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FUMAA de Incndios emEdificaes

Ivan Ricardo Fernandes

COMBUREN

TECOMBU

STVEL

CALOR

Fogo que foge ao controle do homem (NBR 13860)

INCNDIO

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VARIVEIS DAS FASES DO INCNDIO(BS 3974 Application of fire safety engineering principles to the

design of buildings Code of practice)Fase Inicial (ou ignio)Queima livre (ou crescimento)Inflamao generalizada (ou flashover)

Incndio desenvolvido e extino (ou decaimento).

PRODUTOS RESULTANTES DA COMBUSTODependendo do combustvel poderemos ter vrios produtos,inclusive txicos ou irritantes, tais como Gs Carbnico (CO2),Monxido de Carbono (CO), Fuligem, Cinzas, Vapor dgua,mais Calor e Energia Luminosa.

Exemplos:PVC ............................................. CO e cido Clordrico (HCI)Isopor e Outros Plsticos.............. COPoliuretano .................................. CO e Gs Ciandrico (HCN)

PRODUTOS RESULTANTES DA COMBUSTOFumaa uma mescla de gases, partculas slidas e vaporesdgua.- Fumaa Branca ou Cinza Clara: indica que uma queima decombustvel comum. Ex: madeira, papel etc.- Fumaa Preta ou Cinza Escura: originria de combustoincompleta, geralmente de produtos derivados de petrleo,tais como: graxa, leos, pneus, gasolina, plsticos etc.- Fumaa Amarela, Vermelha: indica que est queimando umcombustvel txico.

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FUMAAFumaa uma mescla de gases, vapores dgua e partculasslidas finamente divididas.Sua composio qumica altamente complexa, assim comoo mecanismo de formao. o produto da combusto que mais afeta as pessoas porocasio do abandono da edificao.Sua presena pode ser percebida visualmente ou pelo odor.

EFEITO DA FUMAA NAS PESSOASaumenta a palpitao devido presena de gs carbnico.provoca lacrimejamento, tosses e sufocao, com consequentepnico.provoca o pnico por ocupar grande volume do ambiente.tira a visibilidade das rotas de fuga.debilita a movimentao das pessoas (desorientao) peloefeito txico de seus componentes.Medo, intoxicao e asfixia.

COMPORTAMENTO HUMANOAs condies crticas durante um incndio em uma edificaoocorrem quando a temperatura excede a 75C, e/ou o nvelde oxignio cai abaixo de 10%, e/ou as concentraes demonxido de carbono ultrapassam 0,5% do volume doambiente.

Tais situaes adversas induzem asentimentos de insegurana, quepodem vir a gerar o pnico edescontrole e levar pessoas a saltarpelas janelas.

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COMPORTAMENTO HUMANONo WTC, quando a fumaa e o calor invadiram os ambientes,muitas pessoas quebraram janelas, buscando refrescar olocal, e a entrada desse ar fresco trouxe os gases aquecidospara essas janelas.Vrias pessoas saltaram pelas janelas, sozinhas ou de mosdadas, mas tantas outras, que estavam mais prximas dosparapeitos, acabaram sendo empurradas pelas outras quebuscavam respirar.

A escassez de oxignio pode ocasionar a morte de clulasdo crebro e levar leso que causa parada respiratria emorte.

A fumaa, que dificulta avisibilidade, durante um incndio,contm CO, entre outros gases,que possui mais afinidade com ahemoglobina do sangue que ooxignio. Isso afeta o sistemanervoso central provocandosintomas como mal-estar,distrbios de funes motoras,perda de movimento,

perturbaes de comportamento(fobia, agressividade, pnico,coma, etc.).

PRODUO DA FUMAAA produo da fumaa na combusto o volume do ar quepenetra na coluna dos gases quentes, por segundo.O volume do ar na coluna depende de:a) permetro do fogo e

b) calor gerado pelo fogo.

A relao entre as razes, em volume e em massa, da fumaaproduzida :10 kg/s 8,2 m/s a 20C10 kg/s 21,8 m/s a 500 C

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MECANISMOSDE PRODUO DE FUMAA

PLUME DE FUMAAO plume de fumaa composto por:

1. Vapores e gases provenientes daqueima do material;

2. Partculas da decomposio;

3. Quantidade de ar quente, quealimenta a combusto.

VOLUME, DENSIDADE E TOXIDADEDA FUMAADepende:1. Do tipo de material que queima;2. Do tamanho e forma do foco de incndio.

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ESTIMATIVA DE VOLUMEO Volume de fumaa depende:

1. Do permetro do incndio;2. Da temperatura do incndio;3. Da geometria do espao do incndio(distncia entre o piso e o teto)

CLCULO DA FUMAA PRODUZIDAM = 0,096 P Y3/2 (g To/T)1/2

Onde:M = Massa de fumaa (Kg/s)P = Permetro do fogo (m)y = Distncia entre o piso e o teto (m)

g = Acelerao da gravidade = 9,81m/sTo = Temperatura absoluta do ar = 290KT= Temperatura das chamas dentro do plume de fumaa =

1100K = Densidade do ar = 1,22 Kg/m 17 C

APLICAO: Incndio de 3m x 3mAltura Livre deFumaa (m) Dados daFumaa (Kg/s) Volume deFumaa a 500C (m/s)

Volume deFumaa a 20 C(m/s)2 6 13,1 5

2,5 9 19,6 7,5

3 12 26,2 10

4 18 39,2 14,9

5 25 54,5 20,7

6 33 71,9 27,4

8 51 111,2 42,3

10 71 154,8 58,9

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TEMPO DE DESCIDA DA CAMADA DE FUMAA

t = [(20A)/(P g)] X [(1/ y1/2 -1/ h1/2)]Onde:t = tempo para descer a camada de fumaa (s)A= rea do compartimento (m)

P = permetro do fogo (m)g = gravidade (9,8 m/s)y = distncia do piso e a parte inferior da camada de fumaa(m)h = altura do compartimento (m)

APLICAO: Incndio de 3m x 3mEdifcio com100m Edifcio com1.000m Edifcio com10.000mDistncia da

Fumaa ao Piso (m)Distncia da

Fumaa ao Piso (m)Distncia da

Fumaa ao Piso (m)

Tempo em seg. Tempo em minutos Tempo em minutos

3 2 1,5 3 2 1,5 3 2 1,5

4 4 11 17 0,7 1,8 2,8 6,9 18,4 28

5 7 14 20 1,2 2,3 3,3 11,5 23 33

6 9 16 22 1,5 2,6 3,6 15 26,5 36

8 12 19 25 2,0 3,1 4,1 20 31 41

10 14 21 27 2,3 3,5 4,4 23 35 44

15 17 24 30 2,8 4,0 4,9 28 40 49,5

Auad

Ecom)

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MECANISMOS DE CONTROLEDE FUMAA

OBJETIVOSManuteno de um ambiente seguro nas edificaes, duranteo tempo necessrio para abandono do local sinistrado,evitando os perigos da intoxicao e falta de visibilidade pelafumaa;

Controle e reduo da propagao de gases quentes e fumaaentre a rea incendiada e reas adjacentes, baixando atemperatura interna e limitando a propagao do incndio;Prover condies dentro e fora da rea incendiada, que iroauxiliar nas operaes de busca e resgate de pessoas,localizao e controle do incndio.

CONDIO GERALProver uma edificao de controle de fumaa dot-la

de meios que promovam a extrao (mecnica ou natural) dosgases e da fumaa do local de origem do incndio,controlando a entrada de ar (ventilao) e prevenindo amigrao de fumaa e gases quentes para as reas adjacentesno sinistradas.

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DEFINIES

DEFINIESHf - Altura da zona enfumaada: Altura mdia entre a faceinferior da camada de fumaa e o ponto mais elevado do teto outelhado.

H - Altura da zona livre de fumaa: altura medida entre facesuperior do cho e a face inferior da camada de fumaa.

H - Altura de referncia: mdia aritmtica das alturas do pontomais alto e do ponto mais baixo da cobertura (ou do falso teto)medida a partir da face superior do piso.

Barreiras de fumaa: Elemento vertical de separao montado noteto, com altura mnima e caractersticas de resistncia ao fogo,que previna a propagao horizontal de fumaa de um espaopara outro.

Acantonamento: volume livre compreendido entre o cho e oteto/telhado, ou falso teto, delimitado por painis de fumaa.

Camada de fumaa (smoke layer): espessura acumulada defumaa por uma barreira ou painel.

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REQUISITOS GERAISDiviso dos volumes de fumaa a extrair por meio dacompartimentao de rea ou pela previso de rea deacantonamento.

Extrao adequada da fumaa, no permitindo a criao de zonasmortas onde a fumaa possa vir a ficar acumulada, aps osistema entrar em funcionamento.

Permitir um diferencial de presso, por meio do controle dasaberturas de extrao de fumaa da zona sinistrada, efechamento das aberturas de extrao de fumaa das demaisrea adjacentes zona sinistrada, conduzindo a fumaa para assadas externas ao edifcio.

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TIPOS DE SISTEMASENTRADA DE AR EXTRAO DE FUMAA

NATURAL NATURAL

NATURAL MECNICO

MECNICO MECNICO

A escolha do sistema a ser adotado fica a critrio do projetista, desdeque atenda as condies descritas na NPT.A lgica de funcionamento do sistema deve ser projetada de formaque a rea sinistrada seja colocada em presso negativa em relao sreas adjacentes.Deve ser acionada a exausto de fumaa apenas da rea sinistrada;concomitantemente, deve ser acionada a introduo de ar da reasinistrada e tambm das reas adjacentes.Cuidados especiais devem ser observados no projeto e execuo do

sistema de controle de fumaa, prevendo sua entrada em operao noincio da formao da fumaa pelo incndio, ou projetando a camadade fumaa em determinada altura, de forma a se evitar condiesperigosas, como a exploso ambiental backdraft ou a propagao doincndio decorrente do aumento de temperatura do local incendiado.Para evitar as condies perigosas citadas no item anterior, deve serprevisto o acionamento em conjunto da abertura de extrao defumaa da rea sinistrada, com a introduo de ar no menor tempopossvel, para que no ocorra a exploso ambiental.

Entrada de Ar Natural e Extrao Natural

ENTRADADE AR

BARREIRADE FUMAA

EXTRAONATURAL

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Entrada de Ar Natural e Extrao Mecnica

RegistroFechado

Exaustormecnico

Exaustormecnico

Exaustor natural

de emergncia

Registroaberto

Registrofechado

Entradanaturaldo ar

+ +

+_

Entrada de Ar Mecnica e Extrao Mecnica

ENTRADADEAR

sobrepresso

AlAPO DEEMRGENCIA

Depresso

DepressoDepresso

EXTRAOMECNIICA

Registroaberto

Registrofechado

INTRODUOMECNICA

DE AR

+ +

_

EXIGNCIAS DO SISTEMAEspaos amplos (grandes volumes);trios, malls e corredores;Rotas de fuga horizontais;Subsolos.

Obs: Para algumas ocupaes substituem a CompartimentaoVertical.

A Tabela 2 do Anexo A da NPT 15, indica por ocupao aspartes da edificao que devem possuir controle de fumaa.

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COMPONENTES DE UM MECANISMO DECONTROLE DE FUMAASistema de Extrao NaturalSistema de Extrao Mecnica

Outros Sistemas

EXTRAO NATURALA Entrada de Ar pode ser:Aberturas de entrada localizadas nas fachadas e acantonamentosadjacentes;Pelas portas dos locais a extrair fumaa, localizadas nas fachadas eacantonamentos adjacentes;Pelos vos das escadas abertas;Abertura de ar por insuflao mecnica por meio de grelhas evenezianas.A Extrao de Fumaa, atravs dos exaustores naturais, que so:Abertura ou vo de extrao; (Ex:clarabia)Janela e veneziana de extrao;Grelhas ligadas a dutos;Registros corta-fogo e fumaa;

Mecanismos eltricos, pneumticos e mecnicos de acionamentodos dispositivos de extrao.

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EXTRAO MECNICAA Entrada de Ar pode ser:Abertura ou vo de entrada;Pelas portas;Pelos vos das escadas abertas;Abertura de ar por insuflao mecnica por meio de grelhas;Escadas pressurizadas.A Extrao de Fumaa, atravs de:Grelha de extrao de fumaa em dutos;Duto e peas especiais;Registro corta-fogo e fumaa;Ventiladores de extrao mecnica de fumaa;Mecanismos eltricos, pneumticos e mecnicos de acionamentodos dispositivos de extrao de fumaa.

OUTROS SISTEMASSistema de deteco automtica de fumaa e calor;Fonte de alimentao;

Quadros e comandos eltricos;Acionadores automticos e mecnicos dos dispositivos deextrao de fumaa;Sistema de superviso e acionamento.

ELEMENTOS DO SISTEMA DECONTROLE DE FUMAABarreira de fumaaGrelhas e VenezianasCircuitos de Instalao EltricaComando dos SistemasDutosFonte de Alimentao EltricaRegistros Corta-Fogo e FumaaVentiladores de Extrao de Fumaa

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Barreira de FumaaMnimo de 0,5 m

trio

Fumaa

Corredor2m

deBarra

Boca de

(loja)rea ajacente

Vitrine

Extrao

ou hall

Grelhas e VenezianasDevem ser de materiais incombustveis utilizados

na conduo de ar, podendo conter dispositivoscorta-fogo (ex. dumpers) quando necessrio.

O grau resistncia ao fogo deve ser igual aosespecificados para os dutos.

Quando instaladas emabertura ou vo de fachada,seu dispositivo de obturaodeve permitir abertura em umngulo superior a 60.

A relao entre asdimenses transversais deuma veneziana ou grelha defumaa natural no deve sersuperior a dois.

Grelhas e Venezianas (Clarabias)

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Circuitos de Instalao EltricaOs circuitos de alimentao das instalaes de seguranadevem ser independentes de quaisquer outros e protegidos de

forma que qualquer ruptura, sobretenso ou defeito deisolamento num circuito no danifique ou interfira em outroscircuitos.

As canalizaes eltricas, embutidas ou aparentes, doscircuitos de alimentao devem ser constitudas e protegidas porelementos que assegurem, em caso de incndio, a suaintegridade durante o tempo mnimo de 2 h.

Comando dos SistemasAs instalaes de controle de fumaa devem ser dotadas dedispositivo de destravamento por comandos automticos duplicados por

comandos manuais, assegurando as seguintes funes:a) Abertura dos registros ou dos exaustores naturais do local ou dacirculao sinistrada;b) Interrupo das operaes das instalaes de ventilao ou detratamento de ar, quando existirem, a menos que essas instalaesparticipem do controle de fumaa;

c) Partida dos ventiladores utilizados nos sistemas de controle de fumaa.Nos sistemas de comando manual os dispositivos de abertura

devem ser de funcionamento mecnico, eltrico, eletromagntico,pneumtico ou hidrulico e acionvel por comandos dispostos naproximidade dos acessos aos locais, duplicados na central desegurana, portaria ou local de vigilncia de 24 h.

Os sistemas de comando automtico devem compreenderdetectores de fumaa e calor, instalados nos locais, ou nas circulaes,atuando em dispositivos de acionamento eletromagnticos.

Comando dos Sistemas

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Dutosa) Para sistema de controle de fumaa natural:1) Ser construdos em materiais incombustveis e ter resistncia interna

fumaa e gases quentes de 60 min.2) Apresentar uma estanqueidade satisfatria do ar.3) Ter a seo mnima igual s reas livres das aberturas que o servem em

cada piso.4) Ter a relao entre as dimenses transversais de um duto no superior adois.5) Os dutos coletores verticais no podem comportar mais de dois desvios

e qualquer um deles deve fazer com a vertical um ngulo mximo de20.

b) Para sistema de controle de fumaa mecnico:1) Ser construdos em materiais incombustveis e ter resistncia interna

fumaa e gases quentes de 60 min.2) Ter resistncia externa a fogo por 60 min , quando fizer parte de um

sistema utilizado para extrair fumaa de diversos ambientes ou quandoutilizado para introduo de ar.

3) Apresentar estanqueidade satisfatria do ar.4) Ser dimensionado para uma velocidade mxima de 10 m/s quando for

construdo em alvenaria ou gesso acartonado.5) Ser dimensionado para uma velocidade mxima de 15 m/s quando for

construdo em chapa metlica.

Dutos

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Fontes de AlimentaoDeve ser feita a partir do quadro geral do edifcio por:

a) Conjunto de baterias (nobreak), quando aplicvel;b) Grupo motogeradores (GMG).

Registros Corta-Fogo e FumaaSeu funcionamento est vinculado ao sistema de deteco

de fumaa e calor, devendo ter a mesma resistncia ao fogo doambiente onde se encontra instalado, possuindo resistnciamnima de 1 hora.

Ventiladores de Extrao de FumaaOs exaustores de fumaa devem resistir, sem alteraes

sensveis do seu regime de funcionamento, passagem defumaa, considerando a temperatura adotada, durante o tempomnimo de 60 min.

A condio dos ventiladores (em funcionamento/parado)deve ser sinalizada na central de segurana, portaria ou local devigilncia de 24 h.

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