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Seguridad en caso de incendio en salas de calderas

Las salas de calderas que no estén situadas en la cubierta del edificio deben considerarse locales de riesgo especial desde el punto de vista del Documento Básico SI Seguridad en caso de incendio (DB SI) del Código Técnico de la Edificación.

No debemos confundir esta clasificación como local de riesgo especial, dada por el DB SI, con la clasificación como sala de máquinas de riesgo alto dada por el RITE, y que tratamos en esta entrada, ya que cada una obliga al cumplimiento de distintos requisitos.

Clasificación en locales de riesgo especial

Atendiendo al DB SI las salas de calderas se clasifican como locales de riesgo especial en función de la potencia, tal y como se indica a continuación:

  • Locales de riesgo bajo: Salas de calderas con potencia mayor que 70 kW y menor o igual que 200 kW.
  • Locales de riesgo medio: Salas de calderas con potencia mayor que 200 kW y menor o igual que 600 kW.
  • Locales de riesgo alto: Salas de calderas con potencia mayor que 600 kW.

Características de los locales

Locales de riesgo bajo

Las salas de calderas constituyen locales de riesgo especial bajo cuando la potencia útil nominal de las calderas es mayor de 70 kW y menor o igual de 200 kW. Os recuerdo que los locales con hasta 70 kW no tienen consideración de sala de máquinas, como vimos en la entrada titulada Salas de máquinas en instalaciones térmicas.

A continuación se resumen las condiciones a cumplir por las salas de calderas que sean locales de riesgo especial bajo. Los valores indicados deben considerarse como mínimos:

  • Resistencia al fuego de la estructura portante: R 90
  • Resistencia al fuego de las paredes y techos que separan la zona con el resto del edificio: EI 90
  • Condiciones de reacción al fuego de elementos constructivos de suelos y paredes: B-s1,d0
  • Condiciones de reacción al fuego de suelos: BFL-s1
  • Vestíbulo de independencia en las puertas al interior del edificio: En salas de calderas de gas es obligatorio, en virtud a lo dispuesto en la norma UNE 60601, normativa de acuerdo con el RITE. En el resto de los casos no es necesario.
  • Puertas de comunicación con el resto del edificio: En salas de calderas de gas, con vestíbulo, dos puertas EI2 30-C5, en el resto de los casos sin vestíbulo, una puerta EI245-C5.
  • Máximo recorrido hasta alguna salida del local menor o igual a 25m.

Locales de riesgo medio

Las salas de calderas serán locales de riesgo medio cuando la potencia nominal útil total sea mayor de 200 kW y menor o igual de 600 kW. Las condiciones particulares del local serán:

  • Resistencia al fuego de la estructura portante: R 120
  • Resistencia al fuego de las paredes y techos que separan la zona con el resto del edificio: EI 120
  • Condiciones de reacción al fuego de elementos constructivos de suelos y paredes: B-s1,d0
  • Condiciones de reacción al fuego de suelos: BFL-s1
  • Vestíbulo de independencia en las puertas al interior del edificio: Obligatorio en todo caso.
  • Puertas de comunicación con el resto del edificio: Con vestíbulo, dos puertas EI2 30-C5.
  • Máximo recorrido hasta alguna salida del local menor o igual a 25m.

Locales de riesgo especial alto

Tendremos riesgo especial alto en los locales que alberguen salas de calderas de potencia nominal útil total superior a 600 kW. Las condiciones a cumplir por dichos locales son:

  • Resistencia al fuego de la estructura portante: R 180
  • Resistencia al fuego de las paredes y techos que separan la zona con el resto del edificio: EI 180
  • Condiciones de reacción al fuego de elementos constructivos de suelos y paredes: B-s1,d0
  • Condiciones de reacción al fuego de suelos: BFL-s1
  • Vestíbulo de independencia en las puertas al interior del edificio: Obligatorio en todo caso.
  • Puertas de comunicación con el resto del edificio: Con vestíbulo, dos puertas EI2 45C5.
  • Máximo recorrido hasta alguna salida del local menor o igual a 25m.

Aclaraciones a las condiciones de los locales

Resistencia al fuego y reacción al fuego

Los códigos de resistencia al fuego proceden de la norma UNE-EN 13501. Puede consultarse una interpretación de los códigos de los parámetros de resistencia al y fuego y reacción al fuego de los materiales de construcción en el siguiente documento:

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En salas de calderas, el tiempo de resistencia al fuego no debe ser menor que el del resto del sector de incendio al que sirve la sala. Recordamos que se exceptúa el caso de una cubierta no prevista para evacuación y cuyo fallo no suponga riesgo para la evacuación de otras plantas ni para la compartimentación contra incendio, cuya resistencia puede ser R30.

Obligación de vestíbulo previo

Cabe destacar que de acuerdo con el DB SI las salas de calderas de potencia útil nominal inferior o igual a 200 kW no necesitan vestíbulo previo. Esto significa que podrán tener puertas al interior del edificio sin vestíbulo siempre que la puerta cumpla con una resistencia al fuego EI2 45-C5.

Para el caso de las salas de calderas de gas, el vestíbulo previo en las puertas interiores es obligatorio en todo caso porqué así lo indica la norma UNE 60601 en su apartado 5.2.3 Accesos.

Lo que no fijan ni la norma UNE 60601, ni el RITE es la resistencia al fuego que deben tener las puertas en el caso de que tengamos una sala de calderas de potencia útil nominal inferior o igual a 200 kW. Dado que la tabla del DB SI no contempla el caso de la doble puerta para los vestíbulos de los locales de riesgo especial bajo, la solución más conservadora invita a emplear la misma solución que para los locales de riesgo medio. En este tipo de locales la solución es dos puertas de resistencia al fuego EI2 30-C5 cada una.

Paso de instalaciones a través de componentes a los que se le exige resistencia al fuego

En lo relativo al paso de las instalaciones a través de los cerramientos de la sala de máquinas, las tuberías, cables y conductos que atraviesen elementos a los que se les exige resistencia al fuego deben hacerlo sin afectar al comportamiento al fuego de los mismos.

En el caso de que el orificio de paso sea mayor de 50 cm2, se debe optar por la instalación de una compuerta cortafuegos que obture el paso de manera automática, un dispositivo intumescente de obturación o la construcción de los elementos pasantes con materiales resistentes.

La compartimentación de la sala de máquinas debe tener continuidad en los patinillos, salvo que los mismos estén compartimentados respecto a la sala de máquinas, pudiendo reducirse la resistencia al fuego a la mitad para el caso de las puertas de registro de los patinillos

Instalaciones de protección contra incendios dentro de la sala de máquinas

En cuanto a la dotación de instalaciones de protección contra incendios de acuerdo con la sección 4 del DB SI, las salas de máquinas deberán contar con extintores portátiles de eficacia 21A-113B, de modo que se instalará un extintor en el exterior del local próximo a la puerta de acceso, y el número de extintores suficientes en el interior para que el recorrido real hasta alguno de ellos sea inferior a 15 metros en los locales de riesgo especial bajo y medio, e inferior a 10 metros en los locales de riesgo especial alto.

Todas las entradas de la serie Salas de máquinas en instalaciones térmicas

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Salas de máquinas de riesgo alto

Continuando con la serie dedicada a las salas de máquinas en instalaciones térmicas, hoy voy a hablaros de las salas de máquinas de riesgo alto. Recordad que, si no lo habéis hecho ya, os aconsejo empezar por la entrada titulada Salas de máquinas en instalaciones térmicas.

El RITE categoriza como salas de máquinas de riesgo alto aquellas que cumplen alguna de las dos condiciones siguientes:

  1. Se encuentran en edificios institucionales o de pública concurrencia.
  2. Trabajan con agua a temperatura superior a 110ºC.

No hay que confundir la categorización como sala de máquinas de riesgo alto de acuerdo con el RITE, con la de local de riesgo especial alto, según el documento básico SI “Seguridad contra incendio del Código Técnico de la Edificación”. A esta última dedicaré otra entrada de esta serie.

El RITE no define lo que son edificios institucionales, lo que en ocasiones origina controversias en el trámite de expedientes de instalaciones ante las administraciones. Respecto a la definición de edificio de pública concurrencia, el RITE hace una referencia posterior en la instrucción técnica 3. En el apartado IT 3.8 indica que la denominación pública concurrencia corresponde a los usos:

  • Culturales: teatros, cines, auditorios, centros de congresos, salas de exposiciones y similares.
  • Establecimientos de espectáculos públicos y actividades recreativas.
  • Restauración: bares, restaurantes y cafeterías.
  • Transporte de personas: estaciones y aeropuertos.

Además, el RITE remite al documento básico SI a efecto de definir los usos de los edificios. Si acudimos a esta norma, nos encontramos que tampoco define el término institucional, y que la definición de pública concurrencia fue eliminada por la última modificación del Código Técnico.

Recuerdo que el antiguo reglamento de frío daba una definición muy similar de locales de pública concurrencia, e indicaba que eran locales institucionales aquellos en los que hay gente que no tiene libertad plena para abandonarlos (hospitales, cárceles, comisarías, colegios de enseñanza obligatoria, …)

En la práctica la categorización no parece demasiado conflictiva, salvo en el caso de locales docentes. En un proyecto de un Centro de Educación Secundaria que redacté hace tiempo viví un animado conflicto entre dos Consejerías de la misma comunidad autónoma. Los servicios técnicos de la Consejería de Educación, propietaria del centro, mantenían el criterio de que los colegios no son edificios ni de pública concurrencia ni tampoco institucionales, dado que cuentan con categoría propia en el SI. Por su parte, la Consejería competente en materia de industria, responsable del trámite del expediente, sostenía que se trataba de un local institucional, al tener cursos de escolarización obligatoria. Finalmente, primó el criterio de los primeros, pero no deja de resultarme llamativo que con una normativa tan extensa y paternalista, conceptos básicos no estén plenamente definidos.

Condiciones de las salas de máquinas riesgo alto

Las salas de máquinas de riesgo alto, antiguamente llamadas de seguridad elevada, solo tienen un requisito adicional respecto a las que no son de riesgo alto. Puede resumirse como:

  • El cuadro eléctrico de los equipos de protección o mando de los elementos instalados en la sala de máquinas debe instalarse en el exterior de la sala, cerca de la puerta.
  • Alternativamente, será válido instalar en el exterior de la sala, cerca de la puerta, un interruptor general, que pare todos los dispositivos, excepto la ventilación, y un interruptor para la ventilación.

En la práctica, por mi experiencia, se acepta que, o bien el cuadro eléctrico o bien los dos interruptores citados se sitúen en el vestíbulo previo. En las Comunidades donde he trabajado el interruptor general que corta la alimentación a todos los equipos, excepto a la ventilación, suele ser tener forma de seta de emergencia, con enclavamiento manual.

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Salas de máquinas en instalaciones térmicas

Con esta entrada inicio una serie de posts dedicada a las condiciones que deben cumplir las Salas de máquinas de las instalaciones térmicas. Os recuerdo que según la normativa española son instalaciones térmicas las de calefacción, climatización o ventilación destinadas a proporcionar bienestar térmico e higiene a las personas.

Los documentos normativos a tener en cuenta son:

  1. El Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), donde figuran los requisitos generales para salas de máquinas, y requisitos particulares para algunas tipologías.
  2. El Documento Básico SI «Seguridad en caso de incendio» del Código Técnico de la Edificación, donde se concretan los requisitos exigibles a locales de riesgo especial.
  3. La norma UNE 60601 que complementa y aclara lo contenido en el RITE, aplicable solo a las salas de calderas de gas.
  4. El Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas, y en particular su instrucción técnica IF-07, únicamente para salas de máquinas de este tipo de instalaciones.

Consideración de sala de máquinas

Se considera sala de máquinas al local técnico que aloja equipos de producción de frío o calor con potencia térmica superior a 70 kW.

Las salas de máquinas no pueden tener aberturas de comunicación con el resto del edificio que no sean puertas. Además, las puertas deberán cumplir unas determinadas condiciones especificadas más adelante.

Aclarar que son equipos de producción de frío o calor, lo que tradicionalmente llamamos generadores. Esto son, por ejemplo, máquinas frigoríficas de compresión u absorción, calderas, bombas de calor …

Los locales donde se instalen equipos de producción cuya suma de potencias térmicas sea igual o inferior de 70 kW no tendrán consideración de salas de máquinas, y por tanto no tendrán que cumplir los requisitos indicados en este post.

Tampoco tendrán consideración de sala de máquinas los equipos autónomos de cualquier potencia preparados en fábrica para instalarse en el exterior, ni los locales que contengan sistemas de calefacción basados en generadores de aire caliente, tubos radiantes o sistemas similares, que en todo caso deberán ventilarse según la norma UNE 13410.

Los equipos autónomos o compactos, como enfriadoras de agua, equipos rooftop, equipos autónomos de acondicionamiento de aire o los equipos de tipo partido “Split”, no tienen la obligación de ir en sala de máquinas, independientemente de su potencia. Lo mismo se aplica a las calderas o conjuntos de calderas, que junto con elementos del circuito hidráulico forman una unidad, para montar en el exterior, homologada como un único equipo.

Como recomendación personal, y para evitar problemas, os aconsejo con no llaméis sala de máquinas a los locales técnicos que no deban serlo reglamentariamente. Es decir, si tenéis un local que aloja calderas con menos de 70 kW, o donde se instalan equipos autónomos, no le deis la denominación de sala de máquinas. Esto nos permitirá evitar que alguna administración nos exija el cumplimiento de las condiciones requeridas para las salas de máquinas, cuando no es necesario.

Características del local

El RITE fija en su apartado IT 1.3.4.1.2.2 las características comunes que deben cumplir los locales destinados a salas de máquinas

  • No se debe practicar el acceso normal a la sala de máquinas a través de una abertura en el suelo o techo. El acceso debe realizarse a través de puertas en las paredes verticales, bien al exterior bien comunicando con el resto del edificio. Si las puertas comunican directamente con el exterior, no necesitan vestíbulo previo. Si las puertas comunican con el resto del edificio, deben hacerlo a través de un vestíbulo previo.
  • Las puertas interiores tendrán una permeabilidad no mayor a 1 l/(s.m²) bajo una presión diferencial de 100 Pa. Es decir garantizarán cierta estanqueidad, no permitiendo las infiltraciones.
  • Las dimensiones de la puerta de acceso serán las suficientes para permitir el movimiento sin riesgo o daño de aquellos equipos que deban ser reparados fuera de la sala de máquinas. El RITE no fija dimensiones mínimas para las puertas.
  • La norma UNE 60601, aplicable solo a salas de calderas de gas, indica que, para el caso de edificios nuevos ,las puertas deben tener al menos 0,8 m de ancho por 2 metros de alto. Para reformas de edificios existentes las puertas deben contar con unas dimensiones mínimas de 0,6 m de ancho por 1,8 metros de alto.
  • Las puertas deben estar provistas de cerradura con fácil apertura desde el interior, aunque hayan sido cerradas con llave desde el exterior. Esto es para evitar que queden personas atrapadas dentro de la sala.
  • En el exterior de la puerta se colocará un cartel con la inscripción: Sala de Máquinas. Prohibida la entrada a toda persona ajena al servicio
  • No se permitirá ninguna toma de ventilación que comunique con otros locales cerrados. Toda toma de ventilación debe comunicar con el exterior, bien sea de manera directa o a través de conductos.
  • Los cerramientos de la sala no permitirán filtraciones de humedad. Cabe prestarle especial atención a este punto en los muros en contacto con el terreno.
  • La sala dispondrá de un eficaz sistema de desagüe por gravedad o, en caso necesario, por bombeo.
  • El cuadro eléctrico de protección y mando de los equipos instalados en la sala o, por lo menos, el interruptor general estará situado en las proximidades de la puerta principal de acceso. Este interruptor general no podrá cortar la alimentación al sistema de ventilación de la sala.

Este requisito no supone la obligatoriedad de instalar el cuadro eléctrico o el interruptor general y el de la ventilación en el exterior de la sala en todo caso. La instalación de los interruptores en el exterior de la sala será preceptiva solo en las salas de máquinas de riesgo alto según el apartado IT 1.3.4.1.2.4 del RITE.

  • El interruptor del sistema de ventilación forzada de la sala, si existe, también se situará en las proximidades de la puerta principal de acceso.
  • El nivel de iluminación medio en servicio de la sala de máquinas será suficiente para realizar los trabajos de conducción e inspección. Se requiere una iluminancia mínima de 200 lux, con una uniformidad media de 0,5.
  • Las salas no podrán ser utilizadas para otros fines, ni podrán realizarse en ellas trabajos ajenos a los propios de la instalación.
  • Los motores y sus transmisiones deberán estar suficientemente protegidos contra accidentes fortuitos del personal.
  • Entre la maquinaria y los elementos que delimitan la sala de máquinas deben dejarse los pasos y accesos libres para permitir el movimiento de equipos, o de partes de ellos, desde la sala hacia el exterior y viceversa.

En este sentido cabe destacar que los espacios libres indicados por los fabricantes de los equipos en sus manuales de instalación deben ser considerados normativos y por tanto obligatorios.

  • La conexión entre generadores de calor y chimeneas debe ser perfectamente accesible.
  • En el interior de la sala de máquinas figurarán, visibles y debidamente protegidas, las indicaciones siguientes:
    • Instrucciones para efectuar la parada de la instalación en caso necesario, con señal de alarma de urgencia y dispositivo de corte rápido.
    • El nombre, dirección y número de teléfono de la persona o entidad encargada del mantenimiento de la instalación.
    • La dirección y número de teléfono del servicio de bomberos más próximo, y del responsable del edificio.
    • Indicación de los puestos de extinción y extintores cercanos.
    • Plano con esquema de principio de la instalación.

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Grado de gasificación de los locales en instalaciones de gas

Cuando elaboremos proyectos de instalaciones receptoras de gas, deberemos caracterizar cada uno de los locales atendido por una instalación individual, indicando su grado de gasificación.

Es necesario puntualizar que entendemos como local cada establecimiento atendido por una instalación individual. Así una vivienda será un único local, con una única potencia de diseño, aunque tenga aparatos de gas en varias estancias (cocina y cuarto de calderas). Lo mismo ocurre con establecimientos de otros usos.

En el post de hoy voy a comentar los criterios a aplicar, recogidos en la parte 4 de la norma UNE 60670. Esta norma es reglamentaria porque así lo dispone el Reglamento de Distribución y Utilización de Combustibles Gaseosos (R.D. 919/2006)

Definición de instalación receptora individual de gas

El inciso p) del artículo 3 del reglamento define la instalación individual como:

Instalación individual: Conjunto de conducciones y accesorios comprendidos, según el caso, entre:
La llave del usuario, cuando existe instalación común, o La llave de acometida o de edificio, cuando se suministra a un solo usuario; ambas excluidas e incluyendo las llaves de conexión de los aparatos.
En instalaciones suministradas desde depósitos móviles de GLP de carga unitaria inferior a 15 kg, es el conjunto de conducciones y accesorios comprendidos entre el regulador o reguladores acoplados a los envases o botellas, incluidos éstos, y las llaves de conexión de aparato, incluidas éstas.
No tendrá la consideración de instalación individual el conjunto formado por un depósito móvil de GLP de carga unitaria inferior a 15 kg y un aparato también móvil.

En la práctica la instalación individual es, aquel conjunto de conducciones y accesorios que pertenecen a un solo usuario o abonado. Debo matizar, que el reglamento excluye la primera llave de corte que pertenece a un solo abonado (que es comunitaria) y la canalización entre la llave de aparato y este (que se considera que forma parte del aparato).

Potencia de diseño de cada instalación individual

Para la determinación del grado de gasificación, debemos calcular previamente la potencia de diseño de cada instalación individual. En la entrada titulada Cómo calcular caudales de diseño en instalaciones de gas, os expuse la metodología recogida en la norma UNE 60670 para el cálculo de esta potencia de diseño.

Grado de gasificación

Una vez calculada la potencia de diseño, para cada local determinaremos la el grado de gasificación con arreglo a lo indicado en la tabla siguiente. En ella se resume el contenido de la tabla 1 de la norma UNE 60670 parte 4.

Grados de gasificación de los locales.

Importante: En locales en los que la potencia de diseño calculada sea inferior a 30 kW, debemos asignar el grado 1 y fijar la potencia de diseño en 30 kW. En la práctica esto se traduce en que, ninguna instalación individual de gas debe tener una potencia de diseño inferior a 30 kW. Prestad atención a esto sobre todo en edificios de viviendas.

Recursos relacionados

Si deseas seguir aprendiendo acerca del cálculo de instalaciones de gas, tienes a tu disposición los siguientes recursos:

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Cálculo de instalaciones solares térmicas con F-Chart

Consideraciones previas

Hoy os presento una hoja de cálculo para el diseño de instalaciones solares térmicas. La hoja emplea el método F-CHART, y sirve únicamente para instalaciones solares que apoyan la producción de agua caliente. Tal y como os la ofrezco no resuelve problemas de calentamiento de piscinas o de apoyo a sistemas de calefacción de edificios.

Para familiarizarse con su uso resulta muy aconsejable la lectura previa de los siguientes dos documentos, que os enlazo (abren en una pestaña nueva):

La sección HE 4 del primer documento, es junto con el RITE, la normativa básica de aplicación en instalaciones destinadas a confort humano. El pliego, aunque no es obligatorio, contiene información útil, como tablas empleados en el cálculo y un desarrollo del método F-CHART en su Anexo XI.

Con respecto al uso de la hoja de cálculo, encontramos celdas de dos colores. Las de fondo blanco debemos cumplimentarlas con los datos referentes a la instalación. Por su parte, las celdas sombreadas en gris contienen valores calculados o tomados de tablas. Las celdas grises no deben editarse manualmente, salvo que queramos modificar la funcionalidad de la hoja de cálculo.

Tabla de modelos de captadores

En la hoja Tablas encontramos una tabla en la que podemos introducir los datos técnicos de diez  captadores solares térmicos. Los datos que debemos introducir son: el nombre del colector, el área de apertura, el rendimiento óptico y el factor de pérdidas de la recta de rendimiento.

Tabla para introducir los datos técnicos de los colectores solares térmicos.

Existe la posibilidad de que el fabricante nos dé la curva de rendimiento cuadrática, con factores de pérdidas de primer y segundo orden. En ese caso podemos usar la hoja Conversión datos captador para pasar a una recta de rendimiento. El valor de factor de pérdidas deberemos introducirlo en la tabla anterior con valor positivo.

Obtención de la recta de rendimiento de un colector solar térmico a partir de una curva de segundo orden.

HOJA 0. Demanda de ACS

En esta hoja configuramos la demanda de agua caliente sanitaria. Los valores a incluir debemos tormarlos del apartado 4.1 de la sección HE 4 del Código Técnico. Ten en cuenta que en la versión de diciembre de 2019 del CTE (R.D. 732/2019) la información indicada pasa a encontrarse en el Anexo F del DB HE.

Demanda de agua caliente sanitaria.

HOJA 1. Datos

En esta hoja introducimos los datos de nuestra instalación. En la siguiente imagen podéis ver la secuencia lógica. Vamos a seguir la numeración para comentar que representa cada celda:

Datos de la instalación solar térmica.

(1) Seleccionamos el modelo de captador en en el desplegable. Los valores de Área de apertura, Rendimiento óptico y Factor de pérdidas se toman automaticamente del rango A1:E12 de la hoja Tablas. Si se desea introducir algún nuevo modelo de captador, debe hacerse en este rango. Si se introducen nuevos captadores, para que la función BUSCAR de Excel funcione correctamente, hay que mantener el número de orden correlativo en la columna A de la hoja Tablas.

(2) Los valores Modificador del ángulo de incidencia y corrección captador intercambiador son propios del método F-Chart. En caso de duda, podemos dejar los valores por defecto.

(3) Seleccionamos la provincia, este valor sirve para determinar los valores de temperatura del agua fría, temperatura ambiente y radiación solar sobre superficie horizontal  a partir de las tablas extraidas del pliego de condiciones técnicas del IDAE y del DB HE.

(4) Orientación hace referencia al ángulo que forma la proyección sobre el suelo de la perpendicular a la superficie de captación con el sur. Captadores orientados al sur tendrán orientación 0, el este será -90º y el oeste +90º. La orientación óptima es sur. Debemos tener en cuenta que el CTE, en su documento básico HE4 limita las pérdidas por orientación, inclinación y sombras. La hoja de cálculo no determina pérdidas.

CasoOrientación e inclinación (OI)Sombras (S)Total (OI+S)
General10%10%15%
Superposición20%15%30%
Integración arquitectónica40%20%50%

(5) Seleccionamos la inclinación, en múltiplos de cinco grados. Este valor  representa el ángulo de inclinación de los captadores sobre la horizontal. Los valores aconsejables son:

  • Consumo de energía todo el año: Inclinación = Latitud
  • Consumo preferente en invierno: Inclinación = Latitud + 10º
  • Consumo preferente en verano: Inclinación = Latitud – 10º

Tened en cuenta que poniendo los captadores un poco más levantados favorecemos la cobertura en invierno, y reducimos el riesgo de sobrecalentamiento en verano.

(6) Indicamos el Volumen de acumulación. Es el volumen de almacenamiento de agua del acumulador solar. El valor recomendado es de 75 l/m2. El HE4 indica que este valor debe estar comprendido entre 50 y 180 litros/m2.

(7) Podemos escribir la localidad, únicamente con fines informativos. Esta celda no interviene en el cálculo.

(8) Seleccionamos la latitud, que debe ser lo más próxima posible a la de la ubicación de la instalación. Los valores de latitud e Inclinación permiten obtener los valores de K para la corrección de la radiación solar. Estos valores están extraídos del pliego de condiciones del IDAE.

(9) Indicamos la altitud sobre el nivel del mar de la ubicación de la instalación solar. Este dato sirve para corregir el valor de temperatura de agua fría de consumo humano en caso de la la localidad esté más alta que la capital de provincia.

(10) Fijamos la temperatura de uso del ACS deseada para cada mes. En locales distintos de vivienda debe ser al menos de 60ºC por prevención de la legionelósis.

Obtención de resultados

Los resultados del cálculo de la instalación solar térmica aparecen en la hoja 6. Obtenemos la fracción solar o cobertura, expresada en tanto por uno, la demanda energética y la energía útil obtenida de los paneles solares. Se ofrecen valores mensuales y anuales.

Vídeo con ejemplo de uso de la hoja de cálculo

En este vídeo puedes ver un ejemplo de uso de la hoja de cálculo para la determinación de la cobertura solar mínima para un edificio de viviendas.

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Cómo calcular tuberías de gas

En esta entrada comentaré el uso de las fórmulas de Renouard para el cálculo de tuberías de gases combustibles. Podemos usar estas ecuaciones para determinar el diámetro, o para justificar la pérdida de presión en canalizaciones de butano, propano o gas natural.

Si quires ver un ejemplo de cómo aplicar formulas de Renouard a un proyecto de gas, puedes acceder al Curso de Proyecto de instalación de gas para una cocina industrial.

Las formulas de Renouard aparecen recogidas en diversos textos de referencia, como la norma UNE 60621, o los Manuales de Instalaciones Receptoras de Cepsa o de Gas Natural.

Formula de Renoaurd Lineal

Esta fórmula es válida para presiones relativas inferiores a 0,05 bar. Este rango de presión es el habitual tras el regulador de abonado.

Fórmula de Renouard lineal para el cálculo de tuberías de gas.

Siendo:

P1: Presión relativa inicial (mbar)

P2: Presión relativa final (mbar)

s: Densidad ficticia o de cálculo (sin unidades)

Le: Longitud equivalente del tramo (m)

Q: Caudal de gas (m3(n)/h), en condiciones normales. Si tenéis interés en averiguar cómo se obtiene el caudal simultáneo de un tramo, podéis consultar la entrada titulada Como calcular caudales de diseño en instalaciones de gas.

D: Diámetro interior de la tubería (mm)

Esta fórmula es útil para la determinación o la justificación del diámetro de las tuberías en instalaciones receptoras de gas que operen a baja presión. Este suele ser el caso de las instalaciones individuales o particulares.

En la tablas siguiente resumimos la presión a considerar a la salida del regulador más cercano a las aparatos de gas y la presión mínima para el correcto funcionamiento de los aparatos más habituales. En el caso de aparatos industriales habrá que consultar la presión mínima de funcionamiento al fabricante del mismo.

CasoPresión a la salida del reguladorPresión mínima en la llave de aparato (Norma UNE 60670 parte 4)
Butano o propano con regulador doméstico K30 acoplado directamente a la botella28 mbar20 mbar para butano
25 mbar para propano
Propano con regulador K50 directamente acoplado a la botella50 mbar42,5 mbar
Propano con regulador de abonado instalado en la tubería37 mbar25 mbar
Gas natural con regulador de abonado instalado en la tubería20 mbar17 mbar

Formula de Renouard Cuadrática

La fórmula cuadrática es válida para cualquier rango de presiones. Tiene el inconveniente de que presenta mayor dificultad para su resolución. Dicha dificultad es facilmente salvable con el empleo de una hoja de cálculo.

Fórmula de Renouard cuadrática para el cálculo de tuberías de gas.

Siendo:

P1: Presión absoluta inicial (bar)

P2: Presión absoluta final (bar)

s: Densidad ficticia o de cálculo (sin unidades)

Le: Longitud equivalente del tramo (m)

Q: Caudal de gas (m3(n)/h), en condiciones normales, ver la nota al final.

D: Diámetro interior de la tubería (mm)

Presta atención que en esta versión de la fórmula las presiones son absolutas y se expresan en bar. Para obtener la presión absoluta a partir de la presión manométrica debemos sumarle la presión atmosférica normal. En cálculos de gas y trabajando en bar la presión atmosférica vale 1,01325 bar.

Fórmula para el cálculo de la velocidad del gas

La velocidad del gas por las tuberías suele estar limitada a 20 m/s por la normativa de aplicación. Así, además de justificar el diámetro y la pérdida de presión, en los cálculos para proyectos de gas, deberemos validar que la velocidad esté en valores aceptables. Para eso podemos usar la siguiente fórmula:

Velocidad de gases combustibles.

Donde:

V: Velocidad del gas (m/s)

Q: Caudal de gas (m3(n)/h), en condiciones normales, ver la nota al final.

P: Presión absoluta (bar)

D: Diámetro interior de la tubería (mm)

En los rangos de presión que se emplean en los proyectos de gases combustibles no es necesario aplicar factor de compresibilidad (Z = 1). Respecto a la presión a aplicar (la inicial o final), fijaos que la caída de presión a lo largo del tramo influye en la velocidad. Por eso os recomiendo determinar la velocidad al final del tramo, que os dará el mayor valor, y por tanto el más desfavorable.

Densidad ficticia o de cálculo

A continuación te dejo una tabla en la que podéis consultar la densidad ficticia o densidad de cálculo a emplear en las fórmulas de Renouard.

GasDensidad ficticia (s)
Gas natural0,60
Propano comercial1,16
Butano comercial1,44

Condiciones del gas

Los cálculos de instalaciones receptoras de combustibles gaseosos pueden resolverse en dos condiciones distintas, condiciones estándar (también llamadas de referencia) y condiciones normales. Se resumen las mismas en la tabla siguiente:

CondicionesPresión absolutaTemperatura
Normales1,01325 bar0ºC (273,15 K)
Estándar1,01325 bar15ºC (288,15 K)

Las ecuaciones expuestas en este post son para condiciones normales. Pueden encontrarse versiones con las constantes para condiciones estándar. En cualquier caso podemos cambiar rápidamente las condiciones del gas empleando la ecuación de los gases ideales, que par el caso podría expresarse como:

cambio-de-condiciones-del-gas
cambio-de-condiciones-del-gas

Siendo:

Qn: Caudal en condiciones normales (m3(n)/h)

Qst: Caudal en condiciones estándar (m3(st)/h)

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