ejecución de la simulación se importarán los resultados de la simulación de incendio con PYROSIM, de manera que se visualicen simultáneamente los resultados de la simulación de incendios y de la evacuación de personas. Desde el cuadro de visualización de resultados de PATHFINDER también se pueden gestionar las opciones de visualización de la simulación del incendio. En la siguiente imagen, a modo de ejemplo, se puede apreciar la simulación compuesta del incendio y de la evacuación de personas en el instante 97,8 segundos. Notar que se han incluido dos barras de visualización de resultados, una de la temperatura perteneciente a PYROSIM y otra de la densidad de ocupantes perteneciente a PATHFINDER. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 99 Fig. 9.23 Visualización de resultados compuesta PYROSIM + PATHFINDER. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 100 10. Resultados 10.1. Resultados de la simulación de incendio con PYROSIM DURACIÓN La simulación de los primeros 900 segundos del incendio ha requerido de un total de 80 horas y 41 minutos. Fig. 10.1 Captura del resumen de la simulación de PYROSIM. Fuente: Elaboración propia EXPRESIÓN DE RESULTADOS A continuación, se indican los aspectos relevantes del visualizador de resultados a través del siguiente ejemplo: Fig. 10.2 Captura de pantalla de visualización de resultados conjuntos Fuente: Elaboración propia. Contador de ocupantes evacuados Escala colorimétrica del valor de medición seleccionado Instante de la simulación (segundos) EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 101 En cuanto a la escala colorimétrica del valor de medición seleccionado destacar dos aspectos interesantes; El primero es que comparten la misma escala la visualización de resultados de las mallas en 2D y en 3D. Y el segundo es que se puede seleccionar un valor de consigna en la escala de manera que se vean reflejados en la escena las zonas que comparten ese mismo valor de consigna. Esto se aprecia con un sombreo de las zonas que comparten dichos valores como se puede comprobar en el ejemplo siguiente, donde se incluye una captura sin asignación de valor de consigna y una segunda captura donde se ha señalizado el valor de 100ºC como valor de consigna. Fig. 10.3 Captura de pantalla del visualizador conjunto de resultados SIN asignación de valor de consigna. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.4 Captura de pantalla del visualizador conjunto de resultados CON asignación de valor de consigna. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 102 Validación del modelo a través de los resultados obtenidos Para comprobar la fidelidad del modelo con respecto a los datos teóricos calculados como base para la caracterización del incendio, se ha realizado una simulación de la superficie de combustión calculada en una malla de cálculo vacía sin incluir el levantamiento IFC, de manera que no exista ningún tipo de interferencia en los resultados. A continuación, se incluye una imagen de esta simulación y los resultados de la curva de HRR obtenida. Fig. 10.5 Simulación de validación del modelo de incendio. Curva HRR e imagen de la simulación. Fuente: Elaboración propia Como se puede comprobar a continuación, la curva HRR generada en esta validación del modelo, se corresponde con la calculada en las hojas de cálculo expuestas en el punto 8.4.2 de este estudio. Fig. 10.6 Comprobación de la fidelidad entre la curva HRR teórica y la generada en la simulación de validación. Fuente: Elaboración propia. Una vez comprobado que el modelo generado se corresponde con la caracterización teórica del mismo, se procede a la simulación completa del modelo. A continuación, se expone la curva HRR generada en el modelo completo, notar que el tiempo de simulación no ha sido completo, se ha decidido simular solo la fase de crecimiento y desarrollo EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 103 debido a los extensos tiempos de procesamiento que requiere la simulación completa del edificio. Fig. 10.7 Curva HRR generada en la simulación del incendio en el edificio modelado. Fuente: Elaboración propia A simple vista se puede comprobar que la curva difiere de la curva generada en el modelo anterior, donde no se incluía el levantamiento del edificio. Esto se explica por la influencia que producen las obstrucciones del modelo como paredes y techos en la ventilación del incendio. Esta ventilación controlada por la volumetría del edificio y sus aperturas genera una serie de picos en la curva de HRR, producido por las pulsaciones en la alimentación de oxígeno del incendio. Incluso se podría estar hablando de la generación de eventos como explosiones, “Flashover” (combustión súbita generalizada) o “Backdrafts” (Explosión de vapores por flujo reverso), como muestra el pico de temperatura alcanzado en torno al instante 350s en el entorno de la escalera del sótano -2. Pero este estudio detallado se escapa de los objetivos de este proyecto. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 104 Fig. 10.8 Gráfico de registro de temperatura en entorno de la escalera del sótano -2. Fuente: Elaboración propia El cambio es significativo, puesto que se trata del paso de un incendio de exterior, donde el desarrollo del incendio está influenciado fundamentalmente por el aporte de combustible, a uno de interior en donde el aporte de oxígeno es el factor principal para su desarrollo. Esta tesis sobre la influencia de la concentración de oxígeno en el desarrollo del incendio también se puede justificar con el siguiente gráfico de la tasa de aporte de combustible en la simulación, en el que se puede comprobar que el aporte de combustible coincide con la tasa HRR. Por tanto, se concluye que el modelo resulta válido. Fig. 10.9 Tasa de aporte de combustible en la simulación del incendio Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 111 ZONA 5. Distribuidor camerinos sótano -1 Fig. 10.20 Vista interior distribuidor camerino sótano -1. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia ZONA 6. Escalera1 a nivel sótano -1 Como se puede apreciar en el registro del termopar instalado en la escalera del sótano - 1 a 1,80m de altura, no se supera en ningún momento los 60ºC. Fig. 10.21 Gráfico de registro de temperatura en la puerta del hueco de escalera en sótano -1. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 112 ZONA 7. Escalera 1a nivel planta baja Como se puede apreciar en el registro del termopar instalado en la escalera de planta baja a 1,80m de altura, no se supera en ningún momento los 60ºC. Fig. 10.22 Gráfico de registro de temperatura en la puerta del hueco de escalera en planta baja. Fuente: Elaboración propia ZONA 8. Escalera 2 a nivel sótano -1 Como se puede apreciar en la vista de sección de planta sótano -1, no se supera en ningún momento los 60ºC. Fig. 10.23 Vista de sección en planta sótano-1. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 113 ZONA 9. Escalera 2 a nivel planta baja Como se puede apreciar en la vista de sección de planta baja, no se supera en ningún momento los 60ºC. Fig. 10.24 Vista de sección en planta baja. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia ZONA 10. Hall principal. Instante 1090 segundos. Se observa el alcance de los 60ºC de temperatura en el instante 1090s. Fig. 10.25 Vista de sección en planta baja. Instante 1090s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 114 10.1.2.2. Visibilidad VALOR: Se considera que los ocupantes son incapaces de asegurar la evacuación cuando no pueden distinguir sus propias manos a una distancia de 1m. FUENTE: ISO 13571 El valor que ofrece PYROSIM indica los metros en los que se pierde la visibilidad, a continuación, se muestran los instantes en los que este valor llega a ser 1m en las distintas zonas que a continuación se expresan gráficamente. ZONA 1. ALMACÉN: Instante 130 segundos Fig. 10.26 Vista de sección en planta sótano -2. Instante 130s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 115 Fig. 10.27 Vista de interior en almacén planta sótano -2. Instante 0s. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.28 Vista de interior en almacén planta sótano -2. Instante 130s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 116 ZONA 2. Puerta Almacén y foso de orquesta: Instante146 segundos Fig. 10.29 Vista de interior en puerta almacén y foso orquesta planta sótano -2. Instante 146s. Fuente: Elaboración propia ZONA 3. Distribuidor camerinos sótano-2: Instante 250 segundos Fig. 10.30 Vista de interior en puerta almacén y foso orquesta en planta sótano -2. Instante 146s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 117 ZONA 4. Escalera 1a nivel de sótano -2: Instante 300 segundos. Fig. 10.31 Vista sección en escalera 1 nivel sótano -2. Instante 300s. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.32 Vista interior en escalera 1 nivel sótano -2. Instante 300s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 118 ZONA 5. Distribuidor camerinos sótano -1 A continuación, se puede observar que no se alcanza el valor de visibilidad objetivo de estudio en ningún momento de la simulación. Este resultado se hace extensivo también en las zonas 6, 7, 8 y 9. Por ello no se incluyen gráficos de estas zonas. Fig. 10.33 Vista sección en distribuidor camerinos sótano -1. Instante 1197s. Fuente: Elaboración propia ZONA 10. Hall principal: Instante 706 segundos. Fig. 10.34 Vista sección. Instante 706s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 119 10.1.2.3. Concentración CO VALOR: 125 ppm durante 30 minutos o 800 ppm durante 5 minutos o FUENTE: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 4ª edición En el estudio de este parámetro para la evacuación de personas se tendrá en cuenta el valor de 800 ppm durante 5 minutos, puesto que esta duración es cercana al rango de tiempo que dura como máximo la evacuación de personas. ZONA 1. ALMACÉN: Instante 147 segundos Fig. 10.35 Vista sección almacén sótano -2. Instante 147s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 120 Fig. 10.36 Vista interior almacén sótano -2. Instante 147s. Fuente: Elaboración propia ZONA 2. Puerta Almacén y foso de orquesta: 244 segundos Fig. 10.37 Vista interior puerta almacén y foso de orquesta sótano -2. Instante 244s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 127 10.1.2.5. Concentración O2 VALOR: Con el 17% hay riesgo de pérdida de conocimiento o FUENTE: NTP 223: “Trabajos en recintos confinados”. NOTA: Equivalencia de unidades: 1%=10.000ppm. Por tanto 17%= 170.000 ppm En este caso se estudian los momentos en los que se alcance una concentración menor del valor de consigna (1,75E4 ppm de 02) ZONA 1. ALMACÉN: Instante 188 segundos Fig. 10.50 Vista sección almacén sótano -2. Instante 188s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 128 Fig. 10.51 Vista interior almacén sótano -2. Instante 188s. Fuente: Elaboración propia ZONA 2. Puerta Almacén y foso de orquesta: Instante 289 segundos Fig. 10.52 Vista interior puerta almacén y foso de orquesta sótano -2. Instante 289s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 129 ZONA 3. Distribuidor camerinos sótano-2: Instante 897 segundos Fig. 10.53 Vista sección distribuidor camerinos sótano -2. Instante 897s. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.54 Vista interior distribuidor camerinos sótano -2. Instante 897s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 130 ZONA 4. Escalera 1a nivel de sótano -2. El valor reflejado en el siguiente gráfico se hace extensible a las zonas 5, 6, 7, 8, 9. Por no registrar el valor de consigna durante toda la simulación. Fig. 10.55 Vista sección escalera. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia ZONA 10. Hall principal. Fig. 10.56 Vista sección hall. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 131 10.1.2.6. Flujo térmico VALOR: por debajo de 1,7 kW/m2 o FUENTE: NFPA 130:2020 “Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems” Notar que PYROSIM no dispone de la posibilidad de medir la radiación en kW/m2, en su lugar posibilita el estudio de la radiación en kW/m3. Por tanto se acepta esta medición como análoga a los valores descritos en la normativa. ZONA 1. ALMACÉN: Instante 109 segundos. Fig. 10.57 Vista sección almacén sótano -2. Instante 109s. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.58 Vista interior almacén sótano -2. Instante 109s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 132 ZONA 2. Puerta Almacén y foso de orquesta: Instante 250 segundos. Fig. 10.59 Vista interior puerta almacén y foso de orquesta sótano -2. Instante 250s. Fuente: Elaboración propia ZONA 3. Distribuidor camerinos sótano-2: Instante 884 segundos. Fig. 10.60 Vista sección distribuidor camerinos sótano -2. Instante 884s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 133 Fig. 10.61 Vista interior distribuidor camerinos sótano -2. Instante 884s. Fuente: Elaboración propia ZONA 4. Escalera 1a nivel de sótano -2: Instante 109 segundos. El valor reflejado en el siguiente gráfico se hace extensible a las zonas 5, 6, 7, 8, 9 y 10. Por no registrar el valor de consigna durante toda la simulación. Fig. 10.62 Vista sección escalera. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 134 ZONA 10. Hall principal. Fig. 10.63 Vista sección hall. Instante 1196s. Fuente: Elaboración propia 10.1.2.7. Altura mínima nivel de humos VALOR: a 1,8 m sobre el nivel del suelo o FUENTE: Francia: Arrêté de 22 de marzo de 2004: Instrucción técnica IT246 para el control de humos en ERP Para la visualización de estos resultados se han seccionado los paramentos verticales del modelo a una altura de 180cm. ZONA 1. ALMACÉN: Instante 60 segundos Fig. 10.64 Vista sección planta sótano -2. Instante 60s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 135 ZONA 2. Puerta Almacén y foso de orquesta: Instante 135 segundos Fig. 10.65 Vista planta sótano -2. Instante 135s. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.66 Vista interior puerta almacén y foso de orquesta sótano -2. Instante 135s. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 136 ZONA 3. Distribuidor camerinos sótano-2: Instante 205 segundos Fig. 10.67 Vista sección distribuidor camerinos sótano -2. Instante 205s. Fuente: Elaboración propia Fig. 10.68 Vista interior distribuidor camerinos sótano -2. Instante 205s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 143 Temp. Visibilidad CO CO2 02 Kw/m3 Alt. Humo Tiempo menor Zona 1 260 130 147 40 188 109 60 40 Zona 2 470 146 244 113 289 250 135 113 Zona 3 288 250 693 240 897 884 205 205 Zona 4 300 109 238 109 Zona 5 Zona 6 279 279 Zona 7 331 331 Zona 8 Zona 9 Zona 10 1090 706 260 260 Tabla 10.1 Tabla resumen de los instantes de superación de valores de referencia en las distintas zonas. Fuente: Elaboración propia Comprobación de parámetros para una intervención segura de los bomberos A continuación, se comprueban los valores mínimos necesarios para considerar el acceso por la escalera de estudio hacia el almacén del sótano -2, de cara a una intervención para extinguir el incendio, como un paso de intervención seguros para los intervinientes. Como mínimo el 75% del recorrido de este paso de intervención debe de garantizar que no se sobrepasen los siguientes valores: 10.1.3.1. Temperatura VALOR PARA INTERVENCIÓN SEGURA: a 100°C (a 1,8m del suelo) una saturación del 10% se puede tolerar 8 minutos. - FUENTE: Norma británica PD 7974-6:2004: «Human factors: Life safety strategies Según los datos recogidos en el punto 10.1.2.1 de este estudio, el único termopar que registra una temperatura mayor de 100ºC durante más de 8 minutos está situado en la puerta del almacén del sótano -2. Este valor se alcanza en esta zona alrededor del instante 600 segundos. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 144 Fig. 10.80 Gráfico de registro de temperatura en la puerta del Almacén de sótano -2. Fuente: Elaboración propia Bien es cierto que el tiempo total de la intervención de los bomberos es un tiempo que se desconoce y que no podemos deducirlo por depender de muchos factores. Por ello se incluye a continuación el tiempo en el que se comienza a superar esta consigna en las zonas donde ocurre este fenómeno. ZONA 3. Distribuidor camerinos sótano-2: Instante 729 segundos Fig. 10.81 Vista sección escalera en el distribuidor de los camerinos de sótano -2. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 145 10.1.3.2. Flujo térmico VALOR PARA INTERVENCIÓN SEGURA: Se garantiza una radiación térmica inferior o igual a 2,5 kW/m2 cuando se hacen labores de extinción o FUENTE: NFPA 921 “Guide for Fire and Explosion Investigations”. A continuación, se incluye el gráfico de la radiación máxima que se alcanza en el incendio. Esta radiación será a la que se enfrenten los intervinientes en el momento de la extinción. Es importante destacar que en los primeros 400 segundos es cuando se produce un aumento mayor de esta radiación en la zona del incendio, posiblemente influenciado por la disponibilidad de oxígeno en la zona del incendio. Fig. 10.82 Gráfico de registro de flujo de radiación general. Fuente: Elaboración propia 10.1.3.3. Velocidad máxima del aire en vías de evacuación VALOR PARA INTERVENCIÓN SEGURA: VALOR: 11 m/s o FUENTE: NFPA 130:2010 “Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems” Según se comentó en el punto 10.1.2.8 de este estudio, este valor no se alcanza en ningún momento de la simulación. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 146 10.1.3.4. Condiciones Flashover. Combustión súbita generalizada VALOR: 500°C y 20 kW/m2 (a nivel de suelo) o FUENTE: NFPA 921 “Guide for Fire and Explosion Investigations” Como se puede apreciar en los siguientes gráficos, estos valores se pueden encontrar en la simulación, por tanto, no se puede descartar la aparición de este fenómeno. Si bien es cierto que el estudio detallado del mismo se escapa de los objetivos de este proyecto principalmente por la incapacidad del simulador FDS de manejar flujos de altas velocidades, limitación que ya se comentó en el punto 6.3.2.4 de este estudio. Fig. 10.83 Gráficos de radiación máxima y temperaturas registradas en la puerta del almacén de sótano -2. Fuente: Elaboración propia 10.2. Resultados para una intervención segura de bomberos con PYROSIM Estas características establecen 3 escenarios posibles de intervención para los bomberos: - ESCENARIO 1: Este es el caso más favorable para la intervención. Implica necesariamente la existencia de pasos de intervención y permite recorrer en 7 minutos una distancia máxima de intervención de 90 metros. - ESCENARIO 2: La distancia máxima de intervención no puede ser superior a 70 metros (tiempo estimado de 7 minutos). - ESCENARIO 3: La distancia máxima de intervención prevista se ajustará a la que el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales considera longitudes máximas de los recorridos de evacuación. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 147 Fig. 10.84 Posibles escenarios de intervención de bomberos según factores expuestos. Fuente: Guía de diseño prestacional (Cluster de seguritat contra incendis, 2021) Según los datos recogidos en la tabla del punto 10.1.2.9 y en los expresados en el punto 10.1.2.3 de este estudio, se pueden clasificar las distintas zonas como los escenarios 1, 2 y 3 descritos con anterioridad. Temp. Visibilidad ESCENARIO Zona 1 260 130 3 Zona 2 470 146 3 Zona 3 288 250 2 Zona 4 300 2 Zona 5 1 Zona 6 1 Zona 7 1 Zona 8 1 Zona 9 1 Zona 10 1090 706 2 Tabla 10.2 Catalogación de escenarios para una intervención segura de los bomberos a partir de los instantes de superación de los valores de referencia según el Clúster de Seguritat Contra Incendis Fuente: Elaboración propia 10.3. Resultados de la evacuación de personas con PATHFINDER A continuación, se presentan los resultados de los tiempos de evacuación de los ocupantes de los camerinos del sótano -2 y del sótano -1 según los aforos indicados en el plan de autoprotección. Esto supone un total de 86 personas evaluadas en esta simulación. El comportamiento aplicado a los ocupantes es el de utilizar cualquier salida (“Go to any exit”) y la velocidad de movimiento será de 1m/s en recorridos horizontales y 0,5m/s en escaleras según las recomendaciones de la NTP 436. (INSHT, NTP436:Cálculo estimativo de vías y tiempos de evacuación, 1999). EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 148 Fig. 10.85 Tiempo de evacuación total de ocupantes en área de estudio. Fuente: Elaboración propia. Con datos de simulación Como se puede observar en el gráfico donde se expresan tanto el número de ocupantes que salen del edificio como los que quedan por salir, el tiempo total de evacuación de las 86 personas es de 300 s aproximadamente. También queda expresado el tiempo de retardo en el comienzo de la evacuación, que se recuerda es de 1 minuto. En este punto también se evaluará la densidad de los ocupantes, estableciendo como limitante el valor de 4 personas/m2, y preocupante la que supere las 2 personas/m2. Este criterio ha partido de la tabla 2.1 de densidad de ocupación del código técnico (CTEDBSI3, 2019). En el instante cero, la posición aleatoria de los ocupantes, según los aforos señalados en el plan de autoprotección es la que se puede contemplar en el siguiente gráfico: Fig. 10.86 Posición inicial de los ocupantes en una vista de sección por la escalera 1 interior. Fuente: Elaboración propia. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 149 A continuación, se expone una captura de la vista de sección por la escalera en el instante 65,5segundos, donde se puede apreciar una masificación de ocupantes en la puerta que da acceso al bloque de escaleras en el sótano -2. En este instante y hasta el instante 187 segundos se mantiene una densidad de ocupación mayor de 3 ocupantes/m2. Se puede considerar por tanto este como un punto preocupante para la evacuación de personas, en el que podrían darse episodios de tropiezos y caídas. Fig. 10.87 Densidad de ocupantes en la puerta de acceso a las escaleras de sótano -2 en el instante 65,5s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 150 Fig. 10.88 Densidad de ocupantes en la puerta de acceso a las escaleras de sótano -2 en el instante 78,9s. Vista interior. Fuente: Elaboración propia A continuación, puede apreciarse la continuidad de esta situación en el instante 187,8s. Donde puede observarse que la capa de humo proveniente del almacén del sótano -2 comienza a entrar en el distribuidor de los camerinos de la misma planta. Sin valores preocupantes para la evacuación por el momento. Fig. 10.89 Densidad de ocupantes en la puerta de acceso a las escaleras de sótano -2 en el instante 187,8s. Fuente: Elaboración propia EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 151 El cálculo del flujo de ocupantes por segundo en esta zona crítica del recorrido de evacuación confirma el hecho descrito con anterioridad, pudiendo observarse el pico de uso de la puerta de acceso al hueco de escalera (en verde) que se mantiene en los primeros tramos de la escalera (línea azul). Fig. 10.90 Gráfico de flujo de uso de puerta de acceso al hueco y a la escalera en sótano -2. Fuente: Elaboración propia El programa PATHFINDER puede señalar el tiempo hasta la salida que tiene cada ocupante en cada momento. Esto será de gran ayuda para expresar gráficamente cuales pudieran ser los ocupantes que tendrían problemas por superar algún valor límite fijado en las condiciones de evacuación segura de ocupantes, fijadas en el punto 10.1.2. En los gráficos siguientes pueden comprobarse la fidelidad de estos cálculos de tiempo hasta la salida. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS DE AUTOPROTECCIÓN Y ACTUACIÓN DE BOMBEROS MEDIANTE UNA SIMULACIÓN DINÁMICA DE INCENDIO (FDS) Y DE EVACUACIÓN DE PERSONAS EN EL AUDITORIO RIBERAS DEL GUADAIRA (ALCALÁ DE GUADAIRA-SEVILLA). 152 Fig. 10.91 Vista de sección escalera con cálculo de tiempo hasta la salida de los ocupantes. Fuente: Elaboración propia.