Avaliação das perdas de carga no pleno de difusão de ar situado sob o CNIT em Paris, para garantir o seu bom funcionamento em caso de necessidade de extração de fumo.
O objetivo desta missão é avaliar as perdas de carga no pleno de difusão de ar situado sob o CNIT em Paris, a fim de garantir o seu bom funcionamento em caso de necessidade de extração de fumo. A modelação 3D do pleno foi realizada para avaliar as pressões e as zonas problemáticas.
O essencial. Sob o CNIT em Paris, o pleno que alimenta a extração de fumo está ocupado por condutas que reduzem a secção de passagem. A EOLIOS modelou finamente o pleno em 3D, localizou em CFD as zonas de forte perda de carga no cenário mais desfavorável e propôs depois otimizações (deslocação de condutas, deflectores, carenagens) que dividem a perda de carga por dois.
O objetivo desta missão é avaliar a distribuição das pressões no interior do pleno de difusão de ar situado sob o CNIT em Paris, a fim de assegurar que as perdas de carga não excedem os limites dos sistemas e garantir assim o seu bom funcionamento em caso de necessidade de extração de fumo. Esta avaliação é realizada num contexto em que o pleno está ocupado, com um grande número de condutas que reduzem a secção de passagem do ar.
Uma vez avaliadas as perdas de carga num cenário padrão, o objetivo é propor otimizações para reduzir as perdas de carga causadas pelas condutas.
A perda de carga é a queda de pressão que o ar sofre ao circular: cada curva, estreitamento ou obstáculo dissipa uma parte. Demasiado elevada, impede o ventilador de atingir o caudal exigido. Ver o dossiê perda de carga e resistência hidráulica.
Neste projeto, é crucial validar através de simulações de mecânica dos fluidos computacional (CFD) a perda de carga induzida pela localização das condutas e, eventualmente, considerar a instalação de deflectores.
Um pleno é um grande volume tampão colocado a montante dos pontos de difusão, que iguala a pressão antes de repartir o ar. Na extração de fumo, tem de fornecer um caudal elevado sem que a sua geometria interna crie uma perda de carga incompatível.
O desafio é encontrar soluções que permitam minimizar as perdas de carga e otimizar o funcionamento do sistema de difusão de ar para assegurar uma eficácia e uma segurança máximas em caso de necessidade de extração de fumo.
No âmbito deste estudo, a volumetria global do pleno foi modelada de forma precisa, tendo em conta a disposição de todas as redes para se aproximar o mais possível das condições reais de funcionamento. Com base nos levantamentos realizados no local durante uma auditoria, todas as aberturas, vigas, condutas, alvenarias e outras geometrias do pleno foram modeladas com precisão.
As alvenarias na entrada do pleno foram igualmente tidas em conta, permitindo assim avaliar com precisão o impacto desses elementos na chegada de ar novo. Assim, a totalidade das principais máscaras aeráulicas foi remodelada para ser integrada nos estudos.
Para avaliar a perda de carga máxima no interior do pleno e verificar o dimensionamento das instalações, é necessário partir do cenário mais desfavorável. Para tal, é essencial considerar o caso em que o máximo de ar é aspirado a partir do pleno.
Tendo em conta este cenário extremo, é possível assegurar que as instalações estão dimensionadas de forma adequada para enfrentar as condições mais exigentes.
A mecânica dos fluidos computacional ou Computational Fluid Dynamics (CFD) reúne o conjunto dos métodos numéricos utilizados para estudar o escoamento de um fluido num ambiente dado. Estes escoamentos são regidos por equações às derivadas parciais que não podem ser resolvidas analiticamente. O método dos elementos finitos permite resolver numericamente essas equações, o que permite obter uma solução aproximada de um problema físico.
Quando aplicado aos edifícios, um estudo CFD pode fornecer ao projetista informações valiosas sobre as velocidades de ar, as pressões e as temperaturas prováveis no interior e em torno dos espaços de construção.
É assim realizado um estudo CFD no modelo do pleno que reproduz fielmente a realidade, o que permite determinar as zonas de fortes perdas de carga nas condições atuais que devem ser modificadas para atingir os objetivos de perdas de carga necessários ao bom funcionamento do sistema de extração de fumo.
Foram propostas numerosas soluções técnicas para fluidificar a circulação do ar no pleno e otimizar a evacuação do fumo, tais como modificações da localização das condutas, uma reorganização das alvenarias problemáticas, uma otimização aerodinâmica dos volumes presentes ou ainda a instalação de carenagens para melhor guiar o escoamento de ar até à saída. Estas otimizações juntam-se à nossa engenharia de extração de fumos.
Um deflector é uma peça perfilada acrescentada ao escoamento para reorientar o ar suavemente e evitar-lhe um obstáculo ou um ângulo vivo. Bem colocado, suprime zonas de descolamento e faz cair a perda de carga local.
As diferentes otimizações realizadas permitiram reduzir consideravelmente a perda de carga em relação à conceção de base. O último cenário estudado, que integra todas as melhorias possíveis em função das restrições do projeto, apresenta uma perda de carga dividida por dois em relação à situação atual.
Além disso, para o caso mais desfavorável, a pressão no extremo do pleno é da ordem do objetivo fixado para o caso geral, o que estava longe de acontecer na configuração inicial.
Os estudos realizados tinham por objetivo verificar a conceção dos sistemas para responder a um cenário de extração de fumo. Isso significa que a tónica foi colocada na avaliação do desempenho das instalações em condições em que é necessário proceder a uma evacuação rápida de fumo e de calor em caso de incêndio. Isso permite assim assegurar que os sistemas respondem às exigências regulamentares em matéria de segurança contra incêndios e que podem proteger os ocupantes do edifício em caso de emergência.
A reter. Num pleno já construído não se ganha espaço, ganha-se aerodinâmica: deslocar algumas condutas e guiar o escoamento é suficiente para dividir a perda de carga por dois e trazer a pressão no extremo do pleno para o objetivo, sem grandes obras.
Pleno de difusão, perdas de carga e desafio de extração de fumo sob o CNIT.
É um grande volume colocado sob o edifício que reparte o ar para os pontos de difusão. Na extração de fumo, tem de deixar passar um caudal elevado com uma perda de carga dominada, para evacuar rapidamente fumo e calor. Um desafio próximo foi tratado no nosso projeto pleno de extração de fumos AF1.
As condutas, vigas e alvenarias reduzem a secção de passagem e forçam o ar a contornar obstáculos. Cada mudança de secção ou de direção dissipa energia, o que aumenta a perda de carga total e a pressão que o sistema tem de vencer.
Jogando com a geometria: reposicionar certas condutas, arredondar ou carenar as arestas vivas, acrescentar deflectores para guiar o escoamento. Estas medidas locais foram suficientes, aqui, para dividir a perda de carga por dois.
O dimensionamento tem de resistir no pior caso, aquele em que o caudal aspirado a partir do pleno é máximo. Se a pressão se mantiver dentro dos limites dos ventiladores nesse caso, fica garantida para todos os outros.
Verifica que a rede de extração de fumo evacua o caudal exigido nas condições regulamentares, ou seja, que o fumo e o calor são extraídos suficientemente depressa para proteger os ocupantes e os meios de socorro.
Explore as nossas especialidades, projetos e dossiês técnicos para ir mais longe do que a FAQ.
A missão consiste em avaliar as perdas de carga no pleno de difusão de ar situado sob o CNIT em Paris, a fim de garantir o seu bom funcionamento em caso de necessidade de extração de fumo. O pleno está ocupado por um grande número de condutas, o que reduz a secção de passagem do ar. São realizadas simulações CFD para avaliar as perdas de carga e propor otimizações para as reduzir. É realizada uma modelação 3D precisa do pleno, bem como estudos CFD para determinar as zonas de fortes perdas de carga. São propostas diferentes soluções técnicas (modificação da localização das condutas, instalação de carenagens) para fluidificar a circulação do ar. As otimizações realizadas permitiram reduzir consideravelmente as perdas de carga em relação à conceção inicial.
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