Incêndio: Objetivos de Projeto - labeee.ufsc.brluis/ecv5644/aulas/pi-tr.pdf · OBJETIVO GERAL Criar dispositivos capazes de detectar, informar onde iniciou e debelar com presteza

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ECV 5644 Instalações Prediais

Incêndio: Objetivos de ProjetoOBJETIVO GERAL

Criar dispositivos capazes de detectar, informar onde iniciou e debelar com presteza um incêndio, evitando danos materiais e perdas de vidas.

NORMAS QUE DEVEM SER SEGUIDASNORMAS DE SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIOS DO CBSC (Corpo de

Bombeiros de Santa Catarina) - Decreto n° 4909 de 18 - 10 - 94, publicado no Diário Oficial n° 15042 de 19 - 10 - 94.

INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS CONTRA INCÊNDIO, SOB COMANDO, POR HIDRANTES E MANGOTINHOS - NBR 13714 : 1996 da ABNT. .



Incêndio: O Fogo

O FOGO1. devem existir os três elementos que compõem o triângulo do fogo. Se

um deles deixar de existir, o fogo se extinguirá. Se um deles faltar, o fogo não iniciará.

2. A seguinte condição deve ser verdadeira:

CALOR GERADO > CALOR DISSIPADO



Incêndio: O Combate ao Fogo

O COMBATE AO FOGO1. Abafamento = eliminação do oxigênio2. Eliminação do combustível = retirar ou isolar os materiais combustíveis3. Resfriamento = eliminar a fonte de calor ou dissipar o calor gerado.

CATEGORIAS DE INCÊNDIO E COMBATE APROPRIADO

• CATEGORIA A - apresenta características de ação de profundidade. Ao final deixa algum tipo de resíduo (carvão, cinza).

• CATEGORIA B - apresenta características de ação superficial.. Não deixa resíduos.

• CATEGORIA C - Há presença de energia elétrica ( rede ativa). • CATEGORIA D - é o incêndio de metais piróforos e suas ligas.



Incêndio: Méios de Extinção - CategoriaCateg. Materiais Pó químico

secoGás

carbônicoEspuma Água em jato Água em

neblinaFreon 1301Hallon 1301

AMadeira, tecidos, fibra ( resíduos) Sim (*) Sim (*) Sim Sim Sim Sim

BÓleos, álcool, gasolina, tintas, (sem resíduos)

Sim Sim Sim Não Sim (**) Sim

C Motores, linha elétrica viva

Sim Sim Não Não Sim (**) Sim

D Gases e metais piróforos

Sim Não Não Não Não Sim

Agente extintor Bicarbonato de sódio

CO2 Bolhas com gás inerte

H2O H2O FreonHallon

Método de extinção Abafamento Abafamento Resfriamento abafamento

Resfriamento abafamento

Abafamento Inibe reação combustão

Origem da pressão Cilindro de gás

Compressão do CO2

Reação expansiva

Cilindro de gás

Ar comprimido

Compressão do gás

Operação gatilho gatilho Inversão do extintor

gatilho automático automático

( * ) no princípio e pequenos incêndios

( * ) exige um estudo prévio



Incêndio:Instalações de Combate a Incêndio



Incêndio: Tipos de Prevenção e combate

O conceito de prevenção é mais amplo que a simples idéia do combate. O combate é de fato uma reação após a ocorrência do incêndio. A prevenção parte do princípio de que se deve evitar o início do fogo e evitar a sua propagação. Assim a prevenção se faz desde a concepção arquitetônica e pode ser assim dividida:

1. PROTEÇÃO DE CONCEPÇÃO

a. portas corta-fogo, paredes e platibandas (abas) de segurança.b. pisos, tetos e paredes incombustíveisc. vidros resistentes no mínimo 60 min ao fogo.d. afastamento entre edifíciose. compartimentação de áreasf. isolamento vertical



Incêndio: Tipos de Prevenção e combate2. MEIOS DE FUGA

a. escada de segurança

b. iluminação de emergência

c. elevador de segurança

3. MEIOS DE COMBATE DE INCÊNDIO

a. extintores manuais e sobre rodas

b. instalações fixas: automáticas, sob-comando: (chuveiros, hidrantes, hallon, freon, nebulizadores

4. MEIOS DE ALERTA

a. detectores de fumaça

b. detectores de temperatura

c. alarmes contra incêndio



Incêndio: FluxogramaClassificar a edificação pela NCBSC segundo a ocupação. CAPITULO II

DA NCBSC1°

Relacionar as características físicas da edificação: área por pavimento, área total, altura, aparelho técnico de queima, número de pavimentos, carga de fogo.

Sem capítulo da NCBSC

Com 1 e 2, identificar as sistemas preventivos que serão exigidos ( sem detalha-los)

CAPITULO VDA NCBSC

Classificar a edificação quanto aos riscos de incêndio: LEVE, MÉDIO, ELEVADO

CAPITULO IV DA NCBSC

Verificar os níveis de exigência e detalhes de cada sistema necessário

CAPITULO V AO CAPITULO XVII DA NCBSC

2°

3°

4°

5°

NCBSC= NORMA DO CORPO DE BOMBEIROS DE SANTA CATARINA



Incêndio: Carga de Fogo

Consiste em transformar , através do poder calorífico, todos os materiais combustíveis de uma edificação em seu equivalente de madeira, por metro quadrado de área edificada.

TABELA DOS PODERES CALORÍFICOS DE ALGUNS MATERIAIS

4641Madeiras duras

6123Borracha

4913Têxteis

7995Plásticos (mistura)

4206Papel (mistura)

PODER CALORIFICO (kcal/kg) (Material seco)

Material



Incêndio: Carga de Fogo (Exemplo)EXEMPLO: Calcular a carga de fogo em uma edificação com 700m2 onde existem os seguintes materiais combustíveis: 200 Kg de madeira dura, 500 Kg de piso de borracha, 100 Kg de algodão, 200 Kg de papel e 70 Kg de plásticos

SOLUÇÃO: O calor gerado pela combustão destes materais será:200 Kg de madeira dura x 4641 kcal/kg = 928 200 kcal500 Kg de piso de borracha x 6123 kcal/kg = 3 061 500 kcal100 Kg de algodão x 4913 kcal/kg = 491 300 kcal200 Kg de papel x 4206 kcal/kg = 841 200 kcal70 Kg de plásticos x 7995 kcal/kg = 559 650 kcalTOTAL = 5 881 850 kcal

O equivalente em madeira será:5 881 850Kcal / 4620 kcal/kg = 1273 kg de madeira

A carga de fogo será:Q = 1273 kg de madeira/ 700 m2

Q = Q = 1,8Kg/m2 de madeira por metro de área edificada.



Incêndio: Projeto Preventivo de Incêndio




SEGUINDO O FLUXOGRAMA:

1° Classificação segundo a ocupação: OCUPAÇÃO ESCOLAR

2° As principais características da edificação: - Área por pavimento = 470 m2- Área total =1908 m2

- Altura =13,00 m- Aparelho técnico de queima = fogão- Número de pavimentos = 4- Carga de fogo = cálculo dispensável.




3° Os sistemas necessários são: ( ART. 20 da NCBSC)- Sistema preventivo por extintores- Sistema hidráulico preventivo- Gás centralizado- Saídas de emergência- Pára-raios - Sistema de alarme- Sinalização de abandono- Iluminação de emergência.

4° Classificação segundo o risco de incêndio: RISCO LEVE ( Capítulo IV da NCBSC)

5° Níveis de exigência de cada sistema:



Incêndio: Extintores

Capacidade Extintora = CE Cada capacidade extintora protege uma área mínimasegundo o grau de risco:Risco leve = 500m2

Risco médio = 250 m2

Risco elevado = 250 m2

10 litrosEspuma

4kgPó-químico-seco

4kgGás carbônico

10 litrosÁgua

Quantidade mínima, para constituir uma CE.

Agente extintor

Caminhamento máximo do operador, percurso a ser percorrido do extintor até o foco de incêndio:Risco leve = 20 mRisco médio = 15 mRisco elevado = 10 m

ART. 39 da NCBSC - Em edificações com mais de um pavimento são necessárias no mínimo 2 CE por pavimento.

Portanto, no exemplo proposto poderíamos usar dois extintores de gás carbônico de 4 kg por pavimento. ( no comércio existem extintores de gás carbônico de 4 kg e 6 kg)



Incêndio: Hidrantes

Classe de Risco

MangueiraDiam. do esguicho

Altura do piso Pressão dinâmica

Diam. Comprim.

mm m mm m mca

Leve 38 30 13 1,20 - 1,5 4

Médio 63 30 25 1,20 - 1,5 15

Elevado 63 30 25 1,20 - 1,5 45



Reserva Técnica de IncêndioIncêndio: Cálculo da RTI

A RTI deve garantir uma autonomia mínima de 30 minutos para o sistema:

NO RISCO LEVE: calcular a vazão do hidrante mais favorável (maior pressão) e acrescentar 2 minutos por hidrante excedente a quatro.

NO RISCO MÉDIO E ELEVADO: calcular a vazão do hidrante menos favorável (menor pressão), acrescentar 2 minutos por hidrante excedente a quatro e considerar uso simultâneio de:

4Mais que 6

35 a 6

22 a 4

11

Número de hidrantes em funcionamento simultâneo

Número de hidrantes instalados

Em qualquer caso a RTI será no mínimo 5000l



Incêndio: Cálculo da RTI – Exemplo 1

H1

H2

H3

H4

H5

H6

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

RTINO CASO DE RISCO LEVE:Calcular Q6 (vazão no H6) = l/minCalcular a RTI:RTI = Q6 x (30min + 4min)RTI = Q6 x 34min = litros

NO CASO DE RISCO MÉDIO / ELEVADO:Calcular Q1, Q2 e Q3 (vazões no H1, H2 e H3) = l/minCalcular RTI:RTI = (Q1 + Q2 + Q3) x 34min

A velocidade deverá ser no máximo de 5 m/s



Incêndio: Cálculo da RTI – Exemplo 2

H4H1 H2 H3 H7H5 H6

RTI

Todos os hidrantes estão na mesma cota, logo H1 tem maior pressão e H7 tem a menor pressão devido à perda de carga, então:NO RISCO LEVE: Calcular Q1 e RTI = Q1 x 36 min. = litros

NO RISCO MÉDIO / ELEVADO: Calcular Q7, Q6, Q5 e Q4RTI = (Q7 + Q6 + Q5 + Q4) x 36 min = litros

Onde:

Q = vazão na boca do requinte (m3/seg)

Cd = coeficiente de descarga = 0,98 (ART 67 da NCBSC)

S = área do bocal (m2)

g = aceleração da gravidade (m/s2)

H = pressão dinâmica mínima na boca do requinte (mca

A vazão deverá ser calculada na boca do requinte pela fórmula geral para orifícios pequenos:

gHSCQ xxd 2=



Incêndio: Cálculo da RTI – Exemplo 2Fazendo a substituição dos valores conhecidos, chega-se à fórmula:

Onde:

Q = vazão (l/min)

H = pressão dinâmica mínima (mca)

d = diâmetro do requinte (mm)HdQ xx 22046,0=

A perda de carga unitária (J) é calculada pela fórmula de Hazen Williams:

Onde:

J = perda de carga unitária (m/m)

Q = vazão (m3/seg)

C = coeficiente de rugosidade:

na tubulação C = 120 (ART 68 NCBSC)

na mangueira C = 140 (ART 68 NCBSC)

D = Diâmetro da tubulação ou mangueira ( m)

DCQ

Jx

x

87,485,1

85,1641,10=



Incêndio: Cálculo da RTI – Ex. EscolaDiâmetro da coluna de incêndio = 63mm (mínima admissível - ART 48)

Diâmetro da mangueira = 38 mm

Diâmetro do esguicho = 13 mm

Hidrantes por pavimento = 1 (com 30m de mangueira atinge-se todos os pontos).



Incêndio: Cálculo de Hidrantes –Ex.Escola

CÁLCULO DA VAZÃO NO HIDRANTE MAIS DESFAVORÁVEL:

HAdQ xxA

22046,0= Sendo:HA = 4mcad = 13mm

min/l15,694132046,0Q x2xA

==

CÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO A ( PA)PA = HA + ∆hman + ∆htub

0,5 m Registro angular comredução

Tê com saída lateral

redução

Coluna

Onde:∆hman = perda de carga na mangueira∆htub = perda de carga no tubo



Perda de carga no tubo:Dados: D = 63mm

QA = 0,0011525m3/sl = 0,5m

Cálculo da perda de carga unitária no tubo:


mm

x

x

xA

x

tub JDCQ

J tub 0039,0063,0120

0011525,0641,10641,1087,485,1

85,1

87,485,1

85,1

====

Comprimentos equivalentes:Tê de 63mm saída alteral = 3,43Registro angular = 10,00Redução = 0,60

14,03Comprimento total = 14,03 + 0,5 = 14,53mPerda de carga no tubo∆htub = 14,53 x 0,0039 = 0,056m



Incêndio: Cálculo de Hidrantes –Ex.EscolaPerda de carga na mangueira: Dados:

D = 38mm

QA = 0,0011525m3/s

C = 140

l = 30m

mm

x

x

x

Ax

man JDC

QJ man 0344,0

038,0140

0011525,0641,10641,1087,485,1

85,1

87,485,1

85,1

====

Perda de carga unitária na mangueira:

Perda de carga na mangueira:

∆hman = 30 x 0,0344 = 1,032 m

PA = 4,0 + 1,032 + 0,056 = 5,088m




CÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO B (PB):Supondo que QB seja maior que QA, adotaremos QB = 85 l/min = 0,00141 m3/s

mcad

QBHB

xx04,6

60,11957225

132046,085

2046,0 42

2

42

2====

Jman = 9399,38 x 0,001411,85 x 30 = 1,5mca

Jtub = 1065,88 x 0,001411,85 x 14,53 = 0,82mca

PB = 6,04 + 1,5 + 0,082 = 7,62mca

CÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO C (PC):Supondo que QC seja maior que QB, adotaremos QC = 100 l/min =0,00166 m3/s

mca36,860,1195

10000132046,0

100d2046,0

QCHC 4x2

2

4x2

2====

Jman = 9399,38 x 0,001661,85 x 30 = 2,03mca

Jtub = 1065,88 x 0,001661,85 x 14,53 = 0,11mca

PC = 8,36 + 2,03 + 0,11 = 10,50mca




CÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO D (PD):

Supondo que QD seja maior que QC, adotaremos QD = 115 l/min = 0,00192m3/s

mca06,1160,1195

13225132046,0

115d2046,0

QDHD 4x2

2

4x2

2====

Jman = 9399,38 x 0,001921,85 x 30 = 2,66mca

Jtub = 1065,88 x 0,001921,85 x 14,53 = 0,15mca

PD = 11,06 + 2,66 + 0,15 = 13,87mca




RECÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO C PELA COLUNA:QD = 115 l/min = 0,00192m3/sComprimento do tubo = 4mComprimento equivalente: Tê passagem direta = 0,41Comprimento total = 4,41Jtub = 1065,88 x 0,001921,85 x 4,41 = 0,044mcaPC = 13,87 - 4 +0,044 = 9,91mcaComo 9,91< 10,50, precisamos aumentar PD, logo QD deve ser maior que a adotada.

Cálculo da PD, supondo que QD = 118 l/min = 0,00196m3/s.

mca64,1160,1195

118HD2

==

Jman = 9399,38 x 0,001961,85 x 30 = 2,76mca

Jtub = 1065,88 x 0,001961,85 x 14,53 = 0,15mca

PD = 11,64 + 2,76 + 0,15 = 14,55mca




RECALCULO DA PRESSÃO NO PONTO C PELA COLUNA:Jtub = 1065,88 x 0,001961,85 x 4,41 = 0,05mcaPC = 14,55 - 4 + 0,05 = 10,6mca

RECÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO B PELA COLUNA :D = 63 mmQC = 100 l/min = 0,00166 m3/sJtub = 1065,88 x 0,001661,85 x 3,41 = 0,026mcaPB = 10,6 - 3 + 0,026 = 7,72mcaComo 7,72 = 7,72 não é preciso modificar QC.




RECÁLCULO DA PRESSÃO NO PONTO A PELA COLUNA:D = 63mmQB = 85 l/min = 0,00141 m3/sJtub = 1065,88 x 0,001411,85 x 3,41 = 0,02mcaPA = 7,62 - 3 + 0,02 = 4,64mcaComo 4,64 < 5,088, logo QB deverá ser maior.Cálculo do PB, supondo que QB = 87 l/min = 0,0014m3/s.

mca33,660,1195

87HB2

==

Jman = 9399,38 x 0,00141,85 x 30 = 1,48mca

Jtub = 1065,88 x 0,00141,85 x 14,53 = 0,08mca

PB = 6,33 + 1,48 + 0,08 = 7,89mca




RECÁLCLO DA PRESSÃO NO PONTO A PELA COLUNA:Jtub = 1065,88 x 0,00141,85 x 3,41 = 0,02mcaPA = 7,89 - 3 + 0,02 = 4,91mca.

CÁLCULO DA RESERVA TÉCNICA DE INCÊNDIO - RTIRTI = 30min x QD = 30 x 118 = 3540litrosComo 3540 < 5000, adotamos RTI = 5000litros, que é o mínimo necessário.

RTI = 5000litros




CÁLCULO DA ALTURA, (X), DO RESERVATÓRIO SUPERIOR Dados: D = 63mmComprimentos equivalentes:Entrada normal = 0,9mRegistro de gaveta = 0,4mJoelho = 2,35mTê saída lateral = 3,43mVálvula de retenção = 8,1mJoelho = 2,35mJoelho = 2,35mTotal = 19,88mComprimento total = X + 19 + 1 + 1 + 19,88 = X + 40,88PA = X - ∆HAR

∆HAR = perda de carga entre os pontos A e R.

0039,0063,0120

00115,0641,10

DC

Q641,10J 87,4x85,1

85,1x

87,4x85,1

85,1A

x

AR ===

JAR = 0,0039m/m

∆HAR = JAR ( X + 40,88 )

∆HAR = 0,0039X + 0,0039 x 40,88

∆HAR = 0,0039X + 0,16

PA = X - (0,0039X + 0,16)

5,088 = 0,9961X - 0,16

0,9961X = 5,248

X = 5,27m



Incêndio: Questão Proposta:

Refazer os cálculos hidráulicos, supondo que a edificação proposta tivesse risco de incêndio MÉDIO.Para refazer estes cálculos teríamos que introduzir as seguintes modificações na solução anterior:

a) Para calcular QA, teríamos que usar HA = 15mca e o diâmetro do esguicho = 25mm.

b) Calcularíamos PB, PC e faríamos o recálculo pela coluna, com as devidas correções de QB e QC. ( não seria necesário calcular PD e QD).

c) A reserva técnica de incêndio seria:RTI = QA + QB x 30min ( considerando 2 hidrantes em uso simultâneo)

( )DC

QQ641,10J 87,4x85,1

BA85,1x

AR+

=

d) No cálculo de X teríamos que usar Q = QA + QB, então:

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