apostila pcc poli usp hidrantes 2007

PCCPCC--2465 2465 SISTEMAS PREDIAIS ISISTEMAS PREDIAIS I

Sistemas Prediais de Combate a Incndios - Hidrantes

Segurana Contra Incndio Segurana Contra Incndio -- HidrantesHidrantes

gua como agente extintor

Elevado calor especfico e latente Baixo custo

Mtodos de extino usando gua

Resfriamento jato slido na base do fogo - choque (presso e vazo

PCC-2465 - Sistemas Prediais I 2

jato slido na base do fogo - choque (presso e vazo adequadas);

jato em pequenas gotculas - retira calor do ambiente; encharcamento.

Abafamento e sufocao gua para vapor - volume aumenta 1.700 vezes; expulso do ar do ambiente; agente sufocador lquidos pesados.

Diluio ou emulsificao gua diluda em lquido inflamvel.


gua como agente extintor

Evitar gua como agente

equipamentos eltricos;

certos materiais - carbonetos / perxidos / sdio metlico;

materiais empilhados - tenso superficial;

objetos frgeis - jato slido


objetos frgeis - jato slido

Sistema de Reservao

SISTEMA DE PRESSURIZAO

SISTEMA DECOMANDO

TUBULAO ESGUICHO

JATOFOGO


Sistemas de Hidrantes

Rede Pblica de Hidrantes

rede pblica de abastecimento de gua;

pouca confiabilidade de abastecimento.


pouca confiabilidade de abastecimento.

Rede Privada de Hidrantes

rede interna e externa aos edifcios;

reservao / pressurizao / rede de distribuio / pontos

terminais.


Sistema de Reservao

Utilizao de gua de fontes, rios, lagos e piscinas; Cuidados: poos de suco, cmara de decantao.



Sistema de pressurizao

por gravidade;

por bomba principal (bomba de incndio) ;

bomba jockey bomba hidrulica

Sistemas de Hidrantes/Sistemas de Hidrantes/MangotinhosMangotinhos


bomba jockey bomba hidrulica centrfuga destinada a manter o sistema pressurizado em uma faixa pr-estabelecida.

tanque de presso.


Sistema de comando

Acionamento automtico: chaves de fluxo ou pressostatos;

Acionamento manual: botoeiras;

Ligao das bombas eltricas independente a energia do edifcio;



edifcio;

Painel de Sinalizao: energizado, falta fase, falta de comando etc.;

Alarme;

Indicao das especificaes.


Chaves de fluxo: aciona o sistema pelo deslocamento de fluido (gua) na tubulao devido a abertura de um hidrante.

posio de instalao - direo do fluxo; local da instalao: no prxima a mudanas

de direo alterao do fluxo.

Componentes de comando ou sinalizao



de direo alterao do fluxo.

Botoeiras: acionamento da bomba de incndio Instaladas onde a presso nos hidrantes no suficiente.

Pressostatos: acionamento automtico queda da presso.


Abrigo

Hidrante ponto de tomada de gua onde h uma ou duas sadas contendo vlvulas angulares com seus respectivos adaptadores, tampes,

Sistema de distribuio



Esguicho componente adaptado na extremidade das mangueiras, destinado a dar forma, direo e controle do jato, podendo ser do tipo regulvel (neblina ou compacto) ou de jato compacto.

adaptadores, tampes, mangueiras de incndio e demais acessrios.

Segurana Contra Incndio Segurana Contra Incndio -- HidrantesHidrantesAbrigos de Mangueiras e Pontos de Tomada

Abrigos 90cm x 60cm x 17cm Mang. 20m/30m;

Abrigos 60cm x 45cm x 17cm Mang. 15m;

HidrantesHidrantes



15m; Proximidades das sadas das reas

protegidas (mx. 5m); Prximos s escadas; Cobertura das reas de risco. Altura da tomada entre 1,0 m e 1,5 m. Sinalizao.


Mangotinhos

Carretel;

Esguicho de jato regulvel (slido, meia neblina, neblina total e fechamento do bocal);



Mangueira semi rgida de 25 mm (20-35m) ou 19 mm (10-45m);

Vlvula de abertura automtica;

Vlvula Esfera Manual de 1;

Critrios de posicionamento: idem aos hidrantes.


Tubos, conexes e vlvulas

Tubos em ao galvanizado ou cobre (resistentes ao fogo);

PVC redes enterradas;

Golpe de arete - o tempo de



Golpe de arete - o tempo de fechamento das vlvulas deve ser maior que 5 segundos (NFPA-14);

Teste de estanqueidade: 2x presso de trabalho ou150 mca 2 horas


As vlvulas da rede de abastecimento devem ser do tipo indicadoras quando estiverem fechadas (haste ascendente);

Dimetros mnimos do tubos de distribuio:NBR 13714/2000 DN 65 (2 1/2 ) e DN

Controle



NBR 13714/2000 DN 65 (2 1/2 ) e DN 50 (2).

Limitao de presso: vlvulas redutoras de presso Pmx: 100 mca

Factory Mutual:Pmx. = 121 mcaPmx. req. = 69 mca (2 1/2)Pmx. req. = 45 mca (1 1/2)

Segurana Contra Incndio Segurana Contra Incndio -- HidrantesHidrantesSuportes Resistir 5 vezes o peso da tubulao cheia d'gua + 114kg

(NFPA)/100kg (NBR-13714) em cada ponto de suporte;

Materiais no ferrosos devem ser resistentes ao fogo;

Fixados estrutura do edifcio;

Um suporte a cada 4,6 m (NFPA 14)/4,0m (NBR-13714);

Ramificaes maiores que 46 cm deve ter pelo menos 1 suporte.



Ramificaes maiores que 46 cm deve ter pelo menos 1 suporte.


Registro de Recalque

Prolongamento da tubulao principal (2 a 4);

No passeio, em local de fcil



No passeio, em local de fcil acesso ao caminho do CB;

Bem identificado;

NBR 13714/2000 - a 1,5 x altura da parede externa da edificao.


Mangueiras

Comprimentos no maiores que 30 m (lances de 15 m);

Mangueiras de 40 ou 65 mm uso do CB;

Mangueiras de 25 ou 32 mm uso dos ocupantes.

Especificao: Local de aplicao



Especificao: Local de aplicaoPresso de trabalhoResistncia abraso


Esguichos

Jatos compactos Jatos neblina (fog)



Jatos regulveis

Materiais: Bronze, ligas de lato, ligas de alumnio, policarbonato


Sistemas com Reserva de gua para incndio em reservatrio inferiorSistemas com Reserva de gua para incndio em reservatrio inferior

bomba de incndio + tanque de presso; bomba de incndio + bomba jockey.

Utilizao:

Sistemas de HidrantesTipos de Sistemas de Reservao


Utilizao: conjunto de edificaes; edificaes horizontais, industriais etc.

Sistemas com Reserva de gua para incndio em reservatrio superiorSistemas com Reserva de gua para incndio em reservatrio superior

gravidade (central / ramificado); gravidade + bomba de incndio.

Utilizao: edifcios verticais; edifcios industriais etc..



Alimentao por bomba de incndio - rede horizontal centralizada e pressurizada com tanque de presso

Reservatrio inferiorBomba de incndio

Tanque de presso

consumo

res. incndio


Bomba de incndioBomba

Jockey

Reservatrio Inferior


Segurana Contra Incndio Segurana Contra Incndio -- HidrantesHidrantesReservatriosuperior

consumo

reserva de incndio

r

e

c

a

l

q

u

e


Reservatrioinferior

consumo

Alimentao por gravidade - rede horizontal


Alimentao por GravidadeReservatriosuperior

consumo

reserva de incndio

r

e

c

a

l

q

u

e


r

e

c

a

l

q

u

e

Reservatrioinferior

consumo

Bombas de recalque


consumo

reserva de incndio

bomba de incndio

chave de fluxo

reservatrio superior

Alimentao por gravidadee bomba de incndio


r

e

c

a

l

q

u

e

consumo

reservatrio inferior

bombas de incndio


1 - Classificao de Rede Tubulaes

Rede aberta - Sistema Ramificado;

Rede Fechada - Sistema em malha;

Rede mista - Ramificado / Malha.

Dimensionamento das Redes de Hidrantes


Rede mista - Ramificado / Malha.

2 - Equaes Bsicas para a Anlise de Rede

2.1 Equaes de balanceamento das junes;

2.2 Equaes de perda de carga de condutos;

2.3 Equaes de balanceamento dos anis.


Princpio da Conservao de massa

Equaes de Balanceamento das Junes

Q1

Q2

Q3

Q4

4321QQQQ =++

0Q1

=


Equaes de perda de carga de condutos

Q3(conveno de sinal)

2

ijijij

2

QRhg2

v

D

Lfh ==

h o fator de atrito, funo do nmero de Reynolds e da rugosidade relativa;

v a velocidade mdia;L o comprimento total;D o dimetro.

Regimes de escoamento

(f)

laminar; crtico; turbulento

hidraulicamente liso; hidraulicamente misto; hidraulicamente rugoso.


Resoluo do sistema de equaes

Equaes de Balanceamento de Anis

0hij

= (perdas de carga nos trechos do anel)Conveno de sinal


Equaes no lineares Equaes de junes e de anis

Mtodos utilizados

Hardy - Cross (1936) Newton - Raphson (1955) Teoria Linear (1972) Newton modificado (garantir a convergncia) Elementos finitos (1975)


Critrios de dimensionamento conforme o RSCI SP/2001

As edificaes com rea construda superior a 750m2 ou altura superior a 12 m devem ser protegidas por sistemas de mangotinhosou de hidrantes.

Deve ser considerado o uso simultneo dos dois jatos de gua


Deve ser considerado o uso simultneo dos dois jatos de gua mais desfavorveis considerados nos clculos, para qualquer tipo de sistema especificado, considerando em cada jato de gua, no mnimo as vazes na Tabela I.

O sistema deve ser dimensionado de modo que, em qualquer situao, a presso mxima de trabalho em qualquer ponto do sistema no ultrapasse 1000 kPa.



Tipo Esguicho Mangueiras de incndio Nmero de expedies

Vazo mnima no hidrante

mais desfavorvel (L/min)

Dimetro (mm)

Comprimento mximo (m)

1 jato regulvel 25 ou 32 45 3) simples 80 1) ou 100 2)

Tabela I - Tipos de sistemas de proteo por hidrante ou mangotinho.


1 jato regulvel 25 ou 32 45 3) simples 80 1) ou 100 2)

2 jato compacto 13mm ou regulvel

40 30 simples 130


40 30 simples 200


40 ou 65 30 simples 400


65 30 duplo 600

OBS.: 1) Edificaes enquadradas nos grupos A, E, F-2 e F-3 da tabela 3 do RSCI SP/2001.2) Demais ocupaes da Tabela 3, que utilizam sistemas 1 ou 2, no enquadradas na nota 1).3) Acima de 30 m de comprimento de mangueiras semi-rgidas obrigatrio o uso de carretis axiais.



O clculo hidrulico deve ser executado por mtodos adequados para este fim, sendo que os resultados alcanados tm que satisfazer a uma das seguintes equaes:

onde:

Darcy Weisbach Frmula Universal


onde:hf - perda de carga, mca;f - fator de atrito;L - comprimento virtual da tubulao (tubos + conexes), m;d - dimetro interno, m;v - velocidade do fluido, m/s;g - acelerao da gravidade, m/s2.

gdvLfhf2

2

=

onde:J - perda de carga por atrito, KPa/m;Q - vazo, l/min;C - fator de Hazen Williams - 120 (galvanizado)d - dimetro interno do tubo, mm.

Hazen-Williams

J = 605 x Q1,85 x C -1,85 x d-4,87 x 105


Redes ramificadas com dois hidrantes em uso simultneo

BZ

PdZ 21 =

Reservatriosuperior

lt

dt H01

H02

1"1 HH =

2H

'1H

'2H

2Q

1Q

Formulao:Formulao:

2Rreq

' Q.kH =

Onde:kreq o coeficiente de perda de carga no requinte

Lm

dm

Lm

dm

1.1.


H a carga em mca;L o comprimento em m;d o dimetro em m;Q a vazo em m3/s;H01 a H02 so os hidrantes.

H02

3H

4H

2RR

' Q.kHH +=

mtR kkk +=

42tt

t

d..gdL

ttt )..f(k pi+= 8

42md..g

m

mmm .d

L.fk

pi=

8

Onde:o ndice t refere-se tubulao;o ndice m refere-se mangueira.

2.2.


Passo 1:Passo 1:

Para o esquema anterior, seguiremos o roteiro proposto. Trata-se de processo iterativo.

Roteiro:

Redes ramificadas com dois hidrantes em uso simultneo

( ) HZZH B' += 21221

211 /

'

/

H.Q

=


221

'

reqH.

kQ

=

Passo 2:Passo 2: 2222 Q.kHH R' +=Passo 3:Passo 3: 2

22121 Q.kZHH c+= Onde:o ndice c refere-se ao conduto

Passo 4:Passo 4:21

1

21

11 /

/

'

RH.

kQ

= Onde:

reqR'R kkk +=


Redes ramificadas com Redes ramificadas com dois dois hidrantes em uso simultneohidrantes em uso simultneo

Passo Passo 5:5:21req

'1 Q.kH =

Passo Passo 6:6:

=

=

2

1iiQQ

Z Q


2BB

"1 Q.kZH =

BZ LB dB

1Q1H

Q

O ndice B refere-se ao barrilete

Passo Passo 7:7: !OKHH "11

Obs.: coeficiente de perda de carga em singularidade (tabelados)

processooreiniciarHH "11


Exemplo 1Exemplo 1

Dimensionamento de Sistema de Hidrantes por gravidade

Reservatriosuperior

consumo

reserva de incndio

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

1

4

,

5

0

H01

Dados:

Risco A-2 (tipo 2)

1,20


3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

H02

H03

H04

H05

H06

H07

H08

H09hidrante de passeio

Risco A-2 (tipo 2) mangueira 38 mm comprimento = 20 m esguicho 38 c/ requinte 13 mm


Dado o esquema anterior, verificar seu dimensionamento segundo as normas do CB de SP.

Resoluo:Atender-se- a condio de abastecimento por gravidade aos hidrantes solicitados.

risco a proteger: A-2 (Tipo 2) RT = 12 m3

no total de hidrantes: 10DadosDados:


no total de hidrantes: 10 rea de construo < 5.000 m2

vazo no hidrante mais desfavorvel 130 L/min; dois jatos de gua simultaneamente.

fm 0,015 ft 0,020 kreq = 3.403.977,20 s

2/m5, para Q em m3/s e H em mca

DadosDados:

Condies:Condies:

ConhecidosConhecidos


Passo 1:Passo 1:

( ) HZZH B' += 212

Considerando os dois hidrantes mais desfavorveis e seguindo o roteiro proposto tem-se:

H'4 = 16,5 mca (adotado menor que o valor da altura geomtrica)

35

H'4 = 16,5 mca (adotado menor que o valor da altura geomtrica)

21

2

21

21 /

'

/

reqH.

kQ

=

21

516203403977

1 212

/,.

,

Q/

=

Q2 = 0,0022016 m3/s = 2,2016 l/s


2222 ' QKHH R +=

KmKtKR +=

8LtfttKt +=

Passo Passo 2:2:

36

( ) 42 063,081,9803,6

+=pi

Kt

t: reg. globo angular ................... 5,00t sada lateral ........................ 1,30

t = 6,30

Kt = 33044,53 s2/m5

428

dtgdtLtfttKt

pi

+=


Passo Passo 2:2:

42 038,081,98

038,020015,0

=

piKm

428

dmgdmLmfmKm

pi=

37

Km = 312.841,60 s2/m5

KR = 345.886,13 s2/m5

H2 = 16,5 + 345.886,13 x 0,0022162

H2 = 18,1765 mca


Passo Passo 3:3:

: 1 t de sada lateral ................ 1,3

222121 QKZHH c +=

38

42 063,081,98

063,00,302,03,1

+=

piKc

Kc = 11.814,11 s2/m5

H1 = 18,18 - 3,0 + 11.814,11 x 0,00220162

H1 = 15,237 mca


Passo Passo 4:4:

2/11

2/1

1 )('

1 HK

QR

=

KreqKK RR +='

39

KR = 345.886,13 s2/m5

Kreq = 3.403.977,20 s2/m5

KR= 3.749.863,33 s2/m5

2/12/1

1 )237,15(33,863.749.31

=Q

Q1 = 0,002016 m3/s = 2,016 l/s


Passo Passo 5:5:

211' QKreqH =

H1 = 3.403.977,20 .(0,0020166)2

H1 = 13,84 mca

40

H1 = 13,84 mca

=

=

2

1i iQQ

Q = 0,0042176 m3/s = 4,2176 l/s = 253,06 l/min

portanto < 260 l/min Reiniciar o processo

Passo Passo 6:6:

Segurana Contra Incndio Segurana Contra Incndio -- HidrantesHidrantes2"

1 .QKZH BB = B: 1 cotov. 90o ............................... 0,90

1 reg. gaveta ............................. 1,001 t sada lateral ....................... 1,301 vlv. reteno vertical ........... 12,001 entrada de borda ................... 1,00

B = 16,20

41

42 075,081,98

075,020,1702,02,16

+=

piBK

LB = 14,5 + 1,5 + 1,2 = 17,20

KB = 54.282,65 s2/m5

H1 = 16 - 54.282,65 x 0,00421822

H1 = 15,034 mcaH1 H1

15,237 15,034


H1

Consumo

1

,

5

0

Reserva TcnicaRetorno p/ teste

Chave de fluxo

1,60

1,201,00

1

,

0

0

Fundo doReservatrio

Cobertura

7o Tipo

Sucobomba

Abastecimento por gravidade

Recalque2

,

5

0

3

,

0

0

H1H1

Dimensionamento de sistema de hidrantes utilizando bomba para pressurizao da rede.

Exemplo 2

42

H2H26o Tipo

5o Tipo

4o Tipo

3o Tipo

3

,

0

0

3

,

0

0

3

,

0

0

H3

H4

H5


H2 = 16,5 mca (adotado maior que o valor da altura geomtrica + perdas de carga)

( ) HZZH B ++= 21'2

2/1

Passo Passo 1:1:

43

2/12/1

2 )5,16(20,977.403.31

=Q

Q2 = 0,0022016 m3/s = 2,2016 l/s

2/12

2/1

2 )'(1 H

KreqQ

=


Passo Passo 2:2:

2222 ' QKHH R +=

KmKtKR +=

428

dtgdtLtfttKt

pi

+=

t: 1 reg. globo angular ................... 5,001 cotovelo 90o ............................ 0,90

t = 5,90

44

42 063,081,9890,5

=

piKt

Kt = 30.946,46 s2/m5 Km= 312.841,60 s2/m5

KR= 343.788,06 s2/m5

H2 = 18,1664 mca

H2 = 16,5 + 343.788,06 x 0,00220162 mca


Passo Passo 3:3:

: 1 t de sada lateral ............. 1,30

222121 QKZHH c +=

80,302,03,1

+=pi

Kc

45

42 063,081,9063,03,1

+=pi

Kc

Kc = 11.814,11 s2/m5

H1 = 18,1664 - 3,0 + 11.814,11 x 0,00220162

H1 = 15,224 mca


Passo Passo 4:4:

2/11

2/1

1 )('

1 HK

QR

=

KreqKK RR +='

46

KreqKK RR +='

KmKtKR +=

428

DtgDtLtfttKt

+=

pi

t: 1 reg. globo angular ................... 5,00 t = 5,00


Passo Passo 4:4:

42 063,081,980,5

=

piKt

Kt = 26.225,82 s2/m5

Km = 312.841,60 s2/m5

47

KR = 339.067,42 s2/m5

KR = 26.225,82 + 312.841,60

KR = 339.067,42 + 3.403.977,20

KR= 3.743.044,62 s2/m5


Passo Passo 4:4:

2/12/1

1 )224,15(33,863.749.31

=Q

Q1 = 0,002016 m3/s = 2,016 l/s

48

Passo Passo 5:5:

211' QKreqH =

H1 = 3.403.977,20 .(0,002016)2

H1 = 13,821 mca ( > 6,00 mca)


Passo Passo 6:6:

=

=

2

1i iQQ

Q = 0,0042166 m3/s = 252,99 l/min < 260 l/min, portantoreiniciar o clculo

49

Clculo da Perda de Carga:

1) Perdas na suco t: 1 reg. gaveta........................ 1,00

2 cotov. 90o ......................... 1,801 t sada lateral ........,......... 1,301 entrada de borda .............. 1,00

t = 5,10


Lt = 1,00 + 1,60 + 1,00 + 1,20 = 4,80 m

42 075,081,98

075,080,402,010,5

+=

piSK


50

KS = 16.660,84 s2/m5

HS = KS . Q2

HS = 16.660,84 x 0,00421662

HS = 0,296 m


2) Perdas no recalque (at 1) t: 1 t sada lateral ..................... 1,30

1 vlv. ret. horizontal .............. 2,501 reg. gaveta............................. 1,001 cotov. 90o .............................. 0,90


51

1 cotov. 90o .............................. 0,901 t de passagem direta ......... 0,60

t = 6,30Lt = 0,20 + 2,00 + 0,70 + 1,50 = 4,40 m

42 063,081,98

063,040,402,030,6

+=

piRK

KR = 40.371,11 s2/m5


HR = 40.371,11 x 0,00421662

HR = 0,718 m

H1 = ZB - Hs - HR

H1 = 4,00 - 0,296 - 0,718


52

H1 = 4,00 - 0,296 - 0,718

H1 = 2,986 mH1 = 2,986 m

A carga diferencial em 1 que dever ser fornecida peloconjunto motor-bomba ser de:HCB = 13,821 - 2,986

HCB = 10,835 mcaO conjunto motor-bomba escolhido ser:

Hman = 10,84 mca e Q = 15,18 m3/h

apostila pcc poli usp hidrantes 2007

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