Ventilación natural en hangares con cerramiento permeable

Abstract

La ventilación industrial permite controlar factores como presencia de compuestos tóxicos, temperatura o humedad excesiva, presencia de polvo o impurezas, existencia de agentes explosivos o inflamables, entre otros, manteniendo el confort térmico y la prevención de fuego o explosiones, siendo la ventilación natural la alternativa que optimiza la economía en equipos y consumo de energía. Se analizó el proceso de ventilación natural de un hangar de grandes dimensiones, mediante estudio experimental en túnel de viento y modelado numérico de un modelo reducido, escala 1:50, de baja permeabilidad y aislación térmica. Se examinaron movimientos de masas de aire por convección natural, para distintos niveles de permeabilidad, sin intervención del viento atmosférico exterior; y posteriormente sometido a viento de capa límite atmosférico en túnel de viento. El modelado numérico se realizó con flujo laminar y estacionario, utilizando software de código libre y abierto OpenFOAM aplicando el procedimiento del método de volúmenes finitos, evaluándose distintas geometrías de mallas para representar adecuadamente las configuraciones de las permeabilidades adoptadas. La utilización de coeficientes de presión según normas para determinar caudales evidenció importantes limitaciones; la disposición con ambas filas de aberturas abiertas exteriorizó líneas de corriente con mínima recirculación y caudales superiores. Los resultados numéricos fueron consistentes con los experimentales.

Industrial ventilation allows control factors such as presence of toxic compounds, excessive temperature or moisture, dust or impurities or even explosive or flammable agents, thus maintaining thermal comfort or preventing fire or explosion, being natural ventilation the very first choice for its evident resource economy and least energy consumption when implementing it. The ventilation process of a large size hangar was analyzed by means an experimental numerical research in a reduced prototype having a 1:50 scale and low permeability on their walls and a very low thermal insulation. Air mass motion by natural convection was researched for different permeability levels with no external atmospheric wind involvement at first and later subjected to external wind simulated into boundary wind tunnel. Numerical test made on hypothesis of laminar steady flow with open free code OpenFoam by means finite volume method, assessing different mesh settings in order to depict different openings adopted. By Using pressure coefficients according standard at determining flow showed strong limitations; opening arrangements having both rows opened threw more intense ventilation but ordered. Numerical results were consistent with the tested ones.