Proteção contra Fumaça1. Introdução

2. Função de Sistemas de Controle de Fumaça

3. Barreiras de Fumaça e Aberturas

4. Extração Natural e Mecânica de Fumaça

5. Sprinkler e Sistemas de Controle de Fumaça5. Sprinkler e Sistemas de Controle de Fumaça

6. Normas e Instruções Construtivas na Alemanha

Perigo de fumaça

Fumaça causa 90% de mortos em um incêndio• Valor de 90% inclui as pessoas que morem por fumaça antes de queimar pelo fogo• Causas de morte: sufocamento, gases tóxicos, gases quentes (queimar dos pulmões) • Formação de muita fumaça já no início de um incêndio• Rápida divulgação, também nos caminhos de emergência (na falta de sistemas de proteção)• Na prática: depois de 15 minutos, baixas chances de sobreviver

Exemplo 1: caixa de papelão numa garagem (15m² x 2. 5m)• Impossível de respirar, difícil parar respiração para chegar nos fundos da garagem (3-4m)• Péssima visibilidade de < 0.2m => difícil enxergar e tirar a caixa

Exemplo 2: cesto de lixo • Quantidade de fumaça: 50m³• Péssima visibilidade de < 0.5m, respiração impossível

Europa: proteção contra fumaça relativamente novo:Até ano 1990: não se falava de fumaça (só de fogo), norma DIN EN 12101 do ano 2000

Objetivos de proteção contra fumaça na Europa

Objetivos principais do governo• Proteção de pessoas: resgate próprio, depois resgate através terceiros• Apoio para o combate contra incêndio• Proteção de propriedade, redução de destruição • Proteção de ambiente

Também: aumento da eficiência de combate contra incêndio

Hoje em dia: menos incêndios, mas mais danos (em di nheiro) por incêndio

Objetivos da iniciativa privada• Garantir funcionamento de produção / prestação de serviços no caso de incêndio• Redução de estoque de segurança obrigatório (ex. industria automobilística)• Redução de custos de seguros • Recebimento de certificado pelos montadoras (ex.: exigência na industria automobilística)

Formação de zonas definidas de fumaça- Limitação de fumaça para áreas definidas

Caminhos seguros de emergência através de zonas de baixa concentração

Direcionamento de fumaça através sistemas de exaust ão e barreiras- Também para zonas de alturas maiores e quando tiver correntes horizontais

Objetivos específicos de sistemas de controle de fu maçaObjetivos específicos de sistemas de controle de fu maça

Acesso seguro e livre para o equipe de combate cont ra incêndio - Zona de baixa concentração e boa visibilidade

Redução de risco de Flash Over - Exaustão de gases inflamáveis

Vantagens econômicos - Redução de aberturas e vãos para entrada de ar limpo e saída de fumaça

Função de Sistemas de Controle de FumaçaControle de Fumaça

Sem sistema de controle de fumaça: diluição de fumaça pelos bombeiros

Princípio• Único maneira de tirar fumaça: quebrar janelas/paredes• Máquinas de ventilação de ar limpo• Prédios: primeiro escadas (quebrar janelas em cima)

Desvantagem• Turbulências de fumaça, divulgação na área inteira• Falta de camada definida de baixa concentração• Péssima visibilidade, concentração de fumaça inestimável => dificulta resgate e combate• Processo de diluição devagar => perda de tempo, risco de vida para pessoas presas no prédio

Com sistema de controle de fumaça

Princípio• Aberturas para entrada de ar limpo e saída de fumaça

• Barreiras de fumaça para direcionar e prender a fumaça

• Extração mecânica: tirar fumaça através de ventiladores

• Uso de um existente sistema AC possível

•Tampas de fogo necessário, fechamento automático•Tampas de fogo necessário, fechamento automático

• Extração natural: tirar através de aberturas no telhado/paredes

• Uso de efeito de chaminé

Vantagens• Baixas turbulências, corrente de ar e fumaça direcionado

• Camada definida e estável de baixa concentração de fumaça, boa visibilidade

• Estabilidade térmica (frio em baixo, quente em cima) => menos risco de gases quentes

• Resgate próprio e resgate através terceiros (ex. bombeiros) mais fácil

• Rápido combate contra incêndio possível

Formação de uma camada estável de baixa concentraçã ode fumaça

Sem camada estável de baixa concentração• Baixa visibilidade, difícil fugir e combater o incêndio

• Gases quentes em todo lugar

• Alto risco de flash-over: ignição espontânea (chamas 3-5m)

• Condição: alta temp. e concentração de gás não queimados

Com camada estável de baixa concentração• Boa visibilidade, baixas temperaturas em baixo

• Pequeno risco de flash-over

Requisitos: • Suficiente aberturas para entrada de ar e saída de fumaça

• Barreiras de fumaça para prender e direcionar a fumaça

Barreiras de Fumaça e AberturasAberturas

Barreiras de fumaça: definição e função

Definição segundo DIN EN 12101-1 • Parte de um sistema de extração de fumaça e de calor• Barreiras fixas e barreiras moveis: mesma função, mesmas exigências• Função: prender fumaça numa zona definida, direcionar fumaça para um sentido definido

• Definição: altura entre face superior de chão e face inferior da camada da fumaça

• Influências: dimensionamento das aberturas para entrada de ar limpa e saída de fumaça, altura da barreira

Exemplo: veja desenho: • Cálculo: 8m – 2m = 6m

• Mínimo: 2.5m para fuga de pessoas

• Mínimo 1m entre abertura de ar limpa e face inferior da camada de fumaça

Determinação da altura da camada de baixa concentra ção

1 ,0

d > 2 ,5

2 ,0

4 ,0

8 ,0

• Exigência: suficiente aberturas necessárias

Influência da altura da barreira de fumaça

• Maior altura de barreira => menos área necessária

• Calculo exato das aberturas via programa => dependendo da arquitetura e dos materiais inflamáveis

• Aberturas para ar limpo 1.5 vezes maior que para fumaça

• Áreas aerodinâmicas: fatores de 0.9 - 0.2=> janela basculante: fator de 0.2-0.3

Entradas de ar limpo

Abe

rtur

as (

m²)

60

70

80

Saídas de fumaça

=> janela basculante: fator de 0.2-0.3 => janelas que abrem 100%: fator 0.8 – 0.9

• Problema na pratica: áreas suficientes para as aberturas

• Aberturas são caras (controle, acionamento, manutenção)=> barreira mais alta é mais econômica=> limitação via altura de teto e da entrada de ar limpo

Barreira de 1,5m Barreira de 3,5m

Abe

rtur

as (

m²)

0

10

20

30

40

50

EstádioEstádio Shopping Shopping -- CenterCenter MuseuMuseu

Exemplos para sistemas de controle de fumaça

MetroMetro Prédio IndustrialPrédio Industrial

Exemplos para barreiras têxteis de fumaça

Fábrica de vidro (Moscou)Fábrica de vidro (Moscou) Estação de trem (Berlim)Estação de trem (Berlim) Produção de aço Produção de aço ((EisenhuettenstadtEisenhuettenstadt))

Shopping Center (Praga)Shopping Center (Praga)

Extração Natural e Mecânica de Fumaçade Fumaça

• Suficiente aberturas (no telhado) para a saída de fumaça

• Abrir pneumaticamente (CO2, N2, ar comprimido) ou via motores elétricos

• Nota: material de tubos: aço inox ou cobre

• Tem quer ser possível abrir através de um acionador e manualmente

ar fresco

Função principal de extração natural de fumaça

Uso de um controle central• Controle central: supervisar e controlar o prédio inteiro; com conexão direito para os bombeiros, painéis

• Com extração natural: Normalmente não necessário

• Obrigatório para alguns prédios especiais (ex. hospitais, teatros, aeroportos, outros prédios públicos)

• Uso facultativo (ex. prédios industriais e comerciais): significativamente mais flexibilidade na arquitetura

Nota: • 90% de sistemas de controle de fumaça usam a extração natural de fumaça

• Cidades com muitos prédios altos: 70%

Vantagens de extração natural de fumaça: simples

Alvará (permissão de uso)• Fácil teste de funcionamento

Operação• Treinamento não necessário• Treinamento não necessário

Controle de funcionamento• Aberturas de ar limpo estão acessíveis

• Aberturas de saídas de fumaça sem barreiras

• Selos, tubos: sem avarias

• Acionador (botão, controle) acessível

Manutenção• Anualmente de uma empresa especializada

Exemplo: extração natural de fumaça com telhado pla no• Extração natural de fumaça funciona relativamente bem

• Abrir manualmente e automaticamente através de acionador de emergência (segundo LBO)

• Importante: também no térreo do prédio, acionador de emergência necessário (segundo LBO)

• Acionador pneumaticamente ou através de motor elétrico

Exemplo: extração natural de fumaça na área de esca das

Janela basculante ou correr: útil em cima da área das escadas

Tijolos de vidro: inútil- sem ventilação, difícil quebrar - sem visibilidade por causa de fuligem

Notas• Instruções de construção (segundo LBO): mínimo 1m² em cima da área das escadas

• Escadas de madeira são muito perigosas

• Solução: segundo caminho de emergência ou ótima ventilação

• Alimentação elétrica necessária (alimentação de emergência)

• Fios resistentes contra fogo e calor

• Controle central de incêndio obrigatório e necessário (tampas de fogo tem que fechar automaticamente)

• Entrada de ar limpa naturalmente ou via ventiladores (ventiladores resistentes até 600°C)

• Obrigatório (segundo LBO): áreas no subsolo, prédios freqüentados, prédios de pouco espaço na vizinhança

Extração mecânica de fumaça: uso de ventiladores

Ventiladores separados

• Desvantagem: caro

• Vantagem: bem controlável

Ventilador central no telhado (uma seção)

Ventilador central na parede (duas seções)

EFCExtração de

fumaça e calor

EF-NExtração natural

de fumaça

EF-MExtração mecânica

de fumaça

EF-PExtração de fumaça com pressurização (escadas)

ECExtração de calor

Comparação de métodos de extração de fumaça e calor

de fumaça de fumaça pressurização (escadas) de calor

ControleFiosEnergiaBarreiras de fumaçaAberturas

Ventilador

Controle central (BMA)ControleFiosTubosTampas de fogoEnergiaBarreiras de fumaçaAberturas

Ventilador

Controle centralControleFiosTubosTampasEnergiaSaídas de arFechamento de portasAberturas

Áreas fundíveisÁreas destrutíveis

Nota EC:

• EF não consegue tirar calor

• Mais aberturas depend. de calor

• Material quebrar, sem queimar

• Antigamente muito usado

Sinal de detector de fumaça

Elevadores: transporte de evacuação, todos para térreo

No piso de incendio: fechamento de portas (T30, T90)

Ativar de pressurização na área das escadas

Abrir janela no piso de incêndio

Função de sistema completo de controle contra fumaç a

HM

- Sinal para contole central

- Ligamento de lampadas de alarme

BMZ

fechamento de portas (T30, T90)

Fechamento de tampas de incêndio

Controle central de incêndio: Sinalização de status de incêndio

Fechamento de todas as janelas (menos no piso de incêndio)

Exemplo: extração de fumaça nos estacionamentos no subsolo com sistemas de Jet-Stream

Problema:• Extração mecânica via ventiladores tipo Jet Stream (muito usado no subsolo)

• Jet Streams causam muitas turbulências, rápida divulgação de fumaça

• Barreiras de fumaça inúteis

Solução: • Compartimentação e formação de seções vedadas contra fumaça (e fogo)

Depois do Jet Stream:

falta de camada de baixa concentração de fumaça

Antes do Jet Stream:

concentração baixa de fumaça

• Compartimentação e formação de seções vedadas contra fumaça (e fogo)

• Fechamento de aberturas de entradas de carros com cortinas ou portões

• Vantagens de cortinas: mais econômicas, menos espaço

• Extração natural, se for possível

Sprinkler e Sistemas de Controle de Fumaçade Fumaça

Efeito de sprinkler

Sem sistema de extração de fumaça: • Gotas de água de sprinkler (fria, pesada) pressionam fumaça (quente, leve) para baixo no chão

• Sprinkler reage (normalmente) com temperatura altas no teto (detectores) > 90°C

• Temperatura alta no teto depois de formação de fumaça e gases

• Resultado: sprinkler colocam fumaça e gases nos caminhos de emergência

Conclusão: Caminhos de emergência sempre com sistemas de extra ção de fumaça

Sprinkler de reação rápida(muita água em pouco tempo)

Sprinkler comum sprinkler de jato(focado) Sprinkler de pulverização

(neblina de água)Sistema de eliminação de fumaça

Combinação de sistemas de sprinkler com sistemas de extração de fumaça

Extração mecânica(Ventiladores perdem eficiência com água, talvez não protegidos)

Possível quando se considerar a ventilação

horizontalnão recomendado

As vezes possível quando se considerar a

ventilaçãoAs vezes possível

talvez não protegidos)

Extração naturalAcionado pelo detector de fumaça(relativamente rápido)

Extração naturalAcionado pelo detector térmica)(relativamente devagar)

não recomendado

Extração naturalAcionado manualmente(rápido)

recomendado As vezes possívelrecomendado recomendado

não recomendadonão recomendado

Extração de fumaça depois de Sprinkler

Sprinkler 68°C, RTI < 50 Extração 141°C, RTI > 80)

Possivel e recomendado quando

se considera a localizaco dos

Sprinkler e detectores

Possivel e recomendado quando

se considera a localizaco dos

Sprinkler e detectores

Possivel e recomendado quando

se considera a localizaco dos

Sprinkler e detectores

Possivel e recomendado quando

se considera a localizaco dos

Sprinkler e detectores

AlarmierungFluchtAusrückenLöschangriff

MenschenrettungInnenangriff ?

Verhindern FeuerübersprungAußenangriff

AlarmierungFluchtAusrückenLöschangriff

MenschenrettungInnenangriff

Sprinkler-InnenangriffVerhindern FeuerübersprungAußenangriff

Fumaça e calor com/sem sprinkler e barreiras de fum aça

sem sprinkler e sem sistema de extração de fumaça e calor

com sprinkler e com sistema de extração de fumaça e de calor

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 440

200

400

600

800

1.000

1.200

BrandentstehungSchwelbrandlangsamer Temperaturaufbaugroße Rauchentwicklung

entw.Brandstet.Temp.anstieg

flash over

VollbrandTotalverlust

Ohne BMA,ohne RWA,ohne Sprinkler

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 440

200

400

600

800

1.000

1.200

BrandentstehungSchwelbrandlangsamer TemperaturaufbauRauchentwicklung

entw.Brandstet.Temp.anstieg

Sprinkleraktivierung

Ablöschenkleinere Rauchschäden

Mit BMA,mit RWA,mit Sprinkler

Rauchableitung/Wärmeableitung

Normas e Instruções Construtivas na Alemanhana Alemanha

Proteção contra fumaça na Europa:normas e instruções técnicas de construção

Procedimento de estabelecimento de instruções técni cas de construção

Procedimento de estabelecimento de normas• Normalmente feitas pela iniciativa privada (comitês nacionais ou europeus• Aplicação no primeiro momento voluntário, não tem força legislativa• Exemplo para normas na Alemanha e Europa: Normas DIN / ISO / EM:

Procedimento de estabelecimento de instruções técni cas de construção• Iniciativa pelo governo alemão• Formação de grupos de trabalho: arquitetos, engenheiros, bombeiros, empresas, representantes de governo• Força legislativa: o governo coloca estas IT em vigor via um lei federal => aplicação obrigatória • Quando estas IT se referem as normas (veja em cima) => aplicação das normas vira-se obrigatória• Quando não tem normas nacionais: descrição dentro de IT ou usar outras normas existentes • Nome da Instrução técnica de construção: MBO = Regulamentos para a construção cível (federal)• Alem do MBO: regulamentos para edifícios especiais (usinas, prédios militares, escolas, etc.)• Estados: cada estado tem que aplicar o MBO na própria IT (LBO), pequenas mudanças possíveis

Proteção contra fumaça na Europa:normas e instruções técnicas de construção

Norma DIN EN12101: sistemas de controle de fumaça • Conteúdo: sistemas de controle de fumaça e calor (versão atual de 2007)• Descrição de características técnicas de produtos e testes

Norma DIN 18232: extração natural de fumaça e calor em prédios industriais• Calculo de tamanhos de zonas máximas, aberturas para saída de fumaça e para entrada de ar limpo• Normalmente: 1600m² sem barreiras (escolas, estacion. subsolos: cada 20m uma barreira de fumaça)

Instruções técnicas (LBO, VDO)• Classificação de prédios: dependendo do tamanho e do tipo de uso (ex. comercial, residencial, etc.)• Instruções construtivas: estática, saídas de emergência, materiais, controle de fumaça em geral

Norma DIN 18095: sistemas vedados (cortinas, portas , portões)• Exemplo: sistemas de controle de fumaça em estacionamentos subsolos

• Normalmente: 1600m² sem barreiras (escolas, estacion. subsolos: cada 20m uma barreira de fumaça)

Barreiras de fumaçaEN 12101 - parte 1Resistência (até 600°C)Ciclos de funcionamento

Extração natural de fumaça EN 12101 –parte 2Tamanhos, maneiras de abrir Extração mecânica

EN 12101 – parte 3

Norma EN12101/ISO21927: Proteção contra fumaça e ca lor

PressurizaçãoEN 12101 –parte 6Área de escadasResistência paredes

Sistemas completos12101 – parte 4Ex. Barreiras+controle+ventilador

Elaboração de projeto12101 – parte 5Para prédios industriais

Tubos12101 – parte 7Extração de fumaçaPossível junto com sistema AC

Tampas de fumaça 12101 –parte 8

Painéis de controleEN 12101 – parte 9Visualização status incêndio e ações necessárias

Alimentação elétrica EN 12101 – parte 10

Muito obrigado pela atenção!