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UNE-EN 13384-1normaespañola

Septiembre 2003

TÍTULO Chimeneas

Métodos de cálculo térmicos y de fluidos dinámicos

Parte 1: Chimeneas que se utilizan con un único aparato

Chimneys. Thermal and fluid dynamic calculation methods. Part 1: Chimneys serving one appliance.

Conduits de fumée. Méthodes de calcul thermo-aéraulique. Partie 1: Conduits de fumée ne desservant qu'unseul appareil.

CORRESPONDENCIA Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN 13384-1 dediciembre de 2002.

OBSERVACIONES

ANTECEDENTES Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 123 Chimeneas cuyaSecretaría desempeña AFECH.

Editada e impresa por AENORDepósito legal: M 38377:2003

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

59 Páginas

AENOR 2003Reproducción prohibida

C Génova, 628004 MADRID-España

Teléfono 91 432 60 00Fax 91 310 40 32

Grupo 35

AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A GAS NATURAL

S


NORMA EUROPEAEUROPEAN STANDARDNORME EUROPÉENNEEUROPÄISCHE NORM

EN 13384-1Diciembre 2002

ICS 91.060.40

Versión en español

ChimeneasMétodos de cálculo térmicos y de fluidos dinámicos


Chimneys. Thermal and fluid dynamiccalculation methods. Part 1: Chimneysserving one appliance.

Conduits de fumée. Méthodes de calculthermo-aéraulique. Partie 1: Conduits defumée ne desservant qu'un seul appareil.

Abgasanlagen. Wärme–undströmungstechnischeBerechnungsverfahren.Teil 1: Abgasanlagen mit einer Feuerstätte

Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 2002-10-23. Los miembros de CEN están sometidos al ReglamentoInterior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la normaeuropea como norma nacional.

Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, puedenobtenerse en la Secretaría Central de CEN, o a través de sus miembros.

Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizadabajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene elmismo rango que aquéllas.

Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria,Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Malta, Noruega, PaísesBajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

CENCOMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN

European Committee for StandardizationComité Européen de NormalisationEuropäisches Komitee für Normung

SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles

2002 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.


EN 13384-1:2002 - 4 -

ÍNDICE

Página

ANTECEDENTES............................................................................................................................ 6

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ......................................................................... 7

2 NORMAS PARA CONSULTA.......................................................................................... 7

3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES....................................................................................... 7

4 SÍMBOLOS, TERMINOLOGÍA Y UNIDADES............................................................. 9

5 MÉTODO DE CÁLCULO................................................................................................. 13

5.1 Principios generales ............................................................................................................ 13

5.2 Requisitos de presión .......................................................................................................... 14

5.2.1 Chimeneas de presión negativa (en depresión)................................................................. 14

5.2.2 Chimeneas de presión positiva (en sobrepresión) ............................................................ 14

5.3 Requisitos de temperatura ................................................................................................. 15

5.4 Procedimiento de cálculo.................................................................................................... 15

5.5 Datos de los humos que caracterizan el aparato de calefacción por su potenciatérmica nominal .................................................................................................................. 16

5.5.1 Generalidades...................................................................................................................... 16

5.5.2 Caudal másico de humos .................................................................................................... 16

5.5.3 Temperatura de los humos................................................................................................. 17

5.5.4 Tiro mínimo (Pw) para el aparato de calefacción para chimenea de presión negativa..... 17

5.5.5 Presión diferencial máxima del aparato de calefacción (Pwo) para chimenea depresión positiva.................................................................................................................... 18

5.6 Datos característicos para el cálculo ................................................................................. 18

5.6.1 Generalidades...................................................................................................................... 18

5.6.2 Valor de la rugosidad (r) .................................................................................................... 18

5.6.3 Resistencia térmica (1/∆) .................................................................................................... 18

5.7 Valores para el cálculo........................................................................................................ 19

5.7.1 Temperaturas del aire ........................................................................................................ 19

5.7.2 Presión del aire exterior (pL) .............................................................................................. 21

5.7.3 Constante de los gases......................................................................................................... 21

5.7.4 Densidad del aire exterior (ρρρρL)........................................................................................... 21

5.7.5 Calor específico de los humos (cp)...................................................................................... 21

5.7.6 Temperatura de condensación (Tsp) .................................................................................. 21

5.7.7 Coeficiente corrector de la inestabilidad de temperatura (SH) ....................................... 22

5.7.8 Coeficiente de seguridad de flujo (SE) ............................................................................... 22

5.8 Determinación de las temperaturas................................................................................... 22

5.8.1 Generalidades...................................................................................................................... 22

5.8.2 Cálculo del factor de enfriamiento (K) .............................................................................. 23

5.8.3 Coeficiente de transmisión térmica (kb) ............................................................................ 23

5.9 Determinación de la densidad y de la velocidad de los humos ........................................ 26


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5.9.1 Densidad de los humos (ρρρρm)................................................................................................ 26

5.9.2 Velocidad de los humos (wm) .............................................................................................. 26

5.10 Determinación de las presiones.......................................................................................... 26

5.10.1 Presión a la entrada de los humos en la chimenea ........................................................... 26

5.10.2 Tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea (PH) .............................................. 27

5.10.3 Resistencia de presión de la chimenea (PR)....................................................................... 27

5.10.4 Presión del viento (PL) ........................................................................................................ 29

5.11 Tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (Pze) y presión diferencialmáxima a la entrada de los humos en la chimenea (Pzoe)................................................. 29

5.11.1 Generalidades...................................................................................................................... 29

5.11.2 Tiro mínimo para el aparato de calefacción (Pw) y presión diferencial máxima delaparato de calefacción (Pwo) ............................................................................................... 30

5.11.3 Resistencia de presión eficaz para el tramo del conducto de unión (PFV) ...................... 30

5.11.4 Resistencia de presión del suministro de aire (PB) ........................................................... 32

5.12 Cálculo de la temperatura de la pared interior a la salida del la chimenea (Tiob) ......... 33

6 AIRE SECUNDARIO PARA CHIMENEAS CON PRESIÓN NEGATIVA ................ 34

6.1 Generalidades...................................................................................................................... 34

6.2 Método de cálculo ............................................................................................................... 35

6.3 Valores básicos para el cálculo del aire secundario ......................................................... 35

6.3.1 Generalidades...................................................................................................................... 35

6.3.2 Cálculos de mezclas............................................................................................................. 35

6.4 Presiones .............................................................................................................................. 36

6.4.1 Resistencia de presión para el suministro de aire con aire secundario (PBNL) ............... 36

6.4.2 Tiro necesario para los dispositivos de aire secundario (PNL) ....................................... 38

6.4.3 Resistencia de presión para la parte del tramo de contacto de unión situada antesdel dispositivo de aire secundario (PFV1) ............................................................................ 39

6.4.4 Requisito de presión con aire secundario.......................................................................... 39

6.5 Requisito de temperatura con aire secundario................................................................. 39

ANEXO A (Informativo) CÁLCULO DE LA RESISTENCIA TÉRMICA............................ 40

ANEXO B (Informativo) TABLAS............................................................................................. 41

ANEXO C (Informativo) LA SALIDA DE LA CHIMENEA CON RESPECTO A LOSEDIFICIOS ADYACENTES............................................................ 56

ANEXO D (Informativo) CURVAS LÍMITES DE LA CALSIFICACIÓN PARA ELREGULADOR DE TIRO ................................................................. 57

BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................................... 58


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ANTECEDENTES

Esta Norma Europea EN 13384-1:2002 ha sido elaborada por el Comité Técnico CEN/TC 166 Chimeneas,cuya Secretaría desempeña UNI.

Esta norma europea debe recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idénticoa la misma o mediante ratificación antes de finales de junio de 2003, y todas las normas nacionalestécnicamente divergentes deben anularse antes de finales de junio de 2003.

Esta norma europea ha sido elaborada bajo un Mandato dirigido a CEN por la Comisión Europea y por laAsociación Europea de Libre Cambio, y sirve de apoyo a los requisitos esenciales de las Directivaseuropeas.

Los anexos A, B, C y D son informativos.

Esta norma europea “Chimeneas. Métodos de cálculo térmicos y fluido-dinámicos” consta de dos partes:


Parte 2: Chimeneas que prestan servicio a más de un generador de calor.

De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, están obligados a adoptar esta norma europealos organismos de normalización de los siguientes países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca,España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos,Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.


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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma europea especifica métodos para el cálculo de las características térmicas y fluido-dinámicas de laschimeneas que sirven a un único aparato.

Los métodos incluidos en esta parte de esta norma europea son aplicables a chimeneas con presión positiva o negativa,con condiciones de servicio en húmedo o en seco. Esta parte es válida para chimeneas con aparatos de calefacción paracombustibles supeditados al conocimiento de las características de los humos que son necesarias para el cálculo.

Los métodos de esta parte de esta norma europea son aplicables a las chimeneas con una entrada conectada con unaparato. Los métodos de la parte 2 de esta norma europea son aplicables a chimeneas con múltiples entradas y con unaentrada con múltiples aparatos.

2 NORMAS PARA CONSULTA

Esta norma europea incorpora disposiciones de otras publicaciones por su referencia, con o sin fecha. Estas referenciasnormativas se citan en los lugares apropiados del texto de la norma y se relacionan a continuación. Para las referenciascon fecha, no son aplicables las revisiones o modificaciones posteriores de ninguna de las publicaciones. Para lasreferencias sin fecha, se aplica la edición en vigor del documento normativo al que se haga referencia (incluyendomodificaciones).

EN 1443:1999 − Chimeneas. Requisitos generales.

prEN 1856-1 − Chimeneas. Requisitos para chimeneas metálicas. Parte 1: Productos de chimeneas de sistema.

EN 1859 − Chimeneas. Chimeneas metálicas. Métodos de ensayo.

EN 13502 − Chimeneas. Terminales de conductos de humos arcillosos/cerámicas. Requisitos y métodos de ensayo.

CR 1749 − Esquema europeo para la clasificación de los aparatos a gas que utilizan combustibles gaseosos según laforma de evacuación de los productos de la combustión (tipos).

3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES

Para los fines de esta norma europea se utilizan los términos y definiciones dados en la Norma EN 1443:1999 y lossiguientes.

3.1 potencia térmica o calorífica (Q): Cantidad de calor producida por un aparato de calefacción por cada unidad detiempo.

3.1.1 potencia térmica nominal (QN): Potencia calorífica continua especificada por el fabricante del aparato decalefacción en relación con combustibles especificados.

3.1.2 intervalo de potencia térmica: Intervalo de potencia por debajo de la potencia térmica nominal especificada porel fabricante sobre el cual puede utilizarse el aparato.

3.2 consumo calorífico (QF): Cantidad de calor que se suministra cada unidad de tiempo al aparato de calefacción porel combustible en base a su poder calorífico interior Hu.

3.3 rendimiento del aparato de calefacción (ηw): Relación entre la potencia térmica (Q) y el consumo calorífico (QF)del aparato.

3.4 caudal másico de los humos (m)& : Masa de humos o productos de la combustión del aparato de calefacción através del tubo o tramo de unión por unidad de tiempo.


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3.5 altura efectiva (útil) de la chimenea (H): Diferencia de altura existente entre el eje de la entrada de los humos oproductos de la combustión en la chimenea y la salida de ésta.

3.6 altura efectiva del tramo de unión (Hv): Diferencia de altura existente entre el eje de la salida de los humos de lachimenea del aparato de calefacción y el eje de la entrada de los humos en la chimenea.

En el caso de chimeneas de hogares abiertos, Hv es la diferencia de altura existente entre la altura del marco superior delhogar y el eje de la entrada de los humos en la chimenea.

3.7 tiro: Valor positivo de la presión negativa en el conducto de humos.

3.8 tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea (PH): Diferencia de presión causada por la diferencia depeso entre la columna de aire igual a la altura efectiva exterior de una chimenea y la columna de humos igual a la alturaefectiva o útil en el interior de la chimenea.

3.9 resistencia de presión de la chimenea (PR): Presión que es necesaria para vencer la resistencia del caudal másicode los humos que existe cuando se transportan éstos a través de la chimenea. (Es decir, es la caída de presión provocadapor la resistencia al movimiento de los humos en la chimenea).

3.10 presión del viento (PL): Presión generada sobre la chimenea debido al viento.

3.11 tiro en la entrada de los humos en la chimenea (Pz): Diferencia entre el tiro teórico a la altura del eje de laentrada de los humos en la chimenea y la resistencia de presión en el conducto de humos a la misma altura.

3.12 tiro mínimo para el aparato de calefacción (Pw): Diferencia entre la presión estática del aire de la sala de insta-lación del aparato de calefacción y la presión estática de los humos en la salida de la chimenea del aparato, que esnecesario mantener para el correcto funcionamiento del aparato de calefacción.

3.13 resistencia de presión efectiva del tramo de unión (PFV): Diferencia de presión estática que existe entre el ejede la entrada del tramo del conducto de conexión y el eje de la salida de la chimenea, debido al tiro teórico y a laresistencia de presión.

3.14 resistencia de presión efectiva del suministro de aire (PB): Diferencia existente entre la presión estática en elaire libre y la presión estática del aire en la sala de instalación del aparato de calefacción a la misma altura.

3.15 tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (Pze):Suma del tiro mínimo requerido para el aparatode calefacción y el tiro necesario para vencer la resistencia de presión efectiva del tramo de unión y la resistencia depresión efectiva del suministro o alimentación de aire.

3.16 presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea (Pzo): Suma de la diferencia entre la resistencia depresión y el tiro teórico de la chimenea y la presión por la velocidad del viento.

3.17 presión diferencia máxima del aparato de calefacción (Pwo): Diferencia máxima entre la presión estática de loshumos a la salida de la chimenea del aparato y la presión estática del aire en la entrada al aparato de calefacción espe-cificada para su funcionamiento correcto.

3.18 presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea (Pzoe): Diferencia entre la presióndiferencial máxima del aparato de calefacción y la suma de la resistencia de presión efectiva del tramo del conducto deunión y la resistencia de presión efectiva del suministro de aire.


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3.19 aire secundario: Aire ambiente que se añade a los humos adicionalmente al caudal másico nominal de los humos.

3.20 dispositivo de aire secundario: Un registro regulador de tiro o un desviador de tiro.

3.21 registro regulador del tiro: Componente que suministra automáticamente aire ambiente para la chimenea, eltramo del conducto de unión o el aparato de calefacción.

3.22 desviador del tiro: Dispositivo, situado en el paso de los productos de la combustión del aparato de calefacción,previsto para mantener la calidad de la combustión dentro de ciertos límites y mantener la combustión estable ciertascondiciones de tiro ascendente y tiro descendente.

3.23 límite de temperatura de la pared interior (Tg): Temperatura mínima permitida para la pared interior de lasalida de la chimenea.

4 SÍMBOLOS, TERMINOLOGÍA Y UNIDADES

Los símbolos que se dan en este capítulo pueden completarse mediante uno o más exponentes para indicar posición omateriales si es necesario

Tabla 1Símbolos, terminología y unidades

Símbolo Terminología Unidades

A área o superficie de la sección transversal m2

c capacidad de calor específico J/(kg·K)

cp capacidad de calor específico de los humos J/(kg·K)

d espesor de la sección m

D diámetro m

Dh

diámetro hidráulico m

H altura efectiva de la chimenea m

k coeficiente de transmisión del calor W/(m2.K)

K factor de enfriamiento –

L longitud m

&m caudal másico de humos kg/s

Nu número de Nusselt –

p presión estática Pa

(Continúa)


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Tabla 1 (Continuación)Símbolos, terminología y unidades


pL presión del aire exterior Pa

PB resistencia o caída de presión del suministro de aire para un caudal másico de humos Pa

PE resistencia de presión debido a la fricción y a la resistencia por la forma de la chimenea Pa

PFV resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de unión Pa

PG diferencia de presión causada por cambios de la velocidad de los humos en la chimenea Pa

PH tiro teórico disponible debido al efecto-chimenea Pa

PHV tiro teórico disponible debido al efecto-chimenea del tramo de unión Pa

PL presión (por la velocidad) del viento Pa

PNL tiro necesario para los dispositivos de aire secundario Pa

PR resistencia o caída de presión de la chimenea Pa

PRV resistencia de presión del tramo del conducto de unión Pa

PW tiro mínimo para el aparato de calefacción Pa

PWO presión diferencial máxima del aparato de calefacción Pa

PZ tiro a la entrada de los humos en la chimenea Pa

PZe tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea Pa

PZO presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea Pa

PZOe presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea Pa

Pr número de Prandtl –

Q potencia térmica o calorífica kW

QF consumo o gasto calorífico kW

QN potencia térmica nominal kW

r valor medio de la rugosidad de la pared interior m

R constante de gases de los humos J/(kg·K)

RL constante de gases del aire J/(kg·K)

(Continúa)


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Tabla 1 (Continuación)Símbolos, terminología y unidades


Re número de Reynolds –

s sección transversal m

SE factor de seguridad de flujo –

SH factor de corrección para la inestabilidad de temperatura –

t temperatura ºC

T temperatura, absoluta K

Tg límite de temperatura K

Tio temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea K

Tiob temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea al régimen de temperatura K

TL temperatura del aire exterior K

Tm temperatura media de los humos K

Tp punto de rocío del agua K

Tsp temperatura de condensación K

Tu temperatura del aire ambiente K

Tub temperatura del aire ambiente de la sala de caldera K

Tuh temperatura del aire ambiente para las zonas calentadas K

Tuo temperatura del aire ambiente a la salida de la chimenea K

Tul temperatura del aire ambiente para zonas exteriores al edificio K

Tuu temperatura del aire ambiente para zonas sin calentar dentro de la vivienda K

TW temperatura de los humos del aparato K

TWN temperatura de los humos del aparato a la potencia térmica nominal K

TWmin temperatura de los humos del aparato a la potencia térmica más baja posible K

U parámetro del segmento interior de la chimenea m

w velocidad media dentro de una sección transversal m/s

(Continúa)


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Tabla 1 (Fin)Símbolos, terminología y unidades


wm velocidad media sobre una longitud definida m/s

y valor de forma –

z altitud sobre el nivel del mar m

α coeficiente de transmisión del calor W/(m2·K)

β relación entre el caudal másico del aire de combustión y el caudal másico de los humos –

γ ángulo entre las direcciones del flujo º

δ espesor de la pared m

ζ coeficiente de resistencia al flujo (pérdida de presión) debida a un cambio dedirección y/o de sección transversal y/o de caudal másico en el conducto de humos

–

η viscosidad dinámica N⋅s/m2

ηW rendimiento del aparato de calefacción –

ηWN rendimiento del aparato de calefacción a la potencia térmica nominal –

λ coeficiente de conductividad térmica W/(m·K)

ρ densidad kg/m3

ρL densidad del aire exterior

ρm densidad media de los humos promediada sobre una longitud definida y sobre lasección transversal

kg/m3

σ (CO2) concentración volumétrica de CO2 %

σ (H2O) concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) %

Ψ coeficiente de resistencia al flujo (pérdida de presión) debido a la fricción en elconducto de humos

–

1

ΛFHIK

resistencia térmica m2·K/W


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Tabla 2Subíndices adicionales


a exterior –

A humos –

b condición de temperatura de régimen –

B aire de combustión –

e entrada –

G cambio de velocidad –

i interior –

L aire libre (exterior) –

m valor medio –

M mezcla –

n indicador de conteo –

N valor nominal –

NL aire secundario –

o salida de la chimenea –

O presión positiva –

tot totalizado sobre todas las secciones (tramos) –

u aire ambiente –

V tramo del conducto de unión –

W aparato de calefacción –

5 MÉTODO DE CÁLCULO

5.1 Principios generales

El cálculo de las dimensiones interiores (sección transversal) de las chimeneas con presión negativa (depresión) se basaen los tres criterios siguientes:

− el tiro a la entrada de los humos en la chimenea debe ser igual o mayor que el tiro necesario a la entrada de loshumos en la chimenea;

− el tiro a la entrada de los humos en la chimenea debe ser igual o mayor que la resistencia de presión efectiva delsuministro de aire;

− la temperatura de la pared interior en la salida del conducto de humos de la chimenea debe ser igual o mayor que ellímite de temperatura.


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El cálculo de las dimensiones interiores (sección transversal) de las chimeneas sometidas a presión positiva (sobrepresión)se basa en los tres criterios siguientes:

− la comparación entre la presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea debe ser igual o inferior que lapresión diferencia máxima a la entrada de los humos en la chimenea;

− la presión positiva en el tramo del conducto de unión y en la chimenea no debe ser mayor que la sobrepresión para laque se han diseñado ambos conductos;

− la temperatura de la pared interior a la salida del conducto de humos de la chimenea debe ser igual o mayor que ellímite de temperatura.

Con el fin de verificar dichos criterios se utilizan dos series de condiciones exteriores:

− el cálculo de la presión (tiro) se hace con condiciones para las cuales la capacidad de la chimenea es mínima (esdecir, temperatura exterior alta); y también

− el cálculo de la temperatura de la pared interior se hace con condiciones para las cuales la temperatura interior de lachimenea es mínima (es decir, temperatura exterior baja).

5.2 Requisitos de presión

5.2.1 Chimeneas de presión negativa (en depresión). Deben verificarse las relaciones siguientes:

PZ = PH - PR - PL ≥ PW + PFV + PB = PZe en Pa (1)

PZ ≥ PB en Pa (2)

donde

PB es la resistencia de presión (caída de presión) efectiva del suministro de aire (véase el apartado 5.11.3), en Pa;

PFV es la resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de unión, en Pa;

PH es el tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea, en Pa;

PL es la presión del viento, en Pa;

PR es la resistencia de presión de la chimenea, en Pa;

PW es el tiro mínimo para el aparato de calefacción, en Pa;

PZ es el tiro a la entrada de los humos en la chimenea (véase el apartado 5.10), en Pa;

PZe es el tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (véase el apartado 5.11), en Pa.

5.2.2 Chimeneas de presión positiva (en sobrepresión). Deben verificarse las relaciones siguientes:

PZO = PR - PH + PL ≤ PWO - PB - PFV = PZOe en Pa (3)

PZO ≤ PZ excess en Pa (4)

PZO + PFV ≤ PZV excess en Pa (5)


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donde

PWO es la presión diferencial máxima del aparato de calefacción, en Pa;

PZO es la presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea, en Pa;

PZOe es la presión diferencial máxima a la de los humos en la chimenea, en Pa;

PZ excess es la presión máxima admisible de la designación de la chimenea, en Pa;

PR es le resistencia de presión de la chimenea, en Pa.

5.3 Requisitos de temperatura

Debe verificarse la relación siguiente:

iob gT T≥ en K (6)

donde

Tiob

es la temperatura de la pared interior en la salida de la chimenea al régimen de temperatura, en K;

Tg es el límite de temperatura, en K.

Si la chimenea tiene un aislamiento adicional por encima del tejado, debe verificarse también la relación siguiente:

T Tirb g≥ en K (7)

donde

Tirb

es la temperatura de la pared interior inmediatamente antes del aislamiento adicional, en K.

El límite de temperatura Tg de las chimeneas con condiciones de funcionamiento en seco debe tomarse igual a latemperatura de condensación de los humos Tsp (véase el apartado 5.7.6).

Los límites de temperatura Tg de las chimeneas con condiciones de funcionamiento en húmedo deben tomarse igual a273,15 K, que previene la formación de hielo en la salida de la chimenea.

NOTA − La comparación de la temperatura de la pared interior antes del aislamiento adicional Tirb con la temperatura límite admisible de los humosTg no es necesaria si el valor de la resistencia térmica del aislamiento adicional no supera 0,1 (m2 K)/W.

Para las chimeneas que funcionan en condiciones húmedas, la comparación no es necesaria si el valor de la temperaturadel aire ambiente inmediatamente antes del aislamiento adicional es ≥ 0 ºC.

5.4 Procedimiento de cálculo

Para el cálculo de los valores de la presión y la temperatura para las relaciones de las ecuaciones (1), (2), (3), (4), (5) y(6), deben calcularse los valores de los datos de los humos, de acuerdo con el apartado 5.5, que caracterizan el aparato.Los datos especificados en el apartado 5.6 deben obtenerse para la chimenea y su tramo de conducto de unión.

Los apartados 5.7 a 5.11 proporcionan los cálculos necesarios para finalizar los cálculos térmicos y fluido-dinámicosdel conducto de humos de la chimenea. Las fórmulas del apartado 5.7 proporcionan el cálculo de los datos básicos queson necesarios para los cálculos posteriores.


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En los apartados 5.5.2 y 5.8 se recogen las fórmulas para los cálculos de temperaturas correspondientes. Las fórmulaspara la densidad de los humos y su velocidad se recopilan en el apartado 5.9.

El procedimiento descrito en los apartados 5.10 y 5.11 debe utilizarse para validar o comprobar el requisito de lapresión. El procedimiento descrito en el apartado 5.12 debe emplearse para validar el requisito de temperatura.

La validación de los requisitos de presión y de temperatura debe realizarse por duplicado:

− para la potencia térmica nominal del aparato de calefacción;

− para el valor más bajo del intervalo de potencia térmica que está indicado por el fabricante del aparato de calefacción.

Si no se cumplen los requisitos de temperatura dados en las ecuaciones (6) y (7) para las chimeneas con presión nega-tiva, la validación de la condición de temperatura puede realizarse ocasionalmente teniendo en cuenta el aire secundarioadicional a los humos de acuerdo con el capítulo 6.

5.5 Datos de los humos que caracterizan el aparato de calefacción por su potencia térmica nominal

5.5.1 Generalidades. Para el cálculo de los valores de temperaturas y presiones, deben obtenerse los datos corres-pondientes de los humos que caracterizan el aparato de calefacción o generador, y que consisten en el caudal másico delos humos, la temperatura de los humos y el tiro mínimo requerido para el aparato de calefacción o la presión dife-rencial máxima del aparato de calefacción. Adicionalmente, debe especificarse el tipo de combustible suministrado, laconcentración volumétrica de CO2 de los humos y la geometría del tramo del conducto de unión.

En la tabla B.1 se dan datos típicos para algunos comestibles.

En las tablas B.2 y B.3 se dan datos típicos para algunos aparatos de calefacción.

5.5.2 Caudal másico de humos

5.5.2.1 Caudal másico de los humos a la potencia térmica nominal del aparato de calefacción. Para el cálculo delos valores de presión y de temperaturas de acuerdo con las relaciones de las ecuaciones (1), (2), (3), (4), (5) y (6), debeobtenerse el caudal másico de los humos en las condiciones de potencia térmica nominal del aparato de calefacción.

Si no hay datos disponibles, el caudal másico de los humos y la concentración volumétrica de CO2 pueden determinarsea partir de las fórmulas que se dan en las tablas B.1, B.2 o B.3.

Si la chimenea está conectada a un aparato de calefacción policombustible, el cálculo y el dimensionamiento deberíanrealizarse considerando todos los combustibles utilizables por el aparato.

En el caso de aparatos de calefacción con un desviador del tiro, debe utilizarse el caudal másico de los humos aguasabajo del desviador del tiro.

El caudal másico de los humos &m de una posición de hogar abierto depende de su abertura. Para el cálculo, se utiliza lafórmula siguiente:

&m f A= ⋅mf F en kg/s (8)

donde

fmf es el coeficiente de caudal másico de una posición de hogar abierto, en kg/(sm2);

Af es la sección transversal de la abertura de la posición de hogar abierto, en m2.


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Para los hogares abiertos con una altura de abertura menor o igual que su anchura fmf = 0,139 kg/(s⋅m2).

Para los hogares abiertos con una altura de abertura mayor que su anchura fmf = 0,167 kg/(s⋅m2).

El contenido de CO2 de los humos para los hogares abiertos puede tomarse como σ (CO2) = 1%.

5.5.2.2 Caudal másico de los humos a la potencia térmica más baja admisible. Si el aparato de calefacción estádiseñado para funcionar en condiciones modulantes, debe realizarse una comprobación adicional del requisito depresión y de temperatura del caudal másico de los humos a la potencia térmica más baja posible y admisible del aparatode calefacción.

Si el fabricante no proporciona datos de los humos para la potencia térmica más baja, se utiliza un caudal másico igual aun tercio del caudal másico de los humos a la potencia térmica nominal.

5.5.2.3 Caudal másico de los humos con aire secundario. Si se suministra aire secundario por un registro reguladorde tiro o un desviador del tiro, el caudal de aire debe calcularse de acuerdo con el apartado 6.3 dependiendo de ladiferencia real de la presión en la sala de instalación del aparato de calefacción y en la chimenea o en el tramo delconducto de unión.

5.5.3 Temperatura de los humos

5.5.3.1 Temperatura de los humos a la potencia térmica nominal (TWN). La temperatura de los humos a la potenciatérmica nominal TWN debe obtenerse del fabricante del aparato de calefacción. En el caso de aparatos de calefacción conun desviador del tiro, debe utilizarse la temperatura de los humos aguas abajo del desviador del tiro.

Si el fabricante proporciona datos que muestran la temperatura de los humos aguas abajo del desviador del tiro enrelación con el tiro, dichos datos deben utilizarse para el cálculo.

Si no se conoce la temperatura de los humos TWN de los hogares abiertos, debería utilizarse un valor de tWN = 80 ºC(TWN = 353,15 K).

5.5.3.2 Temperatura de los humos a la potencia térmica más baja posible (TWmin). La temperatura de los humosmás baja de diseño TWmin debe obtenerse del fabricante del aparato de calefacción. Si este dato no está disponible,utilizar como temperatura de los humos 2/3 del valor de la temperatura de los humos en ºC a la potencia térmicanominal.

5.5.4 Tiro mínimo (PW) para el aparato de calefacción para chimenea de presión negativa. Para el cálculo de unachimenea con presión negativa (depresión), el valor del tiro mínimo para el aparato de calefacción (PW) debe obtenersedel fabricante de éste.

Si no están disponibles, los valores correspondientes al tiro mínimo para el aparato de calefacción deberían selec-cionarse de las normas de producto respectivas para los aparatos de calefacción. Si no se dispone de valores paracalderas, véase la tabla B.2.

Si el valor disponible del tiro mínimo es un número negativo (lo que implica un funcionamiento a presión positiva),debe utilizarse en los cálculos un valor de PW = O.

Si no se dispone de datos válidos del fabricante para el desviador del tiro, para los aparatos que consumen gas designa-dos como B1 de acuerdo con el Informe Técnico CR 1749, se utiliza un valor de 3 Pa para el tiro mínimo y se utiliza elvalor de 10 Pa para todos los demás aparatos que consumen combustibles gaseosos equipados con un desviador del tiro.

El tiro mínimo PW para el funcionamiento de hogares abiertos debería calcularse con el caudal másico de los humos y lasección transversal de la salida a la chimenea del hogar abierto. El tiro teórico disponible debido al efecto de chimeneaen el hogar y en el colector de humos debería despreciarse. La resistencia local en el colector de humos (recolector) setiene en cuenta utilizando un coeficiente de seguridad de flujo SE = 1,5.


EN 13384-1:2002 - 18 -

Pm

ASW

W W2 E=

⋅ ⋅⋅

&2

2 ρen Pa (9)

donde

&m es el caudal másico de los humos, en kg/s

SE es el coeficiente de seguridad de flujo;

ρW es la densidad de los humos en la salida de la chimenea del hogar abierto, en kg/m3;

AW es la sección transversal de la salida de la chimenea del hogar abierto, en m2.

5.5.5 Presión diferencial máxima del aparato de calefacción (PWO) para chimenea de presión positiva. Para elcálculo de una chimenea que funciona en sobrepresión, el valor de la presión diferencial máxima PWO para el aparato decalefacción debe proporcionarlo el fabricante de éste.

5.6 Datos característicos para el cálculo

5.6.1 Generalidades. Con el fin de calcular los valores de presión y de temperatura correspondientes, deben deter-minarse la rugosidad de la pared interior y la resistencia térmica del tramo de conducto de unión y la chimenea.

5.6.2 Valor de la rugosidad (r). El valor medio de la rugosidad de la pared interior debe proporcionarlo el fabricantedel producto. El valor medio de la rugosidad de los forros interiores de los materiales normalmente utilizados se lista enla tabla B.4.

5.6.3 Resistencia térmica (1/Λ). La resistencia térmica 1/Λ de la chimenea del sistema debe proporcionársela elfabricante del producto. La resistencia 1/Λ de los componentes debe proporcionarla el fabricante del producto y deberíaincluir los efectos de los puentes térmicos (por ejemplo, juntas).

NOTA − Los cálculos que implican resistencia térmica para componentes y/o chimeneas industrializadas deberían realizarse, normalmente, empleandovalores obtenidos a la temperatura media de servicio. Puede utilizarse el valor de la resistencia térmica a la temperatura de diseño.

Para chimeneas fabricadas con paredes múltiples, la resistencia térmica debe determinarse aplicando la fórmula siguiente:

1 1

Λ ΛFHIK = F

HIK

LNMM

OQPP∑D

Dhn h,nn

1

en m2⋅K/W (10)

donde

Dh es el diámetro hidráulico interior, en m;

Dh,n es el diámetro hidráulico del interior de cada capa, en m;

1

ΛFHIK n es la resistencia térmica de una envolvente de tubería, referida a su superficie interior, en m2⋅K/W.

Cuando no se conocen los datos específicos para los componentes individuales, la resistencia térmica puede determi-narse de acuerdo con el anexo A. La resistencia térmica de espacios de aire cerrados se da en la tabla B.6.


- 19 - EN 13384-1:2002

5.7 Valores para el cálculo

5.7.1 Temperaturas del aire

5.7.1.1 Generalidades. En chimeneas que pasan a través de zonas calentadas, debe hacerse una distinción entre latemperatura del aire exterior y las temperaturas del aire ambiente.

5.7.1.2 Temperatura del aire exterior (TL). La temperatura del aire exterior TL debe tomarse igual a la temperaturamáxima del aire exterior a la que está previsto utilizar la chimenea.

La temperatura del aire exterior TL para sistemas de calefacción se calcula habitualmente utilizando 288,15 K (tL = 15 ºC).

Pueden utilizarse otros valores de TL que se basen en datos nacionales aceptados.

5.7.1.3 Temperatura del aire ambiente (Tu). Para comprobar que se cumple el requisito de presión debe utilizarse latemperatura del aire ambiente Tu = TL. Para comprobar que se cumple el requisito de temperatura deben utilizarse losvalores siguientes de las temperaturas del aire ambiente Tu.

− para chimeneas sin espacios de aire ventilados:

Tuo = 258,15 K (tuo = -15 ºC) para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas

Tuo = 273,15 K (tuo = 0 ºC) para chimeneas que funcionan en condiciones secas

Tub = 288,15 K (tub = 15 ºC)

Tuh = 293,15 K (tuh = 20 ºC)

Tul =Tuo (tul = tuo )

Tuu = 273,15 K (tuu = 0 ºC)

− para chimeneas (incluidas las chimeneas forradas de nuevo) con espacios de aire ventilados en la misma direcciónque los humos:

Tuo = 258,15 K (tuo = -15 ºC) para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas si la altura de la zonasin calentar por el interior y el exterior del edificio supera los 5 m

Tuo = 273,15 K (tuo = 0 ºC) para chimeneas que funcionan en condiciones secas y para chimeneas quefuncionan en condiciones húmedas si la altura de la zona sin calentar por elinterior y por el exterior del edificio no supera los 5 m

Tub = 288,15 K (tub = 15 ºC)

Tuh = 293,15 K (tuh = 20 ºC)

Tul = 288,15 K (tul= 15 ºC) si la altura de la zona sin calentar interior, y la exterior, al edificio no superalos 5 m

Tul =Tuo (tul=tuo ) si la altura de la zona sin calentar interior, y la exterior, al edificio supera los5 m

Tuu = 288,15 K (tuu = 15 ºC) si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismo nosuperan los 5 m

Tuu = 273,15 K (tuu = 0 ºC) si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismosuperan los 5 m


EN 13384-1:2002 - 20 -

− para chimeneas con espacios de aire ventilados que se ventilan en dirección contraria a la de los humos:

Tuo = 258,15 K (tuo = -15 ºC) para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas

Tuo = 273,15 K (tuo = 0 ºC) para chimeneas que funcionan en condiciones secas

Tub = 273,15 K (tub = 0 ºC)

Tuh = 273,15 K (tuh = 0 ºC)

Tul = 273,15 K (tul= 0 ºC) si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismo nosuperan los 5 m

Tul =Tuo (tul=tuo ) si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismosuperan los 5 m

Tuu = 273,15 K (tuu = 0 ºC) si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismo nosuperan los 5 m

Tuu =Tuo (tuu = tuo ) si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismosuperan los 5 m

Pueden utilizarse otros valores que se basen en datos nacionales admitidos.

Las partes de la chimenea que están en zonas con temperaturas del aire ambiente diferentes deberían calcularseindistintamente, en tramos o secciones con la misma temperatura ambiente o bien la temperatura del aire ambientecorrespondiente a las partes de la superficie exterior se determina para el cálculo aplicando la fórmula siguiente:

TT A T A T A T A

A A A Auub ub uh uu uu ul ul

ub uh uu ul=

⋅ + ⋅ + ⋅ + ⋅+ + +

b g b g b g b guh en K (11)

donde

Tuo es la temperatura del aire ambiente a la salida de la chimenea, en K;

Tub es la temperatura del aire ambiente a la salida para la sala de caldera, en K;

Tuh es la temperatura del aire ambiente a la salida para zonas calentadas, en K;

Tul es la temperatura del aire ambiente a la salida para zonas exteriores al edificio, en K;

Tuu es la temperatura del aire ambiente a la salida para zonas sin calentar dentro del edificio, en K;

Aub es el área de la superficie exterior de la chimenea en la sala de caldera, en m2;

Auh es el área de la superficie exterior de la chimenea en zonas calentadas, en m2;

Aul es el área de la superficie exterior de la chimenea exterior al edificio, en m2;

Auu es el área de la superficie exterior de la chimenea en zonas sin calentar interiores al edificio, en m2.


- 21 - EN 13384-1:2002

NOTA − Si las partes de la superficie exterior de la chimenea sin retro-ventilación en zonas exteriores al edificio y las zonas sin calentar no superan¼ de la superficie exterior total de la chimenea, la temperatura del aire ambiente Tu puede tomarse igual a 288,15 K (tu = 15 ºC).

Si la altura de las chimeneas con espacios de aire ventilados en la misma dirección que los humos en las zonas exteriores al edificio y enlas zonas sin calentar no supera los 5 m, la temperatura del aire ambiente Tu puede tomarse igual a 288,15 K (tu =15 ºC).

Si la altura de las chimeneas con espacios de aire ventilados en dirección contraria a la de los humos en las zonas exteriores al edificio y enlas zonas sin calentar no supera 5 m, la temperatura del aire ambiente Tu puede tomarse igual a 273,15 K (tu = 0 ºC).

5.7.2 Presión del aire exterior (pL). La presión del aire exterior pL debe determinarse como sigue, dependiendo de laaltitud sobre el nivel del mar, aplicando la fórmula siguiente:

p g z R TL

(- )/(= e L L97000 ⋅ ⋅ ) en Pa (12)

donde

g es la aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2;

RL es la constante gaseosa del aire, en J/(kg K);

TL es la temperatura del aire exterior, en K;

z es la altitud sobre el nivel del mar, en m;

97000 es la presión del aire exterior a nivel del mar corregida para la influencia climática, en Pa.

5.7.3 Constante de los gases

5.7.3.1 Constante de los gases para el aire (RL). La constante de los gases para el aire RL debe tomarse igual a288 J/(kg K) (contenido de agua σ(H2O) como una fracción volumétrica del 1,1%).

5.7.3.2 Constante de los gases para los humos (R). La constante de los gases para los humos R deben determinarseaplicando las fórmulas de las tablas B.1 y B.3.

5.7.4 Densidad del aire exterior (ρL). La densidad del aire exterior ρL debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

ρLL

L L=

p

R T.en kg/m3 (13)

donde

pL es la presión del aire exterior, en Pa;

RL es la constante de los gases para el aire, en J/(kg⋅K);

TL es la temperatura del aire exterior, en K.

5.7.5 Calor específico de los humos (cp). La capacidad de calor específico de los humos cp debe calcularse aplicandolas fórmulas dadas en las tablas B.1 y B.4.

5.7.6 Temperatura de condensación (Tsp). Para los combustibles gaseosos y el gasóleo doméstico de calefacción, latemperatura de condensación Tsp de los humos debe identificarse por el punto de rocío del agua Tp. En estos casos:

T Tsp p= (14)


EN 13384-1:2002 - 22 -

El punto de rocío del agua Tp de los humos para diferentes combustibles concentraciones en volumen de CO2 en loshumos debe calcularse aplicando las fórmulas (B.5), (B.6) y (B.7).

Para el carbón, fuelóleos residuales (para calderas) y maderas combustibles, la temperatura de condensación de loshumos es el punto de rocío ácido Tsp.

En estos casos:

T T Tsp p sp= + ∆ (15)

Para el coque y el fuelóleo residual (para calderas), la subida del punto de rocío a través del trióxido de azufre en loshumos (∆Tsp) puede calcularse aplicando la fórmula de la tabla B.1. Para la determinación exacta del punto de rocíoácido, se requiere conocer la conversión del dióxido de azufre en trióxido de azufre (factor de conversión Kf). Comovalor aproximado, puede suponerse que la concentración volumétrica del trióxido de azufre (SO3) es aproximadamenteel 2% de la del dióxido de azufre (SO2). Para los leños de madera, el aumento del punto de rocío (∆Tsp) para tener encuenta la condensación de ácido debería ser de 15 K.

∆Tsp K= 15

5.7.7 Coeficiente corrector de la inestabilidad de temperatura (SH). El coeficiente correcto SH para la inestabilidadde temperatura debe ser 0,5.

5.7.8 Coeficiente de seguridad de flujo (SE). Para las chimeneas que funcionan en depresión, el coeficiente de segu-ridad que debe usarse es SE = 1,5, excepto que debe utilizarse un valor de 1,2 para aparatos controlados estrictamente einstalaciones de chimeneas, y para los aparatos estancos en sala con quemadores de tiro forzado.

Para las chimeneas que funcionan en sobrepresión, el coeficiente de seguridad SE debe ser un valor de 1,2 como mínimo.

5.8 Determinación de las temperaturas

5.8.1 Generalidades. Para comprobar que se cumplen los requisitos de presión y de temperatura, deben determinarsela temperatura media de los humos y la temperatura de los humos a la salida de la chimenea.

La temperatura media de los humos Tm debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

T TT T

KK

m ue u= e +

−⋅ − −1e j en K (16)

La temperatura media de los humos a la salida de la chimenea To debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

T T T T Ko u e u e= + − ⋅ −( ) en K (17)

La temperatura media de los humos en el tramo de unión Tm debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

T TT T

KK

mV uW u

Ve V= +

−⋅ − −1e j en K (18)


- 23 - EN 13384-1:2002

La temperatura media de los humos a la entrada de la chimenea Te debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

T T T T Ke u W u e V= + − ⋅ −( ) en K (19)

donde

K es el factor de enfriamiento (véase el apartado 5.8.1);

KV es el factor de enfriamiento del tramo del conducto de unión (véase el apartado 5.8.1);

Te es la temperatura de los humos a la entrada de la chimenea, en K;

Tu es la temperatura del aire ambiente (véase el apartado 5.7.1.2), en K;

TW es la temperatura de los humos del aparato de calefacción, en K.

5.8.2 Cálculo del factor de enfriamiento (K). El factor de enfriamiento K debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

KU k L

m c= ⋅ ⋅

⋅& p(20)

donde

cp es el calor específico de los humos (véase el apartado 5.7.5), en J/(kg.K);

k es el coeficiente de transmisión del calor (véase el apartado 5.8.2) en W/ (m2⋅K).

L es la longitud de la chimenea, en m;

&m es el caudal másico de los humos (véase el apartado 5.5.1), en kg/s;

U es la circunferencia interior de la chimenea, en m.

Para el factor de enfriamiento Kv del tramo del conducto de unión, debe utilizarse los parámetros correspondientes paradicho tramo.

5.8.3 Coeficiente de transmisión de calor (kb)

5.8.3.1 Generalidades. El coeficiente de transmisión de calor de calor de la chimenea al régimen de temperatura kb

debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

kD

D

b

i

h

ha a

=+ + ⋅

1

1 1α αΛe j

en W/(m2⋅K) (21)

El coeficiente de transmisión de calor de la chimenea fuera del régimen de temperatura k debe calcularse aplicando lafórmula siguiente:

k

SD

D

=+ ⋅ + ⋅LNM

OQP

1

1 1α αi

Hh

ha a

Λe jen W/(m2⋅K) (22)


EN 13384-1:2002 - 24 -

donde


Dha es el diámetro hidráulico exterior, en m;

SH es el coeficiente de corrección para la inestabilidad de temperatura (véase el apartado 5.7.7);

αa es el coeficiente exterior de transmisión de calor (véase el apartado 5.8.2.2), en W/(m2. K);

αi es el coeficiente interior de transmisión de calor (véase el apartado 5.8.2.1), en W/(m2. K);

1

ΛFHIK es la resistencia térmica (véase 5.6.2), en m2⋅K/W.

5.8.3.2 Coeficiente interior de transmisión de calor (αi). El coeficiente de transferencia de calor en la chimenea αi

debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

α λi

A

h=

⋅ Nu

Den W/(m2⋅K) (23)

donde


Nu es el número de Nusselt;

λA es el coeficiente de conductividad térmica de los humos, en W/(m⋅K).

El coeficiente de conductividad térmica de los humos λA debe calcularse en función de la temperatura media de loshumos aplicando la fórmula de las tablas B.1 y B.8 del anexo B.

El número de Nusselt medio sobre la altura de la chimenea debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

NuD

L o=FHG

IKJ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ + FH

IK

LNMM

OQPP

ψψ smooth

h

t t

0 670 8 0 4

0 67

0 0214 100 1,

, ,,

, (Re ) Pr (24)

donde


Ltot es la longitud total desde la entrada de los humos en la chimenea hasta la salida de la chimenea (Ltot v es válidoanálogamente para el tramo del conducto de unión: longitud efectiva total desde la conexión de los humos en lachimenea) en m;

Pr es el número de Prandtl;

Re es el número de Reynods;

ψ es el coeficiente de la resistencia al flujo debido a la fricción para un flujo hidráulicamente rugoso (véase elapartado 5.10.2.2);

ψsmooth es el coeficiente de la resistencia al flujo debido a la fricción para un flujo hidráulicamente liso (véase elapartado 5.10.2.2 para r = 0).


- 25 - EN 13384-1:2002

La fórmula puede utilizarse para 2 300 < Re < 10 000 000 y smooth

ψψFHG

IKJ < 3 así como para 0,6 < Pr < 1,5.

Para una velocidad media de los humos wm < 0,5 m/s, tomar el número de Nusselt apropiado para wm = 0,5m/s.

Para números de Reynolds inferiores a 2 300, tomar el número de Nusselt apropiado para Re = 2 300.

El número de Prandtl Pr debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

Pr =p

A

ηλA ⋅c

(adimensional) (25)

El número de Reynolds Re debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

Re =⋅ ⋅w Dm h m

A

ρη

(adimensional) (26)

donde

cP es el calor específico de los humos, en J/(kg.K);


wm es la velocidad media de los humos (véase el apartado 5.9), en m/s;

ηA es la viscosidad dinámica de los humos, en N.s/m2;

λA es el coeficiente de la conductividad térmica de los humos, en W/(m.K);

ρm es la densidad media de los humos (véase el apartado 5.9), en kg/m3.

La viscosidad dinámica ηA debe calcularse en función de la temperatura de los humos aplicando la fórmula (B.10) de latabla B.1.

El coeficiente interior de transmisión de calor αi puede calcularse también sobre chimeneas diseñadas en húmedo comose ha indicado, si no se tiene en cuenta el calor de condensación.

5.8.3.3 Coeficiente exterior de transmisión de calor (αa). El coeficiente exterior de transmisión de calor αa debe ser8 W/(m2.K) para los tramos de conductos de unión y chimenea, interiores al edificio; para tramos de unión y chimeneasexteriores al edificio utilizar 23 W/(m2.K).

Para los tramos de conducto de unión y chimeneas que están dispuestos parcialmente por el exterior del edificio, elcoeficiente de transmisión de calor αa debe interpolarse.

Cuando partes de la chimenea son exteriores al edificio pero están protegidas con un espacio o intervalo de aire de 1cmcomo mínimo, pero no mayor de 5 cm, entonces, el coeficiente exterior de transmisión de calor αa debe ser 8 W/(m2.K).

Para una chimenea (incluidas las chimeneas con forro nuevo) con un espacio de aire ventilado debe utilizarse 8 W/(m2.K).Para las partes sin ventilar de dicha chimenea, si la longitud no ventilada exterior al edificio es ≤ 3 Dh, entonces debeutilizarse 8 W/(m2.K); en caso contrario, debe utilizarse 23 W/m2.K).


EN 13384-1:2002 - 26 -

5.9 Determinación de la densidad y de la velocidad de los humos

5.9.1 Densidad de los humos (ρm). La densidad de los humos ρm debe determinarse aplicando la fórmula siguiente:

ρmL

m =

⋅p

R Ten kg/m3 (27)

donde

pL es la presión del aire exterior (véase el apartado 5.7.2), en Pa;

R es la constante de los gases para los humos (véase el apartado 5.7.3.2), en J/(kg.K);

Tm es la temperatura media de los humos (véase el apartado 5.8), en K.

Para la densidad media de los humos ρmv en el tramo del conducto de unión, deben utilizarse los valores correspon-dientes del tramo del conducto de unión.

5.9.2 Velocidad de los humos (wm). La velocidad media de los humos wm debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

wm

Amm

=⋅&

ρen m/s (28)

donde

A es el área de la sección transversal interior de la chimenea, en m2;

&m es el caudal másico de los humos (véase el apartado 5.5.1), en kg/s;

ρm es la densidad media de los humos, en kg/m3.

Para la velocidad media de los humos en el tramo de unión wmv, deben utilizarse los valores correspondientes del tramodel conducto de unión.

5.10 Determinación de las presiones

5.10.1 Presión a la entrada de los humos en la chimenea

5.10.1.1 Tiro a la entrada de los humos en la chimenea sometida a depresión (Pz). El tiro a la entrada de los humosen la chimenea que funciona compresión negativa Pz depende fundamentalmente del caudal másico de los humos y dela temperatura de los humos, la altura efectiva de la chimenea, la sección transversal y los valores característicos dediseño (rugosidad y resistencia térmica) de la chimenea.

El tiro a la entrada de los humos en la chimenea Pz debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

P P P Pz H R L= − − en Pa (29)

donde



PR es la resistencia a presión de la chimenea, en Pa.


- 27 - EN 13384-1:2002

5.10.1.2 Presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea sometida a sobrepresión (Pzo). La presión posi-tiva a la entrada de los humos en la chimenea que trabaja a presión positiva Pzo depende fundamentalmente del caudalmásico y de la temperatura de los humos, de la altura eficaz de la chimenea, de la sección transversal y de los valorescaracterísticos de diseño (rugosidad y resistencia térmica) de la chimenea.

La presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea Pzo se calcula a partir de la diferencia entre la resistenciade presión PR y el tiro teórico PH así como la presión del viento PL.

P P P Pzo R H L= − − en Pa (30)

donde

PH es el tiro teórico de la chimenea, en Pa;


PR es la resistencia a presión de la chimenea, en Pa;

PZO es la presión diferencial máxima a la entrada de los humos, en Pa.

5.10.2 Tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea (PH). El tiro teórico disponible debido al efecto de chi-menea PH debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

P H gH L m= ⋅ ⋅ −ρ ρb g en Pa (31)

donde

H es la altura efectiva de la chimenea, en m;

g es la aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2

ρL es la densidad del aire exterior (véase el apartado 5.7.4), en kg/m3;

ρm es la densidad media de los humos (véase el apartado 5.9.1), en kg/m3.

5.10.3 Resistencia de presión de la chimenea (PR)

5.10.3.1 Generalidades. La resistencia de presión (o caída de la presión por resistencia al movimiento de los humos)de la chimenea PR debe calcularse aplicando las fórmulas siguientes:

P S P S PR E E= ⋅ + ⋅EG G en Pa (32)

P SL

Dw S P

nR E

hn

mm2

EG G + 2

+ = ⋅ ⋅FHGG

IKJJ

⋅ ⋅∑ψ ζ ρen Pa (33)

Para P S SG EG E≥ =0

Para P SG EG< =0 1 0,


EN 13384-1:2002 - 28 -

donde


L es la longitud de la chimenea, en m;

PE es la resistencia de presión debido a la fricción y la resistencia por la forma de la chimenea, en Pa;

PG es la diferencia de presión causada por un cambio de velocidad de los humos en la chimenea, en Pa;

SE es el coeficiente de seguridad de flujo (véase el apartado 5.7.8);

SEG es el coeficiente de seguridad de flujo para diferencia de presión a través del cambio de velocidad;

wm es la velocidad media de los humos (véase el apartado 5.9.2) en m/s;

ρm es la densidad media de los humos (véase el apartado 5.9.1), en kg/m3;

ψ es el coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto de humos;

ζ nn∑ es la suma de los coeficientes de resistencia al flujo debido a cambios en la dirección o sentido y/o en la sección

transversal y/o en el caudal másico de los humos en el conducto de humos.

5.10.3.2 Diferencia de presión causada por cambio de la velocidad de los humos en la chimenea (PG). La diferen-cia de presión provocada por el cambio de la velocidad de los humos en la chimenea PG debe calcularse aplicando lafórmula siguiente:

P w wG 22

12= ⋅ − ⋅

ρ ρ2 1

2 2en Pa (34)

donde

w1 es la velocidad de los humos antes del cambio de velocidad, en m/s;

w2 es la velocidad de los humos después del cambio de velocidad, en m/s;

ρ1 es la densidad de los humos antes del cambio de velocidad, en kg/m3;

ρ2 es la densidad de los humos después del cambio de velocidad, en kg/m3.

Para w1 y w2 así como para ρ1 y ρ2 pueden utilizarse los valores medios de la sección antes y después del cambio develocidad.

5.10.3.3 Coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto de humos (ψ). El coeficiente de resis-tencia al flujo debido a la fricción del conducto de humos ψ, para distintas rugosidades, debe calcularse aplicando lafórmula siguiente:

13 71ψ ψ

= – 2 2,51

+ h

⋅⋅ ⋅

FHG

IKJlog

Re ,r

D(35)


- 29 - EN 13384-1:2002

donde

Dh es el diámetro hidráulico, en m;

r es el valor medio de la rugosidad de la pared interior, en m;

Re es el número de Reynolds (véase el apartado 5.8.2.1);

ψ es el coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto.

Para números de Reynolds por debajo de 2 300, tomar el coeficiente apropiado para el número de Reynolds igual a 2 300.

Los valores de la rugosidad media debe darlos el fabricante. En ausencia de valores procedentes del fabricante, en latabla B.4 se dan valores típicos de rugosidad media para diversos materiales.

5.10.3.4 Coeficientes de resistencia al flujo (ζ) debidos a un cambio de dirección y/o de sección transversal y/o uncambio de caudal másico en el conducto de humos. Los valores de la resistencia al flujo debido a un cambio de direc-ción o sentido y/o de sección transversal y/o un cambio de caudal másico en el conducto de humos debe proporcionarlosel fabricante respectivo. En ausencia de valores del fabricante, en la tabla B.8 se dan valores típicos de la resistencia alflujo.

El coeficiente de resistencia al flujo para la ampliación o ensanchamiento de la sección transversal en la salida de lachimenea no debería aplicarse si no se tiene en cuenta el cambio de presión a través del cambio de velocidad en dichopunto.

5.10.4 Presión del viento (PL). La presión debida a la velocidad del viento PL debe ser 25 Pa para regiones del interior(que disten más de 20 km de la costa) y 40 Pa para las regiones costeras si la salida de la chimenea está en una presiónopuesta. La salida de chimenea se considera que está en una zona de presión opuesta si la posición de la salida de lachimenea está a menos de 0,4 m por encima del caballete del tejado y la distancia de una línea horizontal desde la salidade la chimenea hasta la intersección con el tejado es inferior a 2,3 m, y la salida de la chimenea está situada:

− en un tejado con una pendiente de más de 40º o;

− en un tejado con una pendiente de más de 25º si la abertura para el aire de combustión y la parte superior de lachimenea están en lados diferentes del caballete del tejado y la distancia horizontal desde la parte más alta delcaballete es mayor de 1,0 m.

NOTA − También puede considerarse que una chimenea está afectada negativamente por la proximidad de obstrucciones adyacentes, por ejemplo,edificios, árboles, montes. Una salida de chimenea que esté en un radio de 15 m de las estructuras adyacentes que se extienden sobre unángulo horizontal de 30º y sus contornos o límites superiores sobresalen más de 10º por encima del horizonte como visto desde la salida dela terminal, puede verse afectada por la turbulencia del viento (véase el anexo C). Esto puede superarse por un terminal aerodinámico.

El valor PL debe modificarse si la chimenea tiene un terminal con unas prestaciones aerodinámicas especificadas. Entodos los demás casos PL debe ser igual a 0 Pa.

Las terminales con prestaciones aerodinámicas especificadas están definidas en el proyecto de Norma prEN 1856-1, yen las Normas EN 1859 y EN 13502.

5.11 Tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (Pze) y presión diferencial máxima a la entrada delos humos en la chimenea (Pzoe)

5.11.1 Generalidades. El tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea bajo presión negativa (depresión) Pze

debe calcularse a partir del tiro mínimo del aparato de calefacción Pw, la resistencia de presión efectiva del tramo deconducto de unión PFV y la resistencia efectiva del suministro de aire PB como sigue:

P P P PZe w FV B= + + en Pa (36)


EN 13384-1:2002 - 30 -

donde

PZe es el tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea, en Pa;

PW es el tiro mínimo para el aparato de calefacción, en Pa;


PB es la resistencia de presión del suministro de aire para un caudal másico de humos, en Pa.

La presión diferencial máxima Pzoe a la entrada de los humos a la chimenea que funciona con sobrepresión debecalcularse aplicando la fórmula siguiente:

P P P PZOe WO B FV= + − en Pa (37)

donde

PZOe es la presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea, en Pa;

PWO es la presión diferencial máxima a la salida del aparato de calefacción, en Pa;


PB es la resistencia de presión del suministro de aire para un caudal másico de humos, en Pa.

5.11.2 Tiro mínimo para el aparato de calefacción (Pw) y presión diferencial máxima del aparato de calefacción(Pwo). El tiro mínimo para el aparato de calefacción Pw o la presión diferencial máxima de dicho aparato (Pwo) debeobtenerse de acuerdo con los apartados 5.5.4 ó 5.5.5 respectivamente.

5.11.3 Resistencia de presión eficaz para el tramo del conducto de unión (PFV)

5.11.3.1 Generalidades. La resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de conexión PFV debe calcularseaplicando la fórmula siguiente:

P P PFV RV HV= + en Pa (38)

donde

PHV es el tiro teórico disponible en el tramo del conducto de unión, en Pa;

PRV es la resistencia de presión del tramo del conducto de unión, en Pa.

Si el tramo del conducto de unión consta de varias secciones diferentes o de diseño diferente, el cálculo debe realizarsepara cada una de las secciones. La resistencia de presión y el tiro teórico de las secciones individuales debe totalizarse.

5.11.3.2 Tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea del tramo del conducto de unión (PHV). El tiro teóricodisponible debido al efecto de chimenea del tramo del conducto de conexión PHV debe calcularse la fórmula siguiente:

P H gHV v L mV= ⋅ ⋅ −ρ ρb g en Pa (39)


- 31 - EN 13384-1:2002

donde

g es la aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2;

HV es la altura efectiva del tramo del conducto de unión, en m;

ρL es la densidad del aire exterior (véase el apartado 5.7.4), en kg/m3;

ρmV es la densidad media de los humos en el tramo de unión, en kg/m3.

Si la entrada de los humos en la chimenea está por debajo de la conexión de humos del aparato de calefacción, PHV seconvierte en negativo.

5.11.3.3 Resistencia de presión del tramo del conducto de conexión (PRV). La resistencia de presión del tramo delconducto de unión PRV debe calcularse aplicando:

P S P S PRV E EV V= ⋅ + ⋅EG G en Pa (40)

P SL

Dw S PRV E V

V

hVVn

n

mVmV2

EGV GV + 2

+ = ⋅ ⋅FHGG

IKJJ

⋅ ⋅∑ψ ζ ρen Pa (41)

Para P S SGV EGV E≥ =0

Para P SGV EGV< =0 1 0,

donde

DhV es el diámetro hidráulico interior del tramo del conducto de unión, en m;

LV es la longitud del tramo del conducto de unión, en m;

PEV es la resistencia de presión debida a la fricción y a la resistencia de forma en el tramo del conducto de unión, en Pa;

PGV es la diferencia de presión causada por cambio de la velocidad de los humos en el tramo del conducto de unión,en Pa;


SEGV es el coeficiente de seguridad de flujo para diferencias de presión a través de cambio de velocidad en el tramodel conducto de unión;

wmV es la velocidad media de los humos en el tramo del conducto de unión, en m/s;

ρmV es la densidad media de los humos en el tramo del conducto de unión, en kg/m3;

ψV es el coeficiente de fricción o rozamiento del conducto de humos del tramo del conducto de unión (véase elapartado 5.10.3.2);

ζ Vnn∑ es la suma de los coeficientes de la resistencia al flujo de los cambios de dirección y de sección transversal del

tramo del conducto de unión, en m.


EN 13384-1:2002 - 32 -

La velocidad media wmv de los humos en el tramo del conducto de unión debe calcularse aplicando la fórmula (28) conlos valores correspondientes para el tramo del conducto de unión.

El coeficiente de resistencia al flujo debida a la fricción del conducto de humos para el tramo del conducto de unióndebe calcularse aplicando la fórmula (35) con los valores correspondientes para dicho tramo.

NOTA − La suma o sumatorio de los coeficientes individuales de resistencia ζ Vnn

∑ para el tramo del conducto de unión depende de los cambios de

dirección o sentido y de sección transversal entre la conexión de humos del aparato de calefacción y la chimenea. En la tabla B.8 se acotanvalores ζ para los cambios típicos de dirección y de secciones transversales.

La diferencia de presión causada por el cambio de la velocidad de los humos ene l tramo del conducto de unión PGV

debe calcularse aplicando la fórmula (34) con los valores correspondientes para dicho tramo.

5.11.4 Resistencia de presión del suministro de aire (PB). La resistencia a presión del suministro de aire PB debedeterminarse de acuerdo con la naturaleza de la zona de instalación (dimensiones, tipo y número de ventanas y puertas,equipamiento con sistemas de ventilación y aparatos de calefacción adicionales, etc.)

Para las zonas sin aberturas de ventilación, PB debe ser igual a 4 Pa. Si el aire para la combustión se transporta hasta lasala de instalación a través de aberturas de ventilación o de tuberías de aire de combustión con sección transversalconstante sobre la longitud, PB debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

P SL

Dw

nB EB B

B

hBB,n

BB2 +

2 = ⋅ ⋅

FHGG

IKJJ

⋅∑ψ ζ ρen Pa (42)

donde

DhB es el diámetro hidráulico interior de las aberturas de ventilación o de la tubería de aire de combustión, en m;

LB es la longitud de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión, en m;

SEB es el coeficiente de seguridad de flujo de seguridad de flujo para el suministro de aire (SEB habitualmente esigual a 1,2);

wB es la velocidad en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión, en m/s;

ρB es la densidad del aire de combustión, en kg/m3;

ψB es el coeficiente de la resistencia al flujo debida a la fricción de las aberturas de ventilación o de la tubería delaire de combustión;

ζ B,nn∑ es la suma de los coeficientes de resistencia al flujo debido a los cambios de dirección(sentido) y/o de sección

transversal y/o de caudal másico en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión.

NOTA − Con el fin de simplificar el cálculo dependiente de las regulaciones locales, puede suponerse que PB tiene un valor constante de 3 Pa.

El coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire decombustión ψ debe calcularse aplicando la fórmula (35).

La suma de los coeficientes de resistencia al flujo debido a los cambios de dirección y/o de sección transversal y/o de

caudal másico en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión ζ B,nn∑ para la entrada, la salida y los

cambios de dirección en la tubería deben totalizarse sobre la longitud entera de la abertura de ventilación o de la tubería.


- 33 - EN 13384-1:2002

En ausencia de datos del fabricante, los valores pueden tomarse de la tabla B.8.

La velocidad en la tubería del aire de combustión wB debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

wm

ABB B

= ⋅⋅

βρ&

en m/s (43)

donde

AB es la sección transversal de la tubería del aire de combustión, en m2;

&m es el caudal másico de los humos, en kg/s;

β es la relación entre el caudal másico del aire de combustión y el caudal másico de los humos;

ρB es la densidad del aire de combustión, en kg/m3.

NOTA − Aproximadamente, puede suponerse β = 0,9.

La densidad del aire de combustión debe determinarse aplicando la fórmula (13) con los valores correspondientes a lapresión y la temperatura del aire.

5.12 Cálculo de la temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea (Tiob)

La temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea a régimen de temperatura TIob debe determinarseaplicando la fórmula siguiente:

iob obob

iob uoT T

kT T= − −

αb g en K (44)

donde

kob es el coeficiente de transmisión del calor a la salida de la chimenea a régimen de temperatura, en W/(m2 . K);

Tob es la temperatura de los humos a la salida de la chimenea a régimen de temperatura, en K;

Tuo es la temperatura del aire ambiente a la salida de la chimenea, en K;

αi es el coeficiente interior de transferencia de calor, en W/(m2.K).

El coeficiente de transmisión del calor a la salida de la chimenea Kob a régimen de temperatura debe determinarse apartir de la fórmula siguiente:

kD

D

ob

oh

hao aoi

=+ + +

⋅

1

1 1 1α αΛ Λd i d i

en W/(m2.K) (45)


EN 13384-1:2002 - 34 -

donde


Dhao es el diámetro hidráulico exterior a la salida de la chimenea, en m;

αi es el coeficiente interior de transferencia térmica a la salida de la chimenea, en W/(m2.K).

αao es el coeficiente exterior de transferencia térmica a la salida de la chimenea, en W/(m2.K);

1

ΛFHIK es la resistencia térmica, en m2.K/W;

1

ΛFHIK o es la resistencia térmica de cualquier aislamiento adicional para la parte de chimenea por encima del tejado

referida al diámetro hidráulico interior para la chimenea, en m2.K/W.

Si la parte de chimenea por encima del tejado tiene aislamiento adicional, la temperatura de pared interior debe calcu-larse para la parte inmediatamente anterior al aislamiento adicional. La temperatura de la pared interior Tirb inmediata-mente antes del aislamiento adicional debe determinarse aplicando la fórmula siguiente:

irb rbb

irb urT T

kT T= − −

αb g (46)

donde

Trb es la temperatura de los humos inmediatamente antes del aislamiento adicional a régimen de temperatura, en K;

kb es el coeficiente de transmisión de calor de la chimenea a régimen de temperatura, en W/(m2.K);

Tur es la temperatura del aire ambiente inmediatamente antes del aislamiento adicional, en K.

La resistencia térmica adicional a la salida de la chimenea (1/Λ) o debe calcularse como se especifica en el apartado5.6.2 para capas adicionales de aislamiento aplicadas en todos los lados. Las capas de aire de espesor a 1 cm no debenconsiderarse como proporcionadoras de resistencia térmica adicional (1/Λ)o. En el caso de revestimiento o chapadoventilado, (1/Λ)o = 0 (m2.K)/W, es el valor que debe aplicarse a todas las capas en la cara exterior del espacio ventilado.

NOTA − Puede utilizarse un valor de (1 Λ)o = 0,1 (m2.K)/W, sin prueba adicional alguna, si la sección de la chimenea por encima del tejado estáembebida en mampostería (coeficiente de conductividad térmica λ ≤ 0,85 W/(m.K) de 11,5 cm de espesor mínimo o tiene un aislamientoadicional de 3 cm como mínimo entonos los lados (coeficiente de conductividad térmica λ ≤ 0,1 W/(m.K).

6 AIRE SECUNDARIO PARA CHIMENEAS CON PRESIÓN NEGATIVA

6.1 Generalidades

Si el requisito de temperatura dado en el apartado 5.3 no se cumple cuando se calcula la temperatura de la pared interioraplicando la fórmula (44) o (46) sin la introducción de aire secundario en la chimenea, puede ser posible cumplir elrequisito mediante la introducción de un aire secundario. En este caso, debe realizarse un cálculo posterior para estable-cer si el requisito de temperatura puede cumplirse cuando se introduce aire secundario en la chimenea.

El cálculo debe hacerse siempre que los requisitos de presión del apartado 5.2 se cumplan cuando se calcula sin airesecundario.


- 35 - EN 13384-1:2002

6.2 Método de cálculo

El cálculo debe realizarse en secciones desde la conexión de humos del aparato hasta el puesto de instalación deldispositivo de aire secundario y desde éste, con valores cambiados para el caudal másico de los humos, la temperaturade los humos y la composición de éstos, hasta la salida de la chimenea.

Para la consideración del aire secundario, debe añadirse un caudal másico de aire secundario al caudal másico de loshumos. La temperatura y la composición mezcladas de la mezcla aire secundario/humos después de la entrada del airesecundario deben calcularse a partir de la temperatura y la composición de los humos y del aire secundario. Para elcálculo adicional, deben calcularse las propiedades físicas (cp, R, ηA, Tp, λA) que dependen de la composición de lamezcla humos-aire secundario.

El cálculo, suponiendo un caudal de aire secundario determinado, debe realizarse repetidamente hasta que se cumplanlos requisitos de funcionamiento o hasta que se ha aspirado el tiro sobrante (Pz = Pze).

En el caso de aparatos de calefacción que consumen combustibles gaseosos con un desviador de tiro, sólo debe conside-rarse el aire secundario además del caudal másico de humos programado.

6.3 Valores básicos para el cálculo del aire secundario

6.3.1 Generalidades. La temperatura del aire secundario TNL debe tomarse como la temperatura del aire del espaciodel que se toma el aire.

La temperatura del aire exterior debe calcularse aplicando TL = Tuo (véase el apartado 5.7.1.3). Para calcular el caudalmásico de aire secundario deben utilizarse los valores de temperatura ambiente del apartado 5.7.1.3 para la validación ocomprobación del requisito de temperatura.

6.3.2 Cálculos de mezclas. El caudal másico después de la mezcla de aire secundario mM debe obtenerse aplicando lafórmula siguiente:

& & &m m mM NL= + en kg/s (47)

La temperatura de los humos después de la mezcla de aire secundario TM debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

+M

pA A NL pNL NL

pA NL pNLT

m c T m c T

m c m c=

⋅ ⋅ + ⋅ ⋅⋅ ⋅

& &

& &en K (48)

La concentración volumétrica CO2 y H2O después de la mezcla de aire secundario debe obtenerse aplicando la fórmulasiguiente:

σσ σ

σ σCO

H O CO

H O + H O M

NL L 2 NL

22 2

2

100

100 100b g b g b g

b g b g=⋅ ⋅ − ⋅

⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ −

&

& &

m R

m R m Ren % (49)

σσ σ

H O H O + H O

+ 2 M

2 NL L 2 NL

NL Lb g b g b g

=⋅ ⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅

& &

& &

m R m R

m R m Ren % (50)

El contenido de vapor de agua del aire secundario puede tomarse igual a 1,1%. Este valor corresponde a una humedadrelativa del 60% a 15 ºC.


EN 13384-1:2002 - 36 -

donde

cpA es el calor específico de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en J/ (kg.K);

cpNL es el calor específico del aire secundario J/kg.K);

&m es el caudal másico de humos antes de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

&mM es el caudal másico de humos después de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

&mNL es el caudal másico de aire secundario, en kg/s;

R es la constante de elasticidad de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en J/(kg.K);

RL es la constante de elasticidad del aire, en J /(kg.K);

TA es la temperatura de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en K;

TM es la temperatura de los humos después de la mezcla de aire secundario, en K;

TNL es la temperatura del aire secundario, en K;

σ(CO2) es la concentración volumétrica de CO2 de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en %.

σ(CO2)M es la concentración volumétrica de CO2 de los humos después de la mezcla de aire secundario, en %;

σ(H2O) es la concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) de los humos antes de la mezcla de aire secundario,en %;

σ(H2O)M es la concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) de los humos después de la mezcla de aire secunda-rio, en %;

σ(H2O)NL es la concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) del aire secundario, en %.

6.4 Presiones

6.4.1 Resistencia de presión para el suministro de aire con aire secundario (PBNL). Para las zonas sin aberturas deventilación, la resistencia de presión efectiva para el suministro de aire PBLN con aire secundario y potencia térmicanominal debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

P Pm

mBNL BNL= ⋅ +⋅

FHG

IKJ1

1 5&

&

,

βen Pa (51)

donde

&mNL es el caudal de aire secundario, en kg/s;

&m es el caudal de humos antes de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

β es la resistencia de presión efectiva del suministro de aire sin aire secundario (véase el apartado 5.11.3).


- 37 - EN 13384-1:2002

Si el aire para la combustión se transporta a través de aberturas o de tuberías de ventilación con sección transversalconstante en toda su longitud, PBNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

P SL

DwBNL EB BNL

B

hBB,n

n

BBNL2

= ⋅ ⋅ +FHGG

IKJJ∑ψ ζ ρ 2 (52)

donde

DhB es el diámetro hidráulico interior de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire combustión (véase elapartado 5.11.3), en m;

LB es la longitud de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión (véase el apartado 5.11.3),en m;

SEB es el coeficiente de seguridad de flujo para el suministro de aire (véase el apartado 5.11.3);

wBNL es la velocidad en las aberturas de ventilación o en las tuberías del aire de combustión teniendo en cuenta elaire secundario, en m/s;

ρB es la densidad del aire de combustión y del aire secundario (véase el apartado 5.11.3), en kg/m3;

ψBNL es el coeficiente de fricción o rozamiento de la tubería de las aberturas de ventilación o de la tubería del airede combustión teniendo en cuenta el aire secundario;

ζ B,nn∑ es la suma de los coeficientes de la resistencia local de las aberturas de ventilación o del suministro del aire

de combustión (véase el apartado 5.11.3).

Para la determinación del coeficiente de fricción de la tubería de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire decombustión teniendo en cuenta el aire secundario, ΨBNL debe utilizarse el apartado 5.10.2.2.

La velocidad en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión teniendo en cuenta el aire secundarioWBNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

wm m

ABNLNL

B B=

⋅ +⋅

βρ

& &(53)

donde

AB es la sección transversal de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión (véase elapartado 5.11.3);

&m es el caudal másico de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en kg/s;


β es la relación entre el caudal másico del aire de combustión y el caudal másico de los humos (véase el apartado5.11.3);

ρB es la densidad del aire secundario y de la combustión (véase el apartado 5.11.3), en kg/m3.


EN 13384-1:2002 - 38 -

6.4.2 Tiro necesario para los dispositivos de aire secundario (PNL). El tiro necesario para el registro regulador detiro PNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

P a a m a m S wNL 1 NL 2 NL E M+ M= + + ⋅ + ⋅⋅ ⋅ −02

2 321

2& & ζ

ρb g en Pa (54)

El tiro necesario para el desviador de tiro PNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

P Pm m

mWNLNL =

+FHG

IKJ

& &2

en Pa (55)

donde

a0 es el valor de entrada de referencia del regulador de tiro, en Pa;

a1, a2 son los valores característicos para los dispositivos de aire secundario (regulador de tiro) véase la tabla B.7 enel anexo A), en Pa/ (kg/s)2;

&m es el caudal másico de humos, en kg/s;


Pw es el tiro mínimo para el aparato de calefacción, en Pa;


wM es la velocidad de la mezcla de humos después de la mezcla de aire secundario, en m/s;

ρM es la densidad de la mezcla de humos después de la mezcla de aire secundario, en kg/m3;

ζ 2-3 es el coeficiente individual de resistencia para la entrada de aire secundario (véase nº 5 en la tabla B.7).

El valor de entrada de referencia del dispositivo de aire secundario αo debe obtenerse de la suma de las presiones desuministro necesarias para el generador de calor Pw y para la ruta de los humos hasta el dispositivo de aire secundario.

Para el regulador de tiro es válida la fórmula siguiente:

− para P PW FV1+ < 10 en Pa (56)

a0 10= en Pa

− y para P PW FV1+ ≥ 10 en Pa (57)

a P P0 = +W FV1 en Pa

donde

PFV1 es la resistencia de presión efectiva para la parte del tramo del conducto de unión situada antes del regulador detiro, en Pa;

PW es el tiro mínimo para el aparato de calefacción, en Pa.


- 39 - EN 13384-1:2002

6.4.3 Resistencia de presión para la parte del tramo de conducto de unión situada antes del dispositivo de airesecundario (PFV1). La resistencia de presión efectiva para la parte de tramo de conducto de conexión antes delregulador de tiro PFV1 debe determinarse de acuerdo con lo indicado en el apartado 5.11.2.

NOTA − Si el registro regulador de tiro está instalado en la chimenea, la sección de chimenea hasta dicho registro regulador de tiro puede tratarse comouna parte separada utilizando los datos apropiados para la chimenea. Para un desviador de tiro puede tratarse como una parte separada utili-zando los datos apropiados para la chimenea. Para un desviador de tiro, debe tomarse PFV1 = 0.

6.4.4 Requisito de presión con aire secundario. Para cada caudal másico de aire secundario, el tiro necesario a laentrada de los humos en la chimenea Pze debe determinarse y, luego, compararse con el tiro en este punto Pz.

Debe cumplirse la fórmula siguiente:

P P P P P P P PZ H R L BNL NL FV2 Ze= − − ≥ + + = en Pa (58)

donde

PBNL es el tiro necesario para el suministro de aire con aire secundario, en Pa;

PFV2 es la resistencia de presión efectiva para la parte de tramo del conducto de unión después del regulador de tiroo después del desviador de tiro, en Pa;


PNL es el tiro necesario para el regulador o el desviador de tiro, en Pa;

PR es la resistencia a presión de la chimenea, en Pa.

Para un regulador de tiro que esté situado en la chimenea por encima de la entrada de los humos, debe comprobarse elrequisito de presión después del regulador de tiro.

6.5 Requisito de temperatura con aire secundario

El requisito de temperatura a la salida de la chimenea debe probarse de acuerdo con los apartados 5.8 y 5.12, con laspropiedades físicas de la mezcla humos – aire secundario.


EN 13384-1:2002 - 40 -

ANEXO A (Informativo)

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA TÉRMICA

La resistencia térmica de una chimenea 1

ΛFHIK n puede determinarse se conocen los coeficientes de la conductividad

térmica de los materiales de construcción, y debería determinarse aplicando la fórmula siguiente:

1

21

ΛFHIK = ⋅

⋅⋅FHG

IKJ

LNMM

OQPP

+∑y

D D

Dh

n

h,n 1

h,nn

nλ

en m2.K/W (A.1)

donde


Dh,n es el diámetro hidráulico del interior de cada capa, en m;

y es el coeficiente de forma:

= 1,0 para secciones transversales redondas y ovaladas;

= 1,10 para secciones transversales cuadradas y rectangulares hasta una relación entre lados de 1:1,5;

λn

es el coeficiente de conductividad térmica del material de la capa a la temperatura de servicio (véase la tabla

B.5), en W/(m.K).

La influencia de los puentes térmicos en las chimeneas metálicas industriales debería tenerse en cuenta mediante unfactor que se describe en la Norma EN 1859.


- 41 -E

N 13384-1:2002

ANEXO B (Informativo)

TABLAS

Tabla B.1Valores para la determinación del caudal másico de los humos m, la constante específica de los gases R, el calor específico cp, el punto de rocío del

agua tp, el aumento del punto de rocío ∆Tsp, el coeficiente de conductividad térmica λA, y la viscosidad dinámica ηA de los humos (cp, λA y ηA a 400 ºC)

Datos característicos del combustible Coeficientes para el cálculo de los datos de los humos

Tipo decombustible

Hu VAtrmin VLminVH2O σ ( )CO2 máx. σ ( )SO2 máx. fm1 fm2

fR sincondensación

fR concondensación

fc0 fc1 fc2 fc3 fw fs1 fs2

kWh/kgkWh/m3

kWh/kgm3/kg

kWh/kgm3/kg

kWh/kgm3/kg

% % g%/(kWs) g/(kWs) 1/% 1/% J/(kgK%) J/(kgK2%) J/(kgK3%) 1/% % K K

coque 8,06 7,64 7,66 0,13 20,60 0,09 7,06 0,033 -0,0036 -0,0038 3,4 0,014 -0,000014 0,0046 1.235 99 7

antracita 9,24 8,37 8,55 0,44 19,05 0,10 6,23 0,036 -0,0028 -0,0033 5,6 0,014 -0,000013 0,0057 370 93 7

lignito 5,42 5,09 5,17 0,68 19,48 0,04 6,61 0,055 -0,0014 -0,0026 10,3 0,015 -0,000012 0,0083 149 80 7

RFO < 4% S 9,43 9,91 10,48 1,15 16,17 0,28 6,14 0,052 -0,0012 -0,0024 10,7 0,014 -0,000012 0,0082 142 94 7

RFO < 2% S 9,61 10,06 10,67 1,21 16,15 0,14 6,11 0,052 -0,001 -0,0023 11,0 0,014 -0,000011 0,0083 137 89 7

RFO < 1% S 9,74 10,17 10,79 1,25 16,09 0,07 6,07 0,052 -0,0009 -0,0022 11,2 0,014 -0,000011 0,0084 134 85 7

gasóleo domésticode calefacción

11,86 10,52 11,26 1,49 15,40 0,00 4,94 0,046 -0,0002 -0,0018 13,0 0,014 -0,000011 0,0093 111 0 0

queroseno 12,09 11,36 12,14 1,57 15,00 0,00 5,09 0,047 -0,0002 -0,0018 13,0 0,014 -0,000011 0,0093 111 0 0

gas natural H 10,03 8,67 9,57 1,86 12,00 0,00 3,75 0,053 0,0032 0,0002 23,0 0,015 -0,000007 0,0142 57 0 0

gas natural L 9,03 7,87 8,63 1,70 11,80 0,00 3,72 0,054 0,0033 0,0003 23,5 0,015 -0,000007 0,0144 56 0 0

gas licuado 26,67 22,46 24,51 4,10 13,80 0,00 4,20 0,049 0,0013 -0,0009 17,6 0,015 -0,000009 0,0116 77 0 0

madera (23,1% dehumedad)

3,70 3,44 3,45 0,80 20,50 0,00 6,89 0,076 0,0001 -0,0018 15,4 0,016 -0,000011 0,0111 90 15 0

madera (33,3% dehumedad)

3,12 2,98 2,99 0,86 20,50 0,00 7,08 0,090 0,001 -0,0013 18,5 0,016 -0,000010 0,0128 72 15 0

pelotas de madera 5,27 4,78 4,81 0,78 20,31 0,00 6,66 0,060 -0,001 -0,0024 11,6 0,015 -0,000012 0,0091 127 15 0

(Continúa)


EN

13384-1:2002- 42 -

Tabla B.1 (Continuación)

fm1 es el coeficiente para el cálculo del caudal másico de humos, en g⋅%/(kW⋅s);

fm2 es el coeficiente para el cálculo del caudal másico de humos, en g/(kW⋅s);

fR es el coeficiente para el cálculo de la constante gaseosa de los humos, en 1/%;

fc0 es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en J/(kg⋅K⋅%);

fc1 es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en J/(kg⋅K²⋅%);

fc2 es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en J/(kg⋅K³⋅%);

fc3 es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en 1/%;

fw es el coeficiente para el cálculo del contenido de vapor de agua de los humos, en %;

fs1 es el coeficiente para el cálculo del aumento del punto de rocío, en K;

fs2 es el coeficiente para el cálculo del aumento del punto de rocío, en K;

Hu es el contenido energético del combustible, en kWh/kg o en kWh/m3;

VAtrmin es la relación entre el volumen mínimo de humos secos y el volumen o la masa de combustible en condiciones normales (273,15 K, 101325 Pa), en m3/kg o en m3/m3;

VLmin es la relación entre el volumen mínimo del aire de combustión y el volumen o la masa de combustible en condiciones normales (273,15 K, 101325 Pa), en m3/kg o en m3/m3;

VH2O es la relación entre el volumen de vapor de agua en los humos y el volumen o la masa de combustible en condiciones normales (273,15 K, 101325 Pa), en m3/kg o en m3/m3;

σ ( )CO2 máx. es el contenido máximo de dióxido de carbono de los humos secos, en %;

σ ( )SO2 máx. es el contenido máximo de dióxido de azufre de los humos secos, en %.


- 43 -E

N 13384-1:2002

Tabla B.1 (Fin)

Aproximaciones donde

&

( )m

f

COf Q= +

FHG

IKJ ⋅

mm F

1

22σ

en g/s (B.1)

Q QFW

= ⋅100

ηen kW (B.2)

R R f CO= ⋅ + ⋅L R1 2σ ( ) en J/(kg⋅K) (B.3)

ct t f f t f t CO

f COpm m

2c c m c2 m

2

c3=

+ ⋅ + ⋅ + + ⋅ + ⋅ ⋅

+ ⋅

1011 0 05 0 0003

1

0 1 2

2

, , ( )

( )

e j σ

σ

en J/(kg⋅K) (B.4)

σ

σ

( )

( )

,H Of

CO

2

2

100

111=

++

w

en % (B.5)

pH O

pD L= ⋅σ ( )2

100en Pa (B.6)

tpp

D( )=

−−4077

23 6448236 67

,9

, ln,

en °C (B.7)

∆T f f Ksp s1 s2 f )= + ⋅ ln( en K (B.7)

λ A m= + ⋅0 0223 0 000065, , t en W/(m⋅K) (B.9)

ηA m m= ⋅ + ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅− − −15 10 47 10 20 106 9 12 2t t en N⋅s/m² (B.10)

&m es el caudal másico de los humos, en g/s;

σ ( )CO2 es el contenido de dióxido de carbono de los humos secos, en %;

QF es la potencia térmica del aparato de calefacción, en kW;

Q es el consumo calorífico del aparato de calefacción, en kW;

η W es el rendimiento del aparato de calefacción, en %;

R es la constante gaseosa de los humos, en J/ (kg.K);

RL es la constante gaseosa del aire = 288 J/ (kg.K);

cp es el calor específico de los humos, en J/(kg.-K);

tm es la temperatura media de los humos, en ºC;

σ ( )H O2 es el contenido de vapor de agua de los humos, en %;

pD es la presión parcial del vapor de agua, en Pa;

pL es la presión del aire exterior, en Pa;

tp es la temperatura del punto de rocío, en ºC;

∆Tsp es el incremento del punto de rocío, en K;

K f es el factor de conversión de SO2 en SO3, en %;

λ A es el coeficiente de conductividad térmica de los humos, en W/(m.K);

η A es la viscosidad dinámica de los humos, en N.s/m2.

NOTA − “fR sin condensación” debería utilizarse para las chimeneas que funcionan en condiciones secas.

“fR con condensación” debería utilizarse para las chimeneas que funcionan en condiciones húmedas.


EN 13384-1:2002 - 44 -

Tabla B.2Valores para las calderas de calefacción

Combustible Ecuación para PW, ηηηηW y σσσσ(CO2)

Coque

carbón mineral

briquetas de lignito

PW =

{ 15 ⋅ lg QN

- 70 + 50 ⋅ lg QN

80 Pa

en Pa para

en Pa para

para

100 kW <

QN ≤

QN ≤

QN>

100 kW

1 000 kW

1 000 kW

ηW = 68,65 + 4,35 ⋅ lg QN en % para QN ≤ 2 000 kW

σ(CO2) = { 9,5 %

4,1 + 2,7 ⋅ lg QN

para

en % para 100 kW <

QN ≤

QN ≤

100 kW

2 000 kW

Madera

(23,1% de humedad) PW =

{ 15 ⋅ lg QN

27 + 13 ⋅ lg QN

en Pa para

en Pa para 10 kW <calderas

especiales

QN ≤

QN ≤

50 kW

350 kW

ηW = 51,6 + 8,4 ⋅ lg QN en % para QN ≤ 1 000 kW

σ(CO2) = { 8,0 %

6,0 + 2,0 ⋅ lg QN

para

en % para 10 kW <

QN ≤

QN ≤

10 kW

1 000 kW

Combustibleslíquidos

y gaseosos

(con y sin

PW = { 15 ⋅ lg QN

- 47 + 38,5 ⋅ lg QN

en Pa para

en Pa para

QN ≤

QN>

100 kW

100 kW

quemador de tiroforzado)

ηW = { 85,0 + 1,0 ⋅ lg QN

88,0 %

en % para

para

QN ≤

QN>

1 000 kW

1 000 kW

σ(CO2) = { f

f Qx

x2 N

1

1− ⋅ lg

fx3

en % para

en % para

QN ≤

QN>

100 kW

100 kW


- 45 - EN 13384-1:2002

Tabla B.3Valores para la determinación de σ(CO2) utilizando quemadores de combustibles líquidos y gaseosos

Quemador de tiro forzado Quemador de tiro naturala

Combustiblefx1 fx2 fx3 fx1 fx2 fx3

Combustible líquido 11,2 0,076 13,2 - - -

Gas natural H 8,6 0,078 10,2 5,1 0,075 6,0

Gas licuado 10,0 0,080 11,9 5,9 0,079 7,0

aValores después del desviador de tiro.

Tabla B.4Valores típicos para la rugosidad media r de algunos materiales /construcciones del forro

Materiales del forroValores típicos para la rugosidad media

rm

acero soldado 0,001

vidrio 0,001

plástico 0,001

aluminio 0,001

revestimiento de conducto de arcilla cerámica 0,0015

ladrillos 0,005

metal con soldeo blando 0,002

hormigón 0,003

mampostería 0,005

metal corrugado 0,005


EN 13384-1:2002 - 46 -

Tabla B.5Coeficiente de conductividad térmica λ, densidad ρ y calor específico c de algunos materiales para chimeneas

Materialρρρρ

kg/m3

c

kJ(kg⋅⋅⋅⋅K)

t

ºC

λλλλ

W/(m⋅⋅⋅⋅K)

aluminio 2 800 0,88 – 160

acero 7 800 0,45 10 50

acero inoxidable 7 900 0,46 10 17

mampostería

ladrillos impermeables y clinker (véase la tabla A.1 de laNorma EN 1745:2002)

1 800 1,00 10 0,55

2 000 - - 0,64

2 200 - - 0,74

ladrillos macizos, ladrillos perforados (véase la tabla A.1de la Norma EN 1745:2002)

1 200 - 10 0,33

1 400 - - 0,40

1 600 - - 0,47

1 800 - - 0,55

unidades de silicato cálcico (véase la tabla A.2 de la NormaEN 1745:2002)

1 000 - 10 0,30

1 200 - - 0,36

1 400 - - 0,46

1 600 - - 0,61

1 800 - - 0,81

unidades macizas de hormigón ligero con otros áridosligeros (véase la tabla A.9 de la Norma EN 1745:2002) 800

-10 0,33

1 000 - - 0,41

1 200 - - 0,52

1 400 - - 0,66

1 600 - - 0,83

1 800 - - 1,08

bloques macizos de hormigón ligero con áridos de arcillaexpansiva (véase la tabla A.9 de la Norma EN 1745:2002).

800 - 10 0,25

1 000 - - 0,32

1 200 0,41

1 400 0,51

1 600 0,63

(Continúa)


- 47 - EN 13384-1:2002

Tabla B.5 (Fin)Coeficiente de conductividad térmica λ, densidad ρ y calor específico c de algunos materiales para chimeneas

Materialρρρρ

kg/m3

c

kJ(kg⋅⋅⋅⋅K)

t

ºC

λλλλ

W/(m⋅⋅⋅⋅K)

hormigón de áridos densos 2 400 1,00 10 1,72

yeso, mortero de cal (enlucidos), mortero de cemento calizo 1 800 1,00 10 0,93

forro de conducto /bloque de arcilla cerámica 1,00 20 1,000

2 000 0,92 200 1,100

fibra mineral 20 0,035

100 0,75 100 0,045

200 0,065

vidrio 20 1,070

2 200 0,80 100 1,200

200 1,370

PVDF (fluoruro de polivinilo) 20

1 800 0,96 a 0,190

150

PP (polipropileno) 900 1,70 - 0,220


EN 13384-1:2002 - 48 -

Tabla B.6Resistencia térmica de espacios de aire cerrados, en función de la anchura de espaciode aire dn y de la temperatura de la superficie de la pared emisora de calor (holguraanular concéntrica, dispuesta verticalmente). Resistencia térmica de espacios de aire

estancos, en función del espesor del espacio d y de la temperatura superficial de lapared emisora de calor (holgura anular concéntrica, dispuesta verticalmente)

Resistencia térmica (1/ΛΛΛΛ)n en m2·K/W

anchura del espacio de aire dn (m) 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

40 ºC 0,123 0,147 0,153 0,152 0,150

100 ºC 0,087 0,101 0,101 0,100 0,099

150 ºC 0,065 0,075 0,075 0,074 0,074

200 ºC 0,050 0,055 0,055 0,055 0,054

NOTA − El coeficiente eficaz o útil de conductividad térmica λn de los espacios de aire cerrados puede calcularse aplicando la fórmula siguiente:

λ nh,n

n

h,n n

h,n

ln = ⋅+

FHIK

FHG

IKJy

D D d

D2

1

2

Λ

en W/(m⋅K)

donde

y es el coeficiente de forma (véase el anexo A);

Dh,n es el diámetro hidráulico exterior de la pared interior que limita el espacio de aire, en m;

1

ΛFHIK

n

es la resistencia térmica del espacio de aire, en m2.K/W;

dn es la anchura del espacio de aire, en m.

Tabla B.7Valores característicos para reguladores de tiro grupo regulador de tiro

a1 a2grupo regulador de tiro

Pa⋅s/kg Pa⋅(s/kg)2

1 400 120 000

2 200 30 000

3 140 11 400

4 97 5 000

5 74 2 800

6 48 1 260

NOTA − Los datos para los valores característicos a1 y a2 se seleccionan por la categorización del regulador de tiro en uno de los seis grupos.

Con el fin de determinar en qué grupo se categoriza o clasifica un regulador de tiro, se necesita una curva de prestaciones. La curva de prestacio-nes se obtiene determinando el caudal volumétrico a través del regulador de tiro para los tres valores de presión de 5 Pa, 10 Pa y 40 Pa porencima del valor de entrada de referencia ao (como se determina a partir de los criterios de las ecuaciones (56) y (57)).

El regulador de tiro se asigna al valor de grupo para el cual todas las partes de la curva de prestaciones (los tres valores medidos de flujo) estánpor encima de una curva particular de grupo como se da en el anexo D.


- 49 - EN 13384-1:2002

Tabla B.8Coeficientes individuales de resistencia para algunas forma

Nº FormasDimensionesgeométricas Valores de ζζζζ

ángulo γ en º Ld/Dh ≥ 30 30 > Ld/Dh ≥ 2

10 0,1 0,1

30 0,2 0,3

45 0,3 0,4

60 0,5 0,7

1 90 1,2 1,6

Curva de 90º

R = Dh Ld/Dh ≥ 30 30 > Ld/Dh ≥ 2

0,5 1,0 1,2

0,75 0,4 0,5

1,0 0,25 0,3

1,5 0,2 0,2

2 2,0 0,2 0,2

codo

s (c

urva

s co

ntin

uas

o de

gaj

os a

90º

)

Se admiten las interpolaciones entre los parámetros citados.


EN 13384-1:2002 - 50 -

Tabla B.8 (Continuación)Coeficientes individuales de resistencia para algunas forma


Curva de 60º

R = Dh Ld/Dh ≥ 30 30 > Ld/Dh ≥ 2

0,5 0,6 1,0

0,75 0,3 0,4

1,0 0,2 0,3

1,5 0,2 0,2

3 2,0 0,1 0,1

tan a R= ⋅ ⋅ FHIK2

2

α

Curva de 90º

Nº de tramos o segmentos

a : Dh 2 × 45º 3 × 30º 4 × 22,5º

1,0 0,4 0,25 0,17

1,5 0,3 0,18 0,13

2,0 0,3 0,17 0,12

4 3,0 0,35 0,19 0,13

5,0 0,4 0,20 0,15



- 51 - EN 13384-1:2002



ángulo γ = 90º

& : &m m2 3 ζ2-3 ζ1-3

A3/A2 = 1,0 0,0 -0,92 0,03

0,2 -0,38 0,20

0,4 0,10 0,35

0,6 0,53 0,47

0,8 0,89 0,56

1,0 1,20 0,62

5

ángulo γ = 45º

& : &m m2 3 ζ2-3 ζ1-3

ram

ales

(te

s) c

on f

lujo

con

verg

ente

A3/A2 = 1,6 0,0 -0,92 0,03

0,2 -0,42 0,16

0,4 0,04 0,17

0,6 0,22 0,06

0,8 0,35 -0,18

1,0 0,35 -0,53

condición: W 3



EN 13384-1:2002 - 52 -


Nº Formas Dimensionesgeométricas

Valores de ζζζζ

Fórmula para calcular los coeficientes individuales de resistencia sobre composicionesa:

-1 ζ γ γ2 32

3

22

3

23

2

3

2

23

2

13

20 1 1 0 8 1 1−

−

= − −FHG

IKJ −FHGIKJFHG

IKJ + −

FHGIKJ

FHGG

IKJJ − −FHGIKJ

FHGG

IKJJ ⋅

L

NMM

O

QPP,92

&

&

&

&,2 cos , cos

m

m

m

m

A

A

A

A

A

A

A

A

+ −FHGIKJ

FHGG

IKJJ ⋅ −FHG

IKJ

−

2 13

2

12

3

2

3

A

A

m

m

m

m

&

&

&

&;

ζ γ1 32

3

22

3

23

2

3

2

1

0 03 1 1 1 62 0 38 1−

−

= −FHG

IKJ −FHGIKJ +

FHG

IKJ − −

FHGIKJ

FHGG

IKJJ

L

NMM

O

QPP,

&

&

&

&, cos ,

m

m

m

m

A

A

A

A -1

+ −FHGIKJ

FHGG

IKJJ ⋅ −FHG

IKJ

−

2 13

2

12

3

2

3

A

A

m

m

m

m

&

&

&

&;

con A

A

m

m3

2

2

31 1 0 90≥ ≤ ≤ < ≤;

&

&, ; º 0 0º γ

Para A

A3

21< la resistencia individual de la composición puede determinarse como la suma de la resistencia individual

de una constricción de la sección transversal (véase nº 6 respectivamente nº 8) y una composición A

A3

21= .

a De acuerdo con Gardil.



- 53 - EN 13384-1:2002



A2 :A1

0,4 0,33

6 0,6 0,25

0,8 0,15

sobre un borde deentrada redondeado

ζ = 0condición: W 2

A1:A2

0 1,0

0,2 0,7

7 0,4 0,4

0,6 0,2

0,8 0,1

1,0 0condición: W 1

A2 :A1 γ = 30º γ = 60º γ = 90º

part

es d

e tr

ansi

ción

(va

riac

ione

s de

sec

ción

)

0,10 0,05 0,08 0,19

0,25 0,04 0,07 0,17

8 0,45 0,05 0,07 0,14

1,0 0,0 0,0 0,0

condición: W 2


EN 13384-1:2002 - 54 -


Nº Formas Dimensiones geométricas Valores de ζζζζ

9

plat

o su

peri

or

H/Dh

0,5

1,0

1,5

1,0

10

terminación del conducto (PL = 0) deacuerdo con el proyecto de NormaprEN 1856-1

1,6

11

term

inal

es (

term

inac

ione

s)

terminal del conducto de aire aerodiná-mico para chimeneas a presión positivay aparato estanco en sala (PL = 0) deacuerdo con el proyecto de NormaprEN 1856-1

5,2

(ζentrada = 3,2)

(ζsalida = 2,0)


- 55 - EN 13384-1:2002

Tabla B.8 (Fin)Coeficientes individuales de resistencia para algunas forma


12

ram

ific

acio

nes

o bi

furc

acio

nes

γ ≈ 60°

A

A3

21=

A

A3

10 5= ,

&

&

m

m3

21=

&

&,

m

m3

10 5=

0,5

13

ram

ific

acio

nes

o bi

furc

acio

nes

γ ≈ 60°

A

A3

21=

A

A3

10 5= ,

&

&

m

m3

21=

&

&,

m

m3

10 5=

2,6


EN 13384-1:2002 - 56 -

ANTEXO C (Informativo)

LA SALIDA DE LA CHIMENEA CON RESPECTO A LOS EDIFICIOS ADYACENTES

Leyenda

1 Chimenea2 Edificio

Fig. C.1 −−−− Posición de la salida de la chimenea (véase el texto)

Una salida de la chimenea se considera que está dentro de la influencia de un edificio adyacente cuando:

− la distancia horizontal L entre la salida y el edificio es inferior a 15 m; y

− el edificio, como visto desde la salida de la chimenea, se extiende o abre sobre un ángulo horizontal α de más de 30º; y

el límite superior del edificio, como visto desde la salida de la chimenea, se eleva más de 10º por encima delhorizonte (ángulo β).


- 57 - EN 13384-1:2002

ANEXO D (Informativo)

CURVAS LÍMITES DE LA CLASIFICACIÓN PARA EL REGULADOR DE TIRO

Leyenda

A Grupo de reguladores de tiroX Desviación típica en PaY Caudal volumétrico, en m3/hZ Caudal másico de los humos, en g/s

Fig. 1 −−−− Curvas límites de la clasificación para el regulador de tiro


EN 13384-1:2002 - 58 -

BIBLIOGRAFÍA

EN 1745:2002 − Fábrica de albañilería y componentes para fábrica. Métodos para determinar los valores térmicos deproyecto.

prEN 12391-1 − Chimeneas. Chimeneas metálicas. Parte 1: Norma de ejecución.


- 59 - UNE-EN 13384-1

ANEXO NACIONAL (Informativo)

Las normas que se relacionan a continuación, citadas en esta norma europea, han sido incorporadas al cuerpo normativoUNE con los siguientes códigos:

Norma Europea Norma UNE

EN 1443:1999

EN 1745:2002

EN 1859:2000

CR 1749:2001

UNE-EN 1443:2000

UNE-EN 1745:2002

UNE-EN 1859:2000

UNE-CR 1749:2001


Dirección C Génova, 6 Teléfono 91 432 60 00 Fax 91 310 40 3228004 MADRID-España


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