El artículo profundiza en el diseño del sistema de ventilación y extracción de humos para el aparcamiento de autobuses de nueva energía en la calle Xietu de Shanghái. Ubicado en un complejo urbano de gran altura, el proyecto aborda los desafíos únicos de albergar autobuses eléctricos optimizando el espacio, mejorando la seguridad contra incendios y garantizando operaciones energéticamente eficientes. Las consideraciones clave incluyen la reducción del ruido, la gestión de la calidad del aire y los sistemas automatizados de respuesta ante incendios, lo que hace que esta instalación sea respetuosa con el medio ambiente y tecnológicamente avanzada. Descubra cómo la ingeniería innovadora cumple con los estrictos estándares ambientales y de seguridad urbana de esta infraestructura de transporte de vanguardia.
01 Antecedentes y objetivos del diseño
El Centro Internacional de Innovación en Ciencia y Tecnología Médica de Shanghái, sede de la Estación de Autobuses Eléctricos de la Calle Xietu de Shanghái, representa una iniciativa pionera en infraestructura urbana: un avanzado estacionamiento de varias plantas para autobuses eléctricos, ubicado en el corazón de la ciudad. Este proyecto no solo aborda la apremiante necesidad de soluciones eficientes para el transporte público, sino que también integra consideraciones esenciales de seguridad y medio ambiente.
Al desarrollar los sistemas de gestión de escape y humo, así como los mecanismos de admisión y distribución de aire fresco, reconocimos la necesidad de optimizar la capacidad del garaje para albergar una flota creciente de autobuses eléctricos. Para maximizar el espacio, el diseño evita subdividir la estructura en unidades de protección contra incendios independientes. El sistema de ventilación cuenta con control manual y automático temporizado, mientras que el sistema de extracción de humos se activa de forma automática o manual. Dada la ubicación central del garaje, las estrategias de mitigación de ruido son fundamentales. Por lo tanto, seleccionamos sistemas de ventilación silenciosos y energéticamente eficientes, lo que garantiza la automatización de las operaciones para optimizar el ahorro energético. Analicemos a fondo las consideraciones clave que guiaron este proyecto.
02 Principios y consideraciones de diseño
Ventilación: Descarga de calor residual y gases de escape
El objetivo principal del sistema de ventilación del aparcamiento de autobuses eléctricos es expulsar eficientemente el calor residual y los gases de escape nocivos que producen las instalaciones de carga, las baterías y los cables de carga durante su funcionamiento. De acuerdo con los estándares de la industria, establecimos que la temperatura ambiente de trabajo de los equipos eléctricos no debe superar los 40 °C. Para garantizar la seguridad y un rendimiento óptimo, nuestro diseño incorpora un sistema de ventilación con una frecuencia mínima de seis cambios de aire por hora, lo que gestiona eficazmente la carga térmica y mantiene un entorno higiénico.
Escape de humo: protección contra emisiones tóxicas
En el desafortunado caso de incendio, especialmente durante la carga de un vehículo eléctrico, la combustión de componentes y cables eléctricos puede generar humo tóxico, lo que dificulta las operaciones de rescate. Los extintores de polvo seco tradicionales suelen ser inadecuados para este tipo de incendios, lo que subraya la necesidad de contar con medidas preventivas sólidas. Nuestro diseño no solo incluye un sistema automático de alarma contra incendios e iluminación de emergencia, sino que también integra un sistema de extracción de humo que se activa junto con los sistemas de detección de incendios. Esto garantiza una evacuación rápida y minimiza los riesgos asociados a la exposición al humo tóxico.
Cómo evitar divisiones de unidades ignífugas
Dividir el aparcamiento en unidades ignífugas más pequeñas, normalmente de no más de 1,000 m², puede dificultar los protocolos de seguridad y reducir la capacidad de aparcamiento, además de incrementar los costes debido a los sistemas adicionales de extracción de humos. En su lugar, nuestra estrategia consiste en seguir la normativa de protección contra incendios establecida para garajes, lo que permite divisiones ignífugas de hasta 2,000 m². Este enfoque simplifica el diseño, mejora la seguridad y optimiza el espacio para las operaciones de autobuses eléctricos.
Sistemas de control de ventilación y extracción de humos
Para mantener la calidad del aire y mitigar el riesgo de incendio, el sistema de ventilación del garaje está diseñado para expulsar continuamente el calor residual y los gases de escape. Se han implementado mecanismos de control para un funcionamiento continuo: los extractores se activan mediante controles automáticos manuales o temporizados y se conectan con los ventiladores de entrada de aire. En caso de incendio, los extractores de humo pueden activarse manualmente o automáticamente mediante el sistema de alarma contra incendios, lo que garantiza una respuesta coordinada que prioriza la seguridad.
Protección Ambiental y Eficiencia Energética
Dado el entorno urbano de la estación de autobuses eléctricos, el ruido operativo, aunque significativamente menor que el de los vehículos de combustible tradicional, sigue siendo una preocupación para los residentes. Por ello, priorizamos la selección de ventiladores de bajo ruido, manteniendo al mismo tiempo niveles de ventilación adecuados. Para minimizar aún más la contaminación acústica, el diseño incluye medidas de aislamiento de vibraciones y acústico, junto con tratamientos de absorción acústica para las salas de ventiladores. Además, nuestras estrategias de ahorro energético se ven reforzadas por la implementación de un sistema de funcionamiento automático temporizado de los ventiladores, lo que promueve la sostenibilidad y garantiza el cumplimiento de las normas comunitarias.
03 Descripción general del proyecto y configuración del sistema
Alcance del proyecto y parámetros clave
Ubicado en el Centro Internacional de Innovación en Ciencia y Tecnología Médica de Shanghái, el Aparcamiento de Autobuses de Xietu Road es un ambicioso complejo de gran altura diseñado para satisfacer la creciente demanda de infraestructura de transporte de nueva energía en la ciudad. Ubicado en el distrito de Xuhui, cerca del Hospital Zhongshan y de zonas residenciales, este complejo está sujeto a estrictas normas ambientales y de control de ruido. El edificio cuenta con 26 plantas sobre rasante y tres plantas subterráneas, alcanzando una altura de 120 metros. Con una superficie total planificada de 25,109.8 m², el proyecto cuenta con una impresionante superficie de construcción de 174,240 m².
El aparcamiento ocupa una superficie considerable de 85,340 m², divididos entre 58,100 m² sobre el nivel del suelo y 27,240 m² subterráneos. Esta instalación está diseñada específicamente para albergar tanto coches convencionales como autobuses de nueva energía. Las plantas subterráneas tienen capacidad para 794 coches, mientras que las plantas bajas están reservadas para 260 autobuses de nueva energía con infraestructura de carga avanzada. La innovadora estrategia de aparcamiento, denominada "construir cuatro y aparcar cinco", maximiza el espacio en cuatro plantas, todas ellas equipadas para la carga de vehículos eléctricos.
Sistemas de ventilación y extracción de humos: un enfoque estratégico
Configuración del sistema del primer piso
El aparcamiento de la primera planta, diseñado para autobuses de nueva energía, tiene una altura libre de 5.65 m y una altura neta de 5.45 m. Esta planta se divide en tres zonas clave contra incendios: las plantas 1F-3 y 1F-4 están destinadas al aparcamiento de autobuses, mientras que la planta 1F-5 alberga un taller de mantenimiento e instalaciones de gestión. Cada zona está equipada con sistemas de ventilación mecánica y extracción de humos adaptados a las necesidades específicas de seguridad contra incendios de la zona.
Configuración del sistema del segundo y tercer piso
En la segunda y tercera planta, los autobuses de nueva energía se alojan en espacios de estructura similar, con una altura de planta de 5.65 m y una altura neta de 5.25 m. Estos niveles se dividen en múltiples zonas de protección contra incendios para optimizar la seguridad. Cada zona cuenta con sus propios sistemas de ventilación mecánica y extracción de humos. La segunda planta también incluye una oficina de gestión y un centro de despacho, mientras que la tercera planta se divide en dos zonas de protección contra incendios para garantizar medidas de seguridad integrales.
Configuración del cuarto piso y del techo
La cuarta planta continúa la temática con dos zonas de protección contra incendios y, al igual que las plantas inferiores, está equipada con ventilación mecánica y sistemas de extracción de humos. La azotea sirve como aparcamiento al aire libre para autobuses, con estaciones de carga. Esta disposición permite una óptima circulación del aire, especialmente para el funcionamiento de vehículos eléctricos.
Capacidad de ventilación y extracción de humos y selección de ventiladores
Cálculo del volumen de ventilación y extracción de humos
Para garantizar un flujo de aire eficiente, los sistemas de ventilación y extracción de humos se diseñaron con precisión. Para las plantas primera a cuarta, la ventilación se calcula con base en una altura de 3 metros y una frecuencia de seis renovaciones de aire por hora. El volumen de aire de diseño del ventilador incorpora un factor de fuga de 1.1, mientras que la entrada de aire fresco se calcula en el 85 % del volumen de extracción. El volumen de extracción de humos se determina según las normas de protección contra incendios para estacionamientos, y cada unidad ignífuga actúa como una mampara antihumo. Los extractores de humos cuentan con un factor de fuga adicional de 1.2 por seguridad, y el suministro de aire se ajusta al 50 % del volumen de extracción de humos calculado.
Selección de ventiladores e integración de sistemas
La selección de ventiladores, tanto para la ventilación como para la extracción de humos, fue crucial. Cada unidad ignífuga, del primer al cuarto piso, utiliza un ventilador centrífugo de gabinete de doble propósito y bajo nivel de ruido. Los motores de los ventiladores de extracción/extracción de humos están montados externamente, mientras que los ventiladores de entrada de aire fresco tienen motores integrados. Para mayor seguridad, los ventiladores funcionan con un sistema dual, que utiliza fuentes de alimentación tanto convencionales como de protección contra incendios. Los modelos de ventiladores se seleccionan según los requisitos de diseño para la entrada de aire fresco, la extracción, el suministro de aire y la extracción de humos, lo que garantiza un rendimiento óptimo en todas las unidades ignífugas.
Control y automatización: mejora de la eficiencia y la seguridad
El sistema de ventilación de la cochera de autobuses eléctricos está diseñado tanto para el funcionamiento diario como para situaciones de emergencia. En condiciones normales, los ventiladores de extracción y admisión se controlan mediante mecanismos automáticos de arranque y parada temporizados o controles manuales. En caso de incendio, los ventiladores de extracción de humos y de suministro de aire se activan mediante una combinación de sistemas manuales y automáticos, ya sea manualmente en la obra o automáticamente a través del sistema de alarma contra incendios. Cada unidad de protección contra incendios está equipada con sistemas independientes de ventilación y extracción de humos, compartidos por toda la instalación. Se emplean ventiladores de doble velocidad para una ventilación normal, que cambian a modo de alta velocidad para la extracción de humos en caso de incendio.
04 Estándares de ahorro energético y equipamiento para aparcamientos de autobuses de nueva energía
Sistemas de aire fresco para la salud y la higiene
Para garantizar la seguridad y el confort, el sistema de ventilación del aparcamiento de autobuses eléctricos está diseñado para eliminar el calor residual y los gases de escape nocivos de las operaciones de carga. El sistema de ventilación está diseñado para gestionar al menos seis renovaciones de aire por hora, lo que garantiza que el entorno de trabajo, tanto para los conductores como para los equipos eléctricos, se mantenga por debajo de los 40 °C. Los sistemas de admisión de aire fresco también están configurados para suministrar al menos el 80 % del volumen de escape, garantizando así una calidad óptima del aire interior. Se utiliza la admisión de aire natural siempre que sea posible, pero en las zonas donde no es viable, se instalan sistemas de admisión de aire mecánicos para cumplir con las normas de salud y seguridad.
Medidas de reducción de ruido y aislamiento de vibraciones
Dada la ubicación del aparcamiento de autobuses en la densamente poblada zona de Xietu Road, la reducción del ruido es crucial. El diseño limita el ruido a no más de 45 dB(A) durante el día y 35 dB(A) por la noche. Dado que las instalaciones comparten espacio con el Centro Internacional de Innovación en Ciencia y Tecnología Médica, estos límites son aún más estrictos en ciertas áreas: 35 dB(A) durante el día y 30 dB(A) por la noche. Para cumplir con estos estrictos estándares, el proyecto emplea cajas de ventiladores centrífugos de bajo ruido, bases amortiguadoras de vibraciones y soportes de suspensión con resortes para minimizar el ruido y la vibración de los equipos. También se instalan silenciadores en las entradas y salidas de los ventiladores, y se aplican medidas de insonorización en las salas de ventilación para garantizar su cumplimiento.
Eficiencia Energética: Optimización del Sistema de Ventilación
De acuerdo con los estándares de ahorro energético de China, los ventiladores seleccionados no solo cumplen con los requisitos de volumen y presión de aire, sino que también minimizan el consumo de energía. Dada la alta demanda de ventilación de la cochera de autobuses eléctricos (más de 10 000 m³/h), el consumo de energía (W) de los ventiladores se mantiene por debajo de 0.27 W/(m³/h), cumpliendo con los estrictos estándares de eficiencia. El diseño actual alcanza valores de consumo de energía de entre 0.245 y 0.250 W/(m³/h), lo que garantiza un funcionamiento eficiente. Los sistemas de control automatizados permiten que los ventiladores funcionen sincronizados con la entrada de aire fresco, reduciendo aún más el consumo de energía y garantizando un rendimiento óptimo.
En conclusión, el diseño de ventilación y extracción de humos del Aparcamiento de Autobuses de Nueva Energía de Xietu Road demuestra un enfoque vanguardista para la infraestructura urbana, que equilibra la seguridad, la sostenibilidad ambiental y la eficiencia operativa. Al integrar sistemas avanzados de ventilación, medidas de reducción de ruido y tecnologías de ahorro energético, la instalación no solo garantiza la seguridad y el confort de sus ocupantes, sino que también cumple con los altos estándares requeridos para la operación de autobuses eléctricos en un entorno urbano denso. Este proyecto ejemplifica cómo la ingeniería moderna puede abordar eficazmente las demandas del transporte de nuevas energías, cumpliendo a la vez con estrictas normativas de seguridad y medio ambiente.
