ES2317823T3 - Procedimiento y dispositivo para la configuracion de un sistema de deteccion para incendios en tuneles. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la configuracion de un sistema de deteccion para incendios en tuneles. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2317823T3 ES2317823T3 ES00102318T ES00102318T ES2317823T3 ES 2317823 T3 ES2317823 T3 ES 2317823T3 ES 00102318 T ES00102318 T ES 00102318T ES 00102318 T ES00102318 T ES 00102318T ES 2317823 T3 ES2317823 T3 ES 2317823T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- fire
- tunnel
- parameters
- sensor
- model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
Procedimiento para la configuración de un sistema de detección de incendios en túneles, que contiene un sensor lineal de calor con un cable sensor, en el cual, a partir de parámetros del túnel y del cable sensor, así como a partir de un modelo de incendio, se calcula el desarrollo del incendio y el tiempo de alarma; se optimiza el lugar de instalación del cable sensor y los valores límites de alarma del sistema de detección, de tal modo que se detecte de rápidamente y de manera segura un posible incendio, caracterizado porque los parámetros del cable sensor están determinados por las propiedades físicas del cable, su posición y geometría de colocación, y por la física de la técnica de medición.
Description
Procedimiento y dispositivo para la
configuración de un sistema de detección para incendios en
túneles.
La presente invención se encuentra en el área de
la detección de incendios en túneles, para lo cual hoy se utilizan
sistemas de detección con un sensor lineal de calor. Un sistema de
detección de este tipo se comercializa con la denominación
FibroLaservon, de la firma Siemens Building Technologies AG (S.A.),
Cerberus División, antes llamada Cerberus AG (S.A.). Este sistema
contiene un cable de fibra de vidrio montado en el techo del túnel,
una fuente de luz láser y un receptor optoelectrónico. La luz
generada por el láser se acopla en el cable de fibra de vidrio y se
conduce en su dirección longitudinal. Las oscilaciones de espesor
del vidrio cuarzoso, originadas por la acción del calor, provocan
una dispersión continua (dispersión de Rayleigh) que, a su vez,
provoca la amortiguación de la luz láser. Adicionalmente, se
presenta otra dispersión de luz, debido a las oscilaciones térmicas
de retícula del material de vidrio, la denominada dispersión
Raman.
Una fracción de la luz dispersada cae en el
ángulo de apertura del guiaondas y se extiende tanto en dirección
de avance y en dirección contraria. La luz de dispersión se puede
probar con el receptor optoelectrónico; a través de la evaluación
de la intensidad de determinadas frecuencias de retrodispersión se
puede determinar la temperatura local del cable de fibra de vidrio.
La resolución local de la marcha de temperatura a lo largo de un
cable de fibra de vidrio se realiza a través de la medición de la
amortiguación de la luz del guiaondas. La magnitud del fuego es una
función del segmento de cable calentado: Un segmento calentado corto
corresponde a un fuego pequeño y un segmento calentado largo
corresponde a un fuego grande.
El documento D1 (Beard E. A.: "Predicting the
effects of design parameter variations on major fire spread in a
tunnel" (Predecir los efectos de variaciones de parámetros de
diseño en una propagación grande de fuego en un túnel) Int. Comm.
Heat Mass Transfer, tomo 23 Nº 4, junio de 1996
(1996-06), - julio de 1996
(1996-07), páginas 495-504,
XP000920504 Chicago) describe un modelo determinista que predice las
condiciones para la propagación de fuego en un túnel. El modelo,
basado en conceptos de la dinámica no lineal, puede ser utilizado
para predecir las condiciones de la expansión de un fuego en un
túnel. Además, se describen otras simulaciones, especialmente,
bifurcaciones. Además, se muestra cómo puede ser utilizado el modelo
para caracterizar dichas condiciones geométricas y termofísicas que
originan las inestabilidades y los saltos. En principio, dicho
modelo puede ser utilizado como elemento auxiliar para el diseño y
el accionamiento para un túnel.
La invención comprende un procedimiento para la
configuración de un sistema de detección de incendios en túneles,
que contiene un sensor lineal de calor con un cable sensor. El
procedimiento acorde a la invención debe posibilitar el ajuste
individual de los sistemas de detección para incendios en túneles ya
durante la planificación, con una flexibilidad elevada en cuanto a
las condiciones físicas y locales de un túnel.
El objetivo propuesto se resuelve, acorde a la
invención, gracias a que, a partir de parámetros del túnel y del
cable sensor, así como a partir de un modelo de incendio, se calcula
el desarrollo del incendio y el tiempo de alarma; se optimiza el
lugar de instalación del cable sensor y los valores límites de
alarma del sistema de detección, de modo tal que se detecta
rápidamente y de manera segura un posible incendio.
El procedimiento acorde a la invención es,
esencialmente, un modelo para la simulación de diferentes incendios
en un túnel para una planificación eficiente y específica de nuevas
instalaciones y para la determinación del fuego de prueba
correspondiente a la evaluación de estas instalaciones.
Un primer modo de ejecución preferido del
procedimiento acorde a la invención está caracterizado porque los
parámetros del túnel contienen datos acerca de las dimensiones del
túnel y acerca de las condiciones de viento en el túnel.
Un segundo modo de ejecución preferido del
procedimiento acorde a la invención está caracterizado porque los
parámetros del cable sensor están determinados por las propiedades
físicas del cable, su posición y geometría de colocación, y por la
física de la técnica de medición.
Un tercer modo de ejecución preferido está
caracterizado porque el modelo de incendio consiste en modelos
parciales que contienen juegos de parámetros obtenidos a partir de
cálculos teóricos y experiencias prácticas.
Preferentemente, el modelo de incendio contiene
ambos modelos parciales, para el desarrollo del incendio en la zona
de reacción y para el comportamiento de los gases de incendio en la
zona de enfriamiento por encima de la zona de reacción.
En el modelo parcial del desarrollo del incendio
se lleva a cabo un cálculo de la entalpía de reacción, del balance
de energía y del empuje vertical en la zona de reacción y del
desarrollo del incendio. En el modelo parcial del comportamiento de
los gases de incendio en la zona de enfriamiento (la denominada zona
de pluma) se lleva a cabo un cálculo del comportamiento de la
corriente de gases de incendio calientes a causa de la mezcla con
el gas del entorno en una zona límite turbulenta.
\newpage
La presente invención comprende, además, un
dispositivo para llevar a cabo un procedimiento para la
configuración de un sistema de detección de incendios en túneles,
que contiene un sensor lineal de calor con un cable sensor. El
dispositivo acorde a la invención está caracterizado por los
siguientes componentes:
- a.
- Medios de almacenamiento para el almacenamiento de parámetros del túnel y del cable sensor y de juegos de parámetros de un modelo de incendio;
- b.
- Medios de cálculo para el cálculo del desarrollo del incendio y del calentamiento del cable sensor resultante, a partir de los parámetros y juegos de parámetros almacenados;
- c.
- Elementos de entrada para la entrada de datos y parámetros;
- d.
- Elementos indicadores para la visualización y/o salida de tiempos de alarma resultantes para determinados parámetros, o de los parámetros del túnel y del cable sensor por ser utilizados para valores límite de alarma o tiempos de alarma predeterminados.
El dispositivo acorde a la invención está
formado, por ejemplo, por un laptop u otro ordenador portátil con
un teclado de entrada, una pantalla, una conexión para una impresora
y un lector de CD-ROM, asimismo, los juegos de
parámetros del modelo de incendio y los programas para el cálculo
del desarrollo del incendio, del calentamiento del cable sensor y
de los tiempos de alarma son almacenados en un
CD-ROM, y los parámetros del túnel y del cable
sensor se pueden ingresar con el teclado de entrada.
A continuación, se detallará la invención a
partir de un ejemplo de ejecución así como de los dibujos.
Se muestra:
Figura 1 un diagrama de flujo del programa
principal para el cálculo de los tiempos de alarma de un sistema de
detección de incendios en túneles, que contiene un sensor de
calor;
Figura 2 un diagrama de flujo del subprograma
para el cálculo del desarrollo del incendio; y
Figura 3 un diagrama de flujo del subprograma
para el cálculo de temperatura en el cable sensor.
Las experiencias en la detección de incendios en
túneles muestran que para una detección confiable y rápida de un
incendio, se deben tener en cuenta el comportamiento de combustión y
la magnitud del fuego, las condiciones de viento, la geometría del
túnel, la disposición espacial de los sensores y la localización del
fuego. A su vez, en muchos casos se utiliza un sistema de detección
con un sensor lineal de calor, por ejemplo, el que es ofrecido por
Siemens Building Technologies AG, Cerberus División, antes llamado
Cerberus AG, bajo la denominación FibroLaser. Se parte de la base
que el FibroLaser es conocido, en este contexto se remite a la
introducción de la presente descripción y a los folletos del sistema
FibroLaser.
Dado que, debido a los complejos procedimientos
termodinámicos en el caso de un incendio es prácticamente imposible
tener en cuenta, aunque más no sea parcialmente, todas las
magnitudes de influencia, la configuración de un sistema de
detección con un sensor lineal de calor es extraordinariamente
costoso y requiere de mucho tiempo, además requiere de muchos
ensayos prácticos. El presente procedimiento simplifica notablemente
la configuración, gracias a que le brinda al ingeniero de
aplicaciones un programa de simulación, confirmado por ensayos en
el laboratorio y a gran escala, con el cual se calcula el tiempo de
alarma resultante de los parámetros de la instalación indicados y,
de ese modo se pueden coordinar los parámetros de la instalación a
tiempos de alarma predeterminados.
El procedimiento de cálculo se basa en un
modelado termodinámico de los procesos de incendio, asimismo, los
modelos termodinámicos cumplen con las magnitudes de conservación de
la física (masa, energía, impulso) y sólo requieren de pocos
valores empíricos. El modelo de simulación consiste en los
siguientes modelos parciales:
- \bullet
- Cálculo de la entalpía de reacción, a partir de un análisis elemental de las sustancias incendiarias
- \bullet
- Balance de energía y balance de masa en la zona de reacción
- \bullet
- Longitud de la zona de reacción
- \bullet
- Balance de energía en la pluma (zona de enfriamiento por encima de la zona de reacción)
- \bullet
- Mecánica de corriente en la pluma, tomando como base un modelo de chorro libre
- \bullet
- Influencia del viento en el túnel sobre la zona de reacción y la pluma
- \bullet
- Desarrollo del incendio
- \bullet
- Intercambio térmico a través de radiación y convección, así como conducción del calor en el cable sensor
El modelo de simulación contiene, especialmente,
los siguientes parámetros de entrada:
- \bullet
- Diámetro del fuego: Diámetro del círculo de igual superficie que toda la superficie del combustible.
- \bullet
- Altura del túnel: Distancia entre la vía de conducción y la altura del túnel, asimismo, en un túnel con techo abovedado, en general se toma la altura media en el área abovedada, que, sin embargo, debe hallarse en todos los casos por encima del cable sensor.
- \bullet
- Ancho del túnel: Distancia menor de las paredes del túnel a una altura media de túnel.
- \bullet
- Distancia entre sensor - suelo: Distancia menor entre el cable sensor y la vía de conducción; esta distancia siempre es menor que la altura de túnel.
- \bullet
- Distancia entre sensor - incendio: Distancia menor entre el centro de la superficie del incendio y el cable sensor; esta distancia, en general, es mayor que la distancia entre sensor y suelo.
- \bullet
- Viento: La velocidad del viento corresponde a la velocidad media de aire en el corte transversal del túnel, a lo largo de la vía de conducción. En el caso de que se genere una corriente transversal fuerte mediante ventiladores, mayor a la velocidad del viento a lo largo de la vía de conducción, se utiliza la velocidad transversal.
- \bullet
- Viento en el área del cable sensor: El viento en el túnel presenta un perfil que, en general, se acerca a cero en las paredes y en el techo. En el caso de que el cable sensor esté montado cerca del techo o de una pared, se debe considerar este efecto. Los valores de orientación se pueden tomar de una tabla.
- \bullet
- Presión de túnel: Presión del entorno en el área del incendio; depende, sobre todo, de la altitud sobre el nivel del mar.
- \bullet
- Temperatura de túnel: Temperatura ambiente en el área de incendio; en el invierno tiene influencia sobre la resolución de la temperatura de alarma en el sistema de detección.
- \bullet
- Diámetro del sensor: Diámetro exterior del cable sensor.
- \bullet
- Temperatura de alarma: Valor umbral de temperatura; al ser alcanzado o superado, el sistema de detección debe iniciar una alarma de incendio. Este valor se encuentra, en general, en el área de los 50º a 80ºC. Las temperaturas de alarma inferiores a 50ºC pueden accionar una falsa alarma en las áreas de entrada y salida de los túneles.
- \bullet
- Gradiente de la temperatura de alarma: A partir del incremento de la temperatura a través del tiempo se determina la gradiente que conforma el valor umbral para el accionamiento de una alarma de incendio. En el caso de que la temperatura incremente a una velocidad mayor por segundo que el valor umbral, se acciona la alarma. En general, este valor umbral asciende a 0.1ºC/seg, correspondiente a 6ºC por minuto.
- \bullet
- Tasa de aceleración de incendio: En el caso de un suministro de aire ilimitado al foco del incendio, se incrementa linealmente con el tiempo la tasa de crecimiento de incendio. Para el rendimiento de combustión Q* de un fuego con la superficie de incendio A en el momento t, rige Q*=A.B.t^{2}, asimismo, la denominada tasa de aceleración de incendio B es una medida para el desarrollo del incendio hasta el incendio total. Para B existen valores empíricos almacenados en una tabla.
En principio, para todos los parámetros rige que
siempre se parte del peor caso. Para la distancia entre sensor e
incendio este es, por ejemplo, la longitud de la diagonal desde el
cable sensor al borde de la vía de conducción. Naturalmente, una
cubierta de lona de un camión se encuentra bastante más cerca del
cable sensor, pero eso no significa ningún problema, porque ese
tipo de incendios se detecta notablemente más temprano. El diámetro
del fuego, es decir, la superficie de incendio, de coches y camiones
en el túnel ya se conoce y se parte de, por ejemplo, un metro, lo
cual corresponde a una superficie de incendio de aproximadamente 0.8
m^{2}.
La figura 1 muestra un diagrama de flujo del
programa principal para calcular los tiempos de alarma del sistema
de detección de incendios en túneles. En un primer paso se ingresan
los parámetros requeridos del túnel y del cable sensor; los juegos
de parámetros del modelo de incendio están almacenados en el
sistema.
Posteriormente, se lleva a cabo la selección del
modelo de cálculo en el cable sensor. Este consiste en una fibra de
vidrio recubierta por una pasta conductora de calor, un tubo capilar
de acero que rodea la fibra de vidrio y su envoltura con un
diámetro de, por ejemplo, 1,6 mm, y una envoltura exterior de
polietileno con un diámetro de, aproximadamente, 8 mm. El cable
sensor se calienta tanto por los gases de incendio que lo rodean
(intercambio térmico convectivo) como así también a través de la
radiación, asimismo, ambos tipos de influencias de calor pueden
presentarse por separado o al mismo tiempo. Para el calentamiento
del cable y de la fibra de vidrio pueden utilizarse dos modelos de
cálculo diferentes, el modelo homogéneo y el modelo diferencial,
que se diferencian en la precisión y la velocidad de cálculo.
En el caso del modelo homogéneo, se desprecia el
perfil de temperatura a través de la envoltura exterior y se
presupone que todo el cable es calentado a una temperatura media. En
el caso del modelo diferencial, que requiere de bastante más tiempo
de cálculo, el cálculo exacto del calentamiento de la fibra de
vidrio en el cable sensor se lleva a cabo a través de la resolución
de la ecuación inestacionaria de conducción de calor de segundo
grado. En el presente caso, la ecuación debe ser ampliada como
sistema de ecuación diferencial acoplado, dado que el cable sensor
presenta diferentes capas. El subprograma para el modelo diferencial
en el cable sensor está representado en la figura 3.
Tras ingresar los datos técnicos a través del
cable sensor, se lleva a cabo un cálculo del incendio total sin
influencia del viento, acorde al subprograma de la figura 2. Este
arroja la temperatura en la zona de reacción (zona de llamas) y en
la pluma, es decir, ambas magnitudes responsables del calentamiento
del cable sensor. Acorde a la figura 2, para el cálculo del
incendio total se ingresan los valores termodinámicos de inicio y
los valores iniciales para la tasa de combustión WSBR, asimismo, la
tasa de combustión se refiere al desarrollo del incendio hasta
llegar al incendio total. El valor inicial para la tasa de
combustión se itera en pasos \DeltaW hasta que la tasa de
combustión cumpla con el valor correspondiente al balance total de
masa.
En el caso de un incendio, se oxidan las
materias en el material incendiado junto con el oxígeno del aire
en la zona de reacción, asimismo, la energía calórica liberada por
esta reacción de oxidación calienta los gases en esta zona de
reacción. En la mayoría de los incendios, se oxidan los elementos
carbono, hidrógeno y azufre; los halógenos eventualmente contenidos
en el material incendiado reaccionan, preferentemente, con
hidrógeno. Para la simulación se considera despreciable la
proporción de halógeno así como la de metales raros.
En la zona de reacción se forman, sobre todo,
CO_{2}, H_{2}O y SO_{2}, asimismo, se liberan determinadas
cantidades de calor por mol. En el caso de falta de oxígeno, se
forma CO en cantidades, y, al mismo tiempo, la reacción de gas de
agua juega un papel importante, asimismo, esta reducción que consume
energía depende de la oferta de los eductos y de la temperatura en
la zona de reacción. A partir del esquema de reacción conocido, se
puede determinar estequiométricamente la cantidad requerida de
oxígeno en el caso de una combustión ideal total, y a partir de
ella, de la masa de incendio y de la proporción del aire
suministrado, la masa de aire estequiométrica.
En el caso de un fuego con convección natural,
en la zona de reacción se convierte más aire que la requerida por
la estequiometría de la reacción de combustión, este aire adicional
es el número de aire excedente. Se lo puede calcular a partir del
denominado factor k_{B}, utilizado para determinar el tenor mínimo
de oxígeno a partir de las directrices para instalaciones
extintoras de gas inerte. El tenor mínimo de oxígeno es la
concentración de O_{2} requerida para la conservación de las
reacciones de combustión, que se pueden hallar por encima del aire
estequiométrico requerido.
En el caso de una combustión incompleta se
forman, a costa de CO_{2}, CO en cantidades e hidrógeno libre. En
este caso, la demanda de oxígeno es mayor al aire que puede ser
suministrado en la zona de reacción. A partir de las proporciones
de masa de carbono, hidrógeno, azufre y oxígeno en el material
incendiado, y a partir de la proporción de masa del aire
suministrado, se puede determinar la proporción de CO_{2} en el
gas de incendio y, a partir de ello, se pueden determinar los demás
productos de la reacción y las entalpías de reacción.
El calor de combustión liberado o la entalpía de
reacción de la sustancia incendiaria también se pueden determinar
estequiométricamente. Además, las entalpías de combustión de la
mayoría de las sustancias en las prescripciones de la técnica de
incendios (normativas Sprinkler, DIN 4201, DIN 18232, etc.) han sido
determinadas experimentalmente y pueden ser tomadas de las tablas
correspondientes.
A partir de la composición de gases de incendio
en la zona de reacción, se calcula el rendimiento calorífico en la
zona de reacción y se itera la temperatura obtenida con la longitud
de llamas y el balance de entalpía y de masa. Finalmente, se
determina el balance de impulso en el área de la zona de reacción, a
partir de la corriente de volumen de gas y la velocidad de gas por
la zona de reacción, y se lleva a cabo una iteración de la tasa de
combustión acorde al balance total de masa. Tan pronto como la tasa
de combustión cumple el valor correspondiente a la duración
deseada del de incendio, se incluye un desarrollo de pluma de la
zona de reacción hasta el techo en el balance de impulso, masa y
entalpía y se tiene en cuenta el agregado de aire y la corrección
de viento.
En la zona de enfriamiento por encima de la zona
de reacción, en una zona límite turbulenta, se mezclan los gases de
incendio calientes con el gas del entorno, por ejemplo, airea, por
lo cual se expande la corriente de gas que asciende verticalmente.
Para la simulación, se presupone que el comportamiento de los gases
de incendio ascendente se corresponden con un chorro libre
turbulento, con la zona de reacción como núcleo del chorro. La
reducción de la temperatura en función de la altura puede ser
detectada con un balance de energía a través de la capa superior, y
la velocidad de ascenso media puede ser detectada mediante un
balance de impulso a través del corte transversal local de la
pluma, de modo que, finalmente, se obtiene la reducción local de
velocidad en la pluma.
Se presupone que la pluma se abre como un chorro
libre turbulento, cuyo ángulo de apertura es de 8º a 15º. Esta
dependencia angular puede determinarse a partir de la diferencia de
presión entre el chorro y el entorno. En el caso de una velocidad
del viento de hasta 10 m/s, en el corte transversal del túnel se
forma una corriente longitudinal turbulenta, cuya aglomeración
turbulenta es notablemente menor al corte transversal del túnel. En
comparación con las dimensiones del túnel, esta corriente de aire se
puede denominar laminar pese al número de Reynold elevado, en el
área de 106. En este aspecto se acepta la suposición de que la
corriente de impulso del viento se superpone a la corriente de
impulso de la pluma, de modo que los gases en la pluma son
arrastrados por el viento sin que la pluma se arremoline
completamente. Debido a la influencia del viento, la pluma adquiere
un determinado ángulo de inclinación que puede determinarse a partir
de la relación de la velocidad del gas en la pluma, respecto de la
velocidad del viento en el túnel.
Como resultado del subprograma para el cálculo
del desarrollo del incendio, se obtiene la temperatura en la zona
de reacción y la temperatura en la pluma en el caso de incendio
total.
A continuación se inicia la iteración temporal,
en la cual todos los estados termodinámicos se calculan en pasos de
tiempo \Deltat de 1 segundo, lo cual posibilita una representación
exacta del desarrollo del incendio. La simulación se desarrolla
durante un tiempo máximo determinado t_{End} de unos minutos y al
alcanzar el t_{End}, es finalizada con la visualización y/o la
impresión de los criterios de alarma. Como se desprende de la
figura 1, se ingresa la superficie de incendio en curso y
posteriormente se calcula el incendio sin influencia del viento.
Luego se ingresa la influencia del viento a la zona de reacción y a
la pluma, así como la extensión de la superficie de incendio hasta
el cable detector. Posteriormente, con la temperatura en la zona de
reacción y en la pluma se lleva a cabo el cálculo del incendio con
viento, el cálculo de la temperatura de la capa turbulenta de gas
caliente y la temperatura en el caso de una mezcla totalmente
turbulenta en el corte transversal del túnel. Luego se determina el
flujo de calor en la superficie del cable (convección o radiación)
y se lleva a cabo una estimación para verificar si el calor de
convección y radiación actúan de manera conjunta sobre el
cable.
Luego se lleva a cabo el cálculo de la
conducción de calor a través del cable sensor hacia la fibra de
vidrio, acorde al modelo diferencial representado en la figura 3.
Acorde a la figura 3, se ingresan los datos de la materia del cable
y las condiciones de inicio y las condiciones generales en el
momento t=0 y se determina el paso de integración \Deltat_{k}.
Éste es de, por ejemplo, 10^{-3}. El cálculo del perfil de
temperatura en el cable se lleva a cabo cada 10^{-3} segundos,
pero el valor sólo es tomado en el programa principal,
correspondientemente al paso de tiempo en el programa principal,
cada t_{k} = t_{n}, es decir, por ejemplo, cada
segundo. Luego se resuelve la ecuación de conducción de calor de
segundo grado con el procedimiento diferencial, y tras el tiempo
t_{n} está disponible el perfil de temperatura respectivo en el
cable.
Con el perfil de temperatura en el cable se
conforma entonces en el programa principal la gradiente de
temperatura. Luego se verifica si durante la simulación de la pluma
se alcanza el cable dentro del campo de radiación; si es así,
existe una superposición de convección y radiación. Posteriormente,
se lleva a cabo un test, para verificar si ambos puntos de medición
del cable se encuentran dentro del campo de radiación; si es así,
existe una amortiguación de la temperatura de superficie de
radiación. Finalmente, se evalúan los criterios de alarma y se
imprimen los tiempos de alarma, en el paso t. Tras alcanzar la
duración predeterminada de la simulación t_{End} se imprimen los
criterios de alarma y la simulación ha finalizado.
El usuario sabe ahora si los tiempos de alarma
deseados pueden ser alcanzados con los parámetros ingresados, o si
estos parámetros, o algunos parámetros, deben ser modificados.
Claims (8)
1. Procedimiento para la configuración de un
sistema de detección de incendios en túneles, que contiene un
sensor lineal de calor con un cable sensor, en el cual, a partir de
parámetros del túnel y del cable sensor, así como a partir de un
modelo de incendio, se calcula el desarrollo del incendio y el
tiempo de alarma; se optimiza el lugar de instalación del cable
sensor y los valores límites de alarma del sistema de detección, de
tal modo que se detecte de rápidamente y de manera segura un posible
incendio, caracterizado porque los parámetros del cable
sensor están determinados por las propiedades físicas del cable, su
posición y geometría de colocación, y por la física de la técnica
de medición.
2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1,
caracterizado porque los parámetros del túnel contienen datos
acerca de las dimensiones del túnel y acerca de las condiciones de
viento en el túnel.
3. Procedimiento acorde a una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el modelo de
incendio consiste en modelos parciales que contienen juegos de
parámetros obtenidos a partir de cálculos teóricos y experiencias
prácticas.
4. Procedimiento acorde a la reivindicación 3,
caracterizado porque el modelo de incendio contiene un modelo
parcial del desarrollo del incendio en la zona de reacción y un
modelo parcial del comportamiento de los gases del incendio en la
zona de enfriamiento por encima de la zona de reacción.
5. Procedimiento acorde a la reivindicación 4,
caracterizado porque en el modelo parcial del desarrollo del
incendio se lleva a cabo un cálculo de la entalpía de reacción, del
balance de energía y del empuje vertical en la zona de reacción y
del desarrollo del incendio.
6. Procedimiento acorde a la reivindicación 4 o
5, caracterizado porque en el modelo parcial del
comportamiento de los gases de incendio en la zona de enfriamiento
se lleva a cabo un cálculo del comportamiento de la corriente de
gases de incendio calientes a causa de la mezcla con el gas del
entorno en una zona límite turbulenta.
7. Dispositivo para la realización de un
procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, para
la configuración de un sistema de detección de incendios de túneles
que contiene un sensor lineal de calor con un cable sensor,
caracterizado por los siguientes componentes:
- a.
- Medios de almacenamiento para el almacenamiento de parámetros del túnel y del cable sensor y de juegos de parámetros de un modelo de incendio;
- b.
- Medios de cálculo para el cálculo del desarrollo del incendio y del calentamiento del cable sensor resultante, a partir de los parámetros y juegos de parámetros almacenados;
- c.
- Elementos de entrada para la entrada de datos y parámetros;
- d.
- Elementos indicadores para la visualización y/o emisión de tiempos de alarma resultantes para determinados parámetros, o de los parámetros del túnel y del cable sensor, por ser utilizados para valores límite de alarma o tiempos de alarma predeterminados.
8. Dispositivo acorde a la reivindicación 7,
caracterizado por un laptop u otro ordenador portátil con un
teclado de entrada, una pantalla, una conexión para una impresora y
una lector de CD-ROM, asimismo, los juegos de
parámetros del modelo de incendio y los programas para el cálculo
del desarrollo del incendio, del calentamiento del cable sensor y
de los tiempos de alarma son almacenados en un
CD-ROM, y los parámetros del túnel y del cable
sensor se pueden ingresar con el teclado de entrada.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00102318A EP1122700B1 (de) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Verfahren und Einrichtung zur Konfiguration eines Detektionssystems für Tunnelbrände |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2317823T3 true ES2317823T3 (es) | 2009-05-01 |
Family
ID=8167767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00102318T Expired - Lifetime ES2317823T3 (es) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Procedimiento y dispositivo para la configuracion de un sistema de deteccion para incendios en tuneles. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6507281B2 (es) |
| EP (1) | EP1122700B1 (es) |
| CN (1) | CN1177302C (es) |
| AT (1) | ATE414967T1 (es) |
| AU (1) | AU770822B2 (es) |
| DE (1) | DE50015457D1 (es) |
| ES (1) | ES2317823T3 (es) |
| SG (1) | SG94739A1 (es) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1293945A1 (de) * | 2001-09-15 | 2003-03-19 | Siemens Building Technologies AG | Verfahren und Planungswerkzeug zur Durchführung von Projektierungsabläufen für Gefahrenmeldeanlagen sowie Rechnersystem zur Durchführung des Verfahrens |
| US6719456B2 (en) * | 2001-10-23 | 2004-04-13 | Randall S. Mundt | Methods and apparatus for firefighting |
| US7690837B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-04-06 | The Boeing Company | Method of analysis of effects of cargo fire on primary aircraft structure temperatures |
| DE102006024047A1 (de) * | 2006-05-21 | 2007-11-22 | Lios Technology Gmbh | Verfahren und System zur adaptiven Steuerung von Einrichtungen zur Brandunterdrückung und -löschung |
| US8253574B2 (en) * | 2006-12-29 | 2012-08-28 | Honeywell International Inc. | Systems and methods to predict fire and smoke propagation |
| CN101571983B (zh) * | 2009-04-30 | 2011-12-07 | 曹春耕 | 光纤光栅隧道自动火灾报警及定位的方法 |
| JP2011059739A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-24 | Fujitsu Ltd | 温度予測装置、温度予測方法および温度予測プログラム |
| GB2474275B (en) * | 2009-10-09 | 2015-04-01 | Senergy Holdings Ltd | Well simulation |
| CN102023599B (zh) * | 2010-02-11 | 2012-08-29 | 北京瑞华赢科技发展有限公司 | 一种隧道监控*** |
| CN102096738A (zh) * | 2011-02-15 | 2011-06-15 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种机舱烟雾探测***设计布局优化方法 |
| US9990824B2 (en) | 2013-12-17 | 2018-06-05 | Tyco Fire & Security Gmbh | System and method for detecting fire location |
| TWI582630B (zh) * | 2016-01-22 | 2017-05-11 | A Method of Simulating Building Smoke Flow with Combustible Building Module | |
| CN106501312A (zh) * | 2016-12-24 | 2017-03-15 | 天津达元吉科技有限公司 | 一种隧道火灾燃烧热释放速率测试*** |
| CN106710421B (zh) * | 2017-03-07 | 2023-06-16 | 中国科学技术大学 | 一种纵向风作用下坡度可调式隧道火灾模拟实验装置 |
| JP6924651B2 (ja) * | 2017-08-18 | 2021-08-25 | ホーチキ株式会社 | トンネル非常用設備 |
| EP3579126A1 (en) * | 2018-06-07 | 2019-12-11 | Kompetenzzentrum - Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH | Co-simulation method and device |
| CN111159960B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-05-12 | 国网陕西省电力公司西安供电公司 | 一种隧道内电缆故障致火灾的数值模拟方法 |
| CN113009067B (zh) * | 2021-02-25 | 2022-01-14 | 中国矿业大学 | 一种隧道结构多维空间加载火灾试验***及其实施方法 |
| CN113237992A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-10 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电力电缆燃烧试验装置及方法 |
| CN113434807B (zh) * | 2021-05-20 | 2023-04-28 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 一种预测电缆燃烧火源功率的方法及*** |
| CN113781887B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-04-04 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于集装箱式电缆隧道的火情反演模拟分析*** |
| CN114943139B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-05-28 | 三峡大学 | 一种电缆隧道防火隔板的侧板高度设计方法 |
| CN116934983B (zh) * | 2023-09-14 | 2023-12-15 | 宁波麦思捷科技有限公司武汉分公司 | 一种火场环境模拟与虚拟构造方法及*** |
| CN117110518B (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-23 | 国网北京市电力公司 | 基于高压电缆等效燃烧模拟的电缆隧道防火产品检测方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH600454A5 (es) * | 1976-11-16 | 1978-06-15 | Cerberus Ag | |
| US4287515A (en) * | 1979-04-27 | 1981-09-01 | Baker Industries, Inc. | Fire detection system with multiple output signals |
| US4991657A (en) * | 1986-09-17 | 1991-02-12 | Lelande Jr Walter C | Fire suppression system |
| US5734335A (en) * | 1989-12-20 | 1998-03-31 | Finmeccanica S.P.A. | Forest surveillance and monitoring system for the early detection and reporting of forest fires |
| JP2904550B2 (ja) * | 1990-06-18 | 1999-06-14 | 株式会社日立製作所 | 防災システム |
| JP3025041B2 (ja) * | 1991-03-29 | 2000-03-27 | 沖電気工業株式会社 | トンネル火災検知システム |
| US5165482A (en) * | 1991-06-10 | 1992-11-24 | Smagac Dennis E | Fire deterrent system for structures in a wildfire hazard area |
| US5752215A (en) * | 1995-02-28 | 1998-05-12 | Livingstone Legend Enterprises (Propiretary) Ltd. | Apparatus and method for classifying vehicles using electromagnetic waves and pattern recognition |
| US5557262A (en) * | 1995-06-07 | 1996-09-17 | Pittway Corporation | Fire alarm system with different types of sensors and dynamic system parameters |
| US5574434A (en) * | 1995-08-11 | 1996-11-12 | Liu; Hung-Chang | Alarm for heat multistaged detecting |
| US5832187A (en) * | 1995-11-03 | 1998-11-03 | Lemelson Medical, Education & Research Foundation, L.P. | Fire detection systems and methods |
| JP3358948B2 (ja) * | 1996-08-26 | 2002-12-24 | 三菱重工業株式会社 | トンネル危険予知システム |
| JPH1088997A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Shinko Electric Co Ltd | トンネル内消火ロボット |
| JPH11311100A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トンネル内火災検出装置 |
-
2000
- 2000-02-03 AT AT00102318T patent/ATE414967T1/de active
- 2000-02-03 EP EP00102318A patent/EP1122700B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-03 DE DE50015457T patent/DE50015457D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-03 ES ES00102318T patent/ES2317823T3/es not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-01-09 AU AU11104/01A patent/AU770822B2/en not_active Ceased
- 2001-01-19 SG SG200100294A patent/SG94739A1/en unknown
- 2001-02-01 US US09/773,991 patent/US6507281B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-05 CN CNB011032154A patent/CN1177302C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU770822B2 (en) | 2004-03-04 |
| EP1122700B1 (de) | 2008-11-19 |
| CN1177302C (zh) | 2004-11-24 |
| DE50015457D1 (de) | 2009-01-02 |
| US6507281B2 (en) | 2003-01-14 |
| CN1307319A (zh) | 2001-08-08 |
| EP1122700A1 (de) | 2001-08-08 |
| AU1110401A (en) | 2001-08-09 |
| SG94739A1 (en) | 2003-03-18 |
| US20010038334A1 (en) | 2001-11-08 |
| ATE414967T1 (de) | 2008-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2317823T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la configuracion de un sistema de deteccion para incendios en tuneles. | |
| Tang et al. | Characterization of buoyant flow stratification behaviors by Richardson (Froude) number in a tunnel fire with complex combination of longitudinal ventilation and ceiling extraction | |
| Oka et al. | Velocity and temperature attenuation of a ceiling-jet along a horizontal tunnel with a flat ceiling and natural ventilation | |
| Fletcher et al. | Numerical simulations of smoke movement from a pool fire in a ventilated tunnel | |
| Ji et al. | Effects of ambient pressure on smoke movement and temperature distribution in inclined tunnel fires | |
| McCaffrey | Momentum implications for buoyant diffusion flames | |
| Yuana et al. | An experimental study of some line fires | |
| Yao et al. | The maximum gas temperature rises beneath the ceiling in a longitudinal ventilated tunnel fire | |
| Weng et al. | Full-scale experiment and CFD simulation on smoke movement and smoke control in a metro tunnel with one opening portal | |
| Gao et al. | Fire spill plume from a compartment with dual symmetric openings under cross wind | |
| Tanaka et al. | Performance validation of a hybrid ventilation strategy comprising longitudinal and point ventilation by a fire experiment using a model-scale tunnel | |
| Mueller et al. | Local measurements of wildland fire dynamics in a field-scale experiment | |
| Kim et al. | Laser-assisted visualization and measurement of corridor smoke spread | |
| An et al. | Influence of vertical channel on downward flame spread over extruded polystyrene foam | |
| Tang et al. | Experimental investigation on carriage fires hazards in the longitudinal ventilated tunnels: Assessment of the smoke stratification features | |
| Li et al. | Fire-induced ceiling jet characteristics in tunnels under different ventilation conditions | |
| Du et al. | On the backlayering length of the buoyant smoke in inclined tunnel fires under natural ventilation | |
| Lönnermark et al. | The Effect of Cross-sectional Area and Air Velocity on the Conditions in a Tunnel during a Fire. | |
| Fan et al. | Can heavy rainfall affect the burning and smoke spreading characteristics of fire in tunnels? | |
| Gutiérrez-Montes et al. | Numerical model and validation experiments of atrium enclosure fire in a new fire test facility | |
| Himoto | Quantification of cross-wind effect on temperature elevation in the downwind region of fire sources | |
| Salizzoni et al. | Influence of source conditions and heat losses on the upwind back-layering flow in a longitudinally ventilated tunnel | |
| Tanno et al. | Determination of smoke layer thickness using vertical temperature distribution in tunnel fires under natural ventilation | |
| Li et al. | Experimental study of fire growth and ejected plume in a cross‐ventilation compartment under wind condition | |
| Wang et al. | Study of slope effect on smoke back-layering length and ceiling temperature in tunnel fires under natural ventilation |