Menú Calcular
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Descripción

Este menú incluye estas opciones de cálculo:

• Calcular y dimensionar. Este paso es obligatorio, por lo menos una vez, antes de simular la instalación. Con esta función dejaremos que el programa dimensione previamente los diámetros de tuberías y válvulas óptimos que entren en funcionamiento, según los parámetros de cálculo establecidos, hasta que encuentre una presión nominal mínima en el abastecimiento;  ya sea con Grupo contraincendios o sin éste (Fuente de agua del tipo Red de uso público), que facilite una solución a la instalación. A partir de este punto se podrán modificar los diámetros, la situación de las Áreas de operación o Hipótesis de cálculo, las presiones máximas... y posteriormente simular la instalación.
• Simular presión constante. Si tenemos la instalación, o por Hipótesis de cálculo, con los diámetros calculados y conociendo la presión nominal en el abastecimiento, podemos comprobar la instalación hidráulicamente a esa presión constante (ver propiedades del Grupo contraincendios o la Fuente de agua del tipo, Red de uso público). Este proceso no modifica ni los diámetros ni la presión en el grupo de bombeo, aunque sí realiza los cálculos hidráulicos completos, comprobando que las velocidades en las tuberías, las presiones en los nudos, las coberturas y distancias límite cumplan los requisitos normativos.
• Simular curva bombeo. Mediante esta opción podemos ajustar el caudal nominal de funcionamiento de la instalación, con la curva característica de bombeo ajustada a la curva del fabricante, comprobando que funcionen todos las Hipótesis que entren en el cálculo.
• Comprobar coberturas rociadores. Esta opción se utiliza para comprobar que la distribución de rociadores es la correcta, dibujando las superficies de cobertura, determinando las distancias máximas y mínimas entre rociadores y las separaciones entre rociadores y pared.

Pero además, hay dos procesos de estimación de cálculo que se encuentran al seleccionar una Zona de rociadores en el panel Comprobar (en el menú Contextual):

• Estimar área más desfavorable. El programa puede ayudar a marcar los rociadores más desfavorables hidráulicamente de la Zona de rociadores seleccionada, para que el usuario pueda disponer el área de operación correspondiente.
• Estimar área más favorable. El programa puede ayudar a marcar los rociadores más favorables hidráulicamente de la Zona de rociadores seleccionada, para que el usuario pueda disponer el área de operación correspondiente.

Calcular y dimensionar

Esta función realiza los cálculos hidráulicos necesarios para dimensionar los diámetros de los elementos de la instalación y las características del grupo contraincendios y la Fuente de agua, por tanto, este proceso puede modificar la selección de diámetros previa y la presión nominal del grupo de bombeo.

Antes de efectuar el cálculo asegúrese de que el esquema de la instalación está dibujado correctamente, que existen las conexiones entre símbolos, que las coberturas de los rociadores es la correcta, que las distancias que se deben cumplir por parte de los elementos y que todas las entidades han sido editadas. Se puede utilizar las opciones de comprobación que suministra el programa para realizar estas acciones (por ejemplo, Ocultar entidades conectadas, del menú Ver).

 Durante el proceso,  Calcular y dimensionar, TK-EXA estima la presión nominal del grupo de bombeo en base a la curva estándar utilizando al caudal necesario a la presión mínima de buen funcionamiento de cada una de las Hipótesis de funcionamiento. De este modo, si el caudal máximo no se alcanza en la misma hipótesis de la presión máxima, se puede elegir un equipo de bombeo con unas características nominales menores.

En el caso de no existir Grupo de presión, el programa calculará en este primer paso a presión constante.

Mientras se está ejecutando el proceso de cálculo aparece en pantalla una barra de progreso donde se muestra el porcentaje que se ha completado. El tiempo de cálculo depende del número de hipótesis, y además crece de forma exponencial en función de la cantidad de dispositivos de la instalación.

Los fundamentos del cálculo hidráulico matricial se exponen en el apartado Cálculos hidráulicos, del apartado de la ayuda Base normativa.

El predimensionado se basa en las siguientes condiciones de cálculo:

• La densidad de descarga del rociador más desfavorable de cada área de operación no debe ser inferior a la densidad teórica de la zona.
• Los rociadores cuya presión mínima se haya fijado (forzado en sus propiedades) deben dar como resultado una presión de descarga superior.
• La velocidad media en las tuberías no debe sobrepasar el valor máximo prefijado en el menú Datos/Generales.
• La velocidad media en las válvulas y equipos de control no debe sobrepasar el valor especificado en el menú Datos/Generales.
• Las BIE e hidrantes tienen que dar como resultado una presión en punta de lanza o boquilla superior a la mínima de buen funcionamiento.

Resumen de resultados

Una vez finalizado el proceso aparece en pantalla un cuadro de diálogo en el que se muestra el número de áreas de operación o hipótesis de funcionamiento para las que se ha realizado el predimensionado, y un resumen de características que deberá tener el abastecimiento y la reserva de agua.

Cuando durante este proceso no se ha podido dimensionar el sistema completamente, y hay algún elemento con fallo en su funcionamiento, el programa sitúa en el entrono gráfico 3D dónde se ha producido el problema y explica el por qué se ha producido en las líneas del panel Errores.

En el menú Resultados podrá encontrar más información sobre cómo se ha comportado la instalación tras el cálculo (por ejemplo, obtenga Listados).

Simular presión constante

Este comando realiza los cálculos hidráulicos del sistema simulando su funcionamiento real, calculando los caudales de circulación, densidades de descarga y las presiones en cada nudo. Este proceso no modifica ningún parámetro de la red, es decir, utiliza los diámetros asignados a cada tubería y la presión del grupo de bombeo sin cambiarlos aunque provoquen fallos de funcionamiento. Por tanto, es una opción útil para comprobar el funcionamiento del sistema.

Antes de efectuar el cálculo asegúrese de que se haya realizado un primer cálculo y dimensionamiento de la instalación.

Mientras se está ejecutando el proceso de cálculo aparece en pantalla una barra de progreso donde se muestra el porcentaje que se ha completado. El tiempo de cálculo depende del número de áreas de operación y de la cantidad de dispositivos de la instalación y crece de forma exponencial.

Cada vez que se simula un área de operación aparecen dibujadas las coberturas de los rociadores que están activos o en descarga.

Los fundamentos del cálculo hidráulico matricial se exponen en el apartado Cálculos hidráulicos del apartado Base normativa.

Resumen de resultados

Una vez finalizado el proceso aparece en pantalla un cuadro de diálogo en el que se muestra un resumen de resultados. Si se ha calculado sólo un área de operación aparecen los valores máximos y mínimos de velocidades, presiones, caudales, densidades de descarga, etc. También se informa del funcionamiento general de la instalación y del número de fallos en caso de haber elementos con funcionamiento deficiente.

Si se ha simulado el comportamiento de un conjunto de áreas de operación el resumen muestra datos del abastecimiento y del sistema en conjunto.

Cuando durante este proceso de comprobación el programa detecta problemas de funcionamiento, aparece un aviso en el resumen de resultados y visualiza los dispositivos implicados de modo que aparezcan como seleccionados gráficamente.

Si se ha simulado el comportamiento de un conjunto de áreas de operación y hay algún elemento con fallo en su funcionamiento el programa marca el contorno del área de operación donde se ha producido el problema. Para estudiar en qué consiste el fallo habrá que simular sólo el área de operación marcada y revisar los resultados obtenidos.

En el menú Resultados podrá encontrar más información sobre cómo se ha comportado la instalación tras el cálculo (por ejemplo, obtenga Listados).

Simular curva de bombeo

Para la simulación con curva de bombeo, que determina el punto de equilibrio entre la curva de bombeo del equipo PCI y la curva característica de cada una de las hipótesis de funcionamiento. De esta forma es posible determinar los valores de caudales, presiones y velocidades en todos los elementos de la instalación bajo condiciones de funcionamiento real.

La curva de bombeo se puede establecer a partir de un punto de funcionamiento nominal y curva estándar (forzando los valores del equipo estándar en las propiedades del grupo de presión), o bien a través de la nueva Base de datos de Grupos PCI, en la que se indican varios puntos de la curva característica (utilizando la opción de Seleccionar equipo... del menú Datos).

La curva estándar del Grupo de presión se determina considerando la Presión nominal a caudal nulo (bar) y el caudal para la Presión para sobrecarga de caudal de 140% (bar).

El resultado para una Hipótesis podrá ser como la de la siguiente figura:

 

Según este esquema ejemplo, para la simulación a presión constante obtendríamos el punto 1, con una presión de 12 bar según la imagen, y si nos fijamos en la curva de bombeo simulada tendremos el punto 2 con una presión de 15 bar. Por lo tanto, el punto de funcionamiento para esta hipótesis de cálculo en ambos casos será diferente.

Con esta opción de cálculo se podrá obtener como resultado la Curva de bombeo, opción que se encuentra en el menú Resultados. Además se podrán obtener los mismos listados, tablas y anejos de cálculo, pero ahora con los resultados de la simulación, así como el detalle de las gráficas de curvas de bombeo para cada hipótesis.

Comprobar coberturas rociadores

El programa facilita la distribución de los rociadores dentro de una Zona, proponiendo distancias de separación y replanteando gráficamente los símbolos, sin embargo no puede tener en cuenta y aplicar todos los requisitos que imponen las normas, ya que no tiene toda la información que sería necesaria (como pueden ser la situación de pilares, vigas, irregularidades en los techos, tabiques, mobiliario, cambios de nivel, etc.). Por este motivo debe ser el usuario quien diseñe y verifique la posición óptima de cada rociador, aunque con la ayuda de las herramientas de comprobación geométrica que aporta.

La herramienta, Comprobar coberturas de rociadores, sirve para comprobar la distribución geométrica de rociadores respecto a otros rociadores, a los límites definidos por el Recinto o Espacio y los parámetros definidos en las propiedades de la Zona de rociadores. En el caso de mostrar errores en su situación, corríjalos desplazando los rociadores necesarios o añada nuevos u vuelva a comprobar hasta que esté cubierta correctamente la superficie.

Se puede usar desde el momento en que haya definida una zona y un grupo de rociadores, no es necesario realizar el cálculo hidráulico previo.

De acuerdo al apartado 13.4.1 de la norma UNE-EN 12845, la superficie protegida por cada rociador se define por la línea trazada equidistante de los rociadores vecinos en ángulo recto respecto de la línea que une los rociadores y por los extremos de la superficie protegida, o la mitad de la distancia hasta el rociador más cercano si ésta es mayor. Se utiliza esta metodología para determinar la cobertura de cada rociador, que será empleada en la determinación de la densidad de descarga, parámetro fundamental en el cálculo hidráulico.

La comprobación de coberturas detecta los siguientes tipos de fallo, que se advierten por medio de un mensaje en el panel Errores y por una señalización gráfica en el área de dibujo:

• Si detecta rociadores cuya cobertura sea superior a la máxima permitida según el riesgo de cada zona (el valor se puede ver en sus propiedades), entonces se traza en el área de dibujo el perímetro de la superficie cubierta por cada rociador con cobertura excesiva (polígono de línea continua).
• Calcula las distancias entre rociadores y detecta aquéllos cuya separación es inferior a la mínima admisible, marcándolos mediante triángulos por pares (ver imagen más abajo).
• Los rociadores que no están ubicados en el interior de ninguna zona se localizan fácilmente ya que los marca mediante un pequeño círculo.
• Comprobación de forma de la superficie protegida por cada rociador, indicando mediante un círculo de línea discontinua (punto y raya) aquellos con forma demasiado irregular. Esta verificación se realizará si tenemos activa la opción, Comprobar coberturas de rociadores de formas irregulares, que se encuentra en la pestaña, Opciones de cálculo, de la herramienta Opciones del menú Datos.

Aunque la superficie de cobertura de cada rociador se calcule como indica la normativa, y el valor de su área esté dentro de los límites establecidos, es posible que en algún caso se obtengan formas geométricas excesivamente alargadas y no sean compatibles con la forma real de descarga de un rociador que es circular.

Para advertir de la aparición de estos casos, se verifica que la máxima distancia entre el rociador y cualesquiera de los vértices del polígono de cobertura, no supere el radio máximo de cobertura. Este radio máximo no aparece en la normativa como tal, aunque se puede aproximar como la mitad del valor de la diagonal calculada con los valores de las distancias máximas entre rociadores de la Tabla 19 de la norma UNE-EN 12845. El valor de la diagonal máxima se obtiene para el polígono definido por las distancias de separación máximas D y S introducidas en el cuadro de diálogo Propiedades de la zona, dependientes del tipo de configuración (normal o tresbolillo) y del tipo de riesgo.

Si se detectan rociadores que no cumplen esta condición se marcan mediante un círculo de línea discontinua (punto y raya), y de diámetro igual al valor de esta diagonal máxima, tal como muestra la siguiente imagen:

El proceso de comprobación de coberturas máximas y distancias mínimas de los rociadores vuelca la información de fallos al panel de Errores, con objeto de facilitar su identificación y corrección.

Estimar área más desfavorable

Este comando inicia la secuencia de cálculos encaminados a estimar la posición del Área de operación más desfavorable de la Zona seleccionada. Este conjunto de rociadores serán los que van a requerir mayor presión de alimentación. Tenga en cuenta que se ofrece una estimación de la posición que ocupan los rociadores más desfavorables, el Área de operación resultante tiene que ser finalmente introducida y validada por el usuario de acuerdo a los criterios de la Norma.

Todos los rociadores de una instalación no van a entrar en funcionamiento simultáneo, salvo si la extensión de la zona es pequeña. Por esto, se define el concepto de Área de operación, que representa la superficie cubierta por un conjunto de rociadores que se considera que pueden entrar en funcionamiento de forma simultánea. El valor de esta superficie viene dado en función del nivel de riesgo que se va a proteger, y varía desde los 72 m² del riesgo ordinario tipo 1 a los 360 m² del tipo 4.

Por tanto, la instalación se debe calcular para que funcione correctamente en cualquiera de los posibles casos de activación, es decir, para el funcionamiento de cualquiera de las áreas de operación que se puedan prever.

Antes de efectuar el cálculo asegúrese de que el esquema de la instalación está dibujado correctamente, que existen las conexiones entre símbolos y que todas las entidades han sido editadas.

Mientras se está ejecutando el proceso de cálculo aparece en pantalla una barra de progreso donde se muestra el porcentaje que se ha completado. El tiempo de cálculo depende del número de elementos de la instalación y crece con él de forma exponencial.

Como resultado aparece en pantalla marcada la superficie de cobertura de cada uno de los rociadores situados dentro del área de operación más desfavorable. También se realiza un primer tanteo de los diámetros necesarios y de la presión requerida en el equipo de bombeo.

El área de operación más desfavorable estará compuesta por los rociadores cuya presión de descarga sea menor y en número suficiente para que la suma de sus coberturas sea como mínimo igual al área de operación necesaria para el tipo de riesgo de la Zona.

El área resultante puede no ser regular e incluso contener rociadores dispersos, aunque nos sirve de referencia para definir las áreas de operación de cálculo según los criterios de las normas. Es posible definir tantas áreas de operación como se considere necesario para simular los distintos casos de incendio que se pueden presentar en el edificio.

Estimar área más favorable

Este comando inicia la secuencia de cálculos encaminados a estimar la posición del Área de operación más favorable del sistema. Este conjunto de rociadores serán los que van a requerir mayor caudal. Tenga en cuenta que se ofrece una estimación de la posición que ocupan los rociadores más favorables, el área resultante tiene que ser finalmente validada por el usuario de acuerdo a los criterios de la Norma.

Todos los rociadores de una instalación no van a entrar en funcionamiento simultáneo, salvo si la extensión de la zona es pequeña. Por esto se define el concepto de Área de operación, que representa la superficie cubierta por un conjunto de rociadores que se considera que pueden entrar en funcionamiento de forma simultánea. El valor de esta superficie viene dado en función del nivel de riesgo que se va a proteger, y varía desde los 72 m² del riesgo ordinario tipo 1 a los 360 m² del tipo 4.

Por tanto la instalación se debe calcular para que funcione correctamente en cualquiera de los posibles casos de activación, es decir, para el funcionamiento de cualquiera de las áreas de operación que se puedan prever.

Antes de efectuar el cálculo asegúrese de que el esquema de la instalación está dibujado correctamente, que existen las conexiones entre símbolos y que todas las entidades han sido editadas.

Mientras se está ejecutando el proceso de cálculo aparece en pantalla una barra de progreso donde se muestra el porcentaje que se ha completado. El tiempo de cálculo depende del número de elementos de la instalación y crece con él de forma exponencial.

Como resultado aparece en pantalla marcada la superficie de cobertura de cada uno de los rociadores situados dentro del área de operación más favorable. También se realiza un primer tanteo de los diámetros necesarios y de la presión requerida en el equipo de bombeo.

El área de operación más favorable estará compuesta por los rociadores cuya presión de descarga sea mayor y en número suficiente para que la suma de sus coberturas sea como mínimo igual al área de operación necesaria para el tipo de riesgo de la Zona.

El área resultante puede no ser regular e incluso contener rociadores dispersos, aunque nos sirve de referencia para definir las áreas de operación de cálculo según los criterios de las normas. Es posible definir tantas áreas de operación como se considere necesario para simular los distintos casos de incendio que se pueden presentar en el edificio.

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