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FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO AVALIAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO DE SAÍDAS DE EMERGÊNCIA E TEMPO DE ABANDONO DE EDIFICAÇÕES UTILIZANDO MÉTODO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL Relatório Final – Iniciação Científica Bolsa IC/FUPAM 2008-2009 Lenita Franco de Sena Orientadora: Profª Drª Rosaria Ono São Paulo 2009

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Após uma série de eventos trágicos, o tema da segurança contra incêndio entrou em foco no país, especialmente para elaboração de normas específicas, intensificando a responsabilidade do arquiteto durante a fase de projeto. Além da pouca tradição, as legislações vigentes hoje se encontram muito defasadas e são divergentes em seus critérios nos âmbitos municipal, estadual e federal. Partindo disso, decidiu-se realizar uma comparação entre duas normas vigentes no estado de São Paulo, o Código de Obras e Edificações do Município e a Instrução Técnica nº 11 do Corpo de Bombeiros (complementar ao Decreto Estadual nº 46.076) a partir da simulação do abandono de alguns edifícios de grande altura (o tipo mais crítico de edificação no quesito segurança contra incêndio) utilizando o software britânico buildingEXODUS - desenvolvido pela Universidade de Greenwich.

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FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

AVALIAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO DE SAÍDAS DE EMERGÊNCIA E TEMPO DE ABANDONO DE EDIFICAÇÕES UTILIZANDO MÉTODO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Relatório Final – Iniciação Científica

Bolsa IC/FUPAM 2008-2009 Lenita Franco de Sena

Orientadora: Profª Drª Rosaria Ono

São Paulo 2009

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 ii

Sumário

1. Introdução _______________________________________________________1

Objetivos_________________________________________________________1

Projeto Inicial _____________________________________________________1

Trabalho Final_____________________________________________________2

Cronograma ______________________________________________________2

2. Referências Bibliográficas ___________________________________________4

MUNICÍPIO DE SÃO PAULO _________________________________________4

CORPO DE BOMBEIROS DO ESTADO DE SÃO PAULO __________________6

ESTADO DE SÃO PAULO ___________________________________________7

OMINE, Eliza Miyuki ________________________________________________8

GONÇALVES, Rafael Otoni __________________________________________9

VALENTIN, Marcos Vargas _________________________________________10

3. buildingEXODUS _________________________________________________14

O Software ______________________________________________________14

Realizando uma simulação__________________________________________14

4. Testando o Software ______________________________________________23

Objetivos e Descrição______________________________________________23

Resultados ______________________________________________________24

5. Cálculos ________________________________________________________30

Dimensionamento_________________________________________________30 Exemplo 1:__________________________________________________________________ 30 Exemplo 2:__________________________________________________________________ 39 Exemplo 3:__________________________________________________________________ 49

Análise dos Resultados Obtidos______________________________________58 Exemplo 1:__________________________________________________________________ 59 Exemplo 2:__________________________________________________________________ 62 Exemplo 3:__________________________________________________________________ 66

6. Simulações______________________________________________________71

Introdução_______________________________________________________71

Caso 1 – Montagem e Análises ______________________________________76 Exemplo 1:__________________________________________________________________ 76 Exemplo 2:__________________________________________________________________ 94 Exemplo 3:_________________________________________________________________ 115

Caso 1 - Conclusões _____________________________________________138 Conclusão sobre o Exemplo 1: _________________________________________________ 138 Conclusão sobre o Exemplo 2: _________________________________________________ 139 Conclusão sobre o Exemplo 3: _________________________________________________ 139

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IC/FUPAM 2008-2009 ii

Caso 2 – Montagem e Análises _____________________________________141 Exemplo 1:_________________________________________________________________ 141 Exemplo 2:_________________________________________________________________ 148 Exemplo 3:_________________________________________________________________ 156

Caso 2 - Conclusões _____________________________________________164 Conclusão sobre o Exemplo 1: _________________________________________________ 164 Conclusão sobre o Exemplo 2: _________________________________________________ 166 Conclusão sobre o Exemplo 3: _________________________________________________ 166

7. Conclusões Finais _______________________________________________168

8. Bibliografia _____________________________________________________174

9. Anexos ________________________________________________________176

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1. Introdução

Objetivos

Dentre os objetivos principais a serem atingidos estavam: assimilar os

conceitos básicos de segurança contra incêndio em edificações e compreender a

função de modelos computacionais no dimensionamento das saídas de emergência

em projetos arquitetônicos e o tempo de evacuação resultante para avaliar a eficácia

dessas saídas. Este último também funcionaria como suporte ao projeto de pesquisa

da orientadora, a Profª Drª Rosaria Ono.

Projeto Inicial

Frente aos vários edifícios que sofreram com a ação do fogo em âmbito

mundial, o Brasil apresenta uma série de exemplos trágicos que levaram à perda de

centenas de vida e em alguns casos até ao colapso estrutural de edificações. Foi

apenas após as tragédias ocorridas na década de 1970 (Edifício Andraus e Edifício

Joelma) que a primeira legislação relativa à segurança contra incêndio foi elaborada,

em 1974 pelo município de SP e em 1983 pelo Estado.

Diante desta situação – e também visando a preservação da população e do

patrimônio edificado – chega-se à conclusão de que o projeto e a construção de

edifícios devem ser acompanhados da preocupação com o projeto de segurança

contra incêndio. Isso não significa apenas a instalação de sistemas prediais

modernos, de custo elevado, que de nada servirão se tais edifícios não contarem

com elementos para favorecer o abandono rápido e seguro dos ocupantes.

Nos dias atuais, a responsabilidade dos arquitetos no desenvolvimento destes

projetos – sejam eles novos ou de adaptação dos edifícios antigos às novas regras –

é imensa, exigindo conhecimentos e estudos detalhados sobre o assunto.

Sendo assim, optou-se por utilizar um método computacional para simular os

diferentes critérios de dimensionamentos, a fim de realizar um estudo comparativo

entre normas existentes, códigos de obras e regulamentações. Para tanto, escolheu-

se trabalhar com o software inglês buildingEXODUS, cuja licença foi obtida por meio

de uma doação do Instituto Brasileiro de Siderurgia/Centro Brasileiro de Construção

em Aço (IBS/CBCA) para a FAUUSP, para desenvolvimento de pesquisas na área

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de Segurança Contra Incêndio. Sob posse da orientadora, Profª Drª Rosaria Ono, o

programa já foi utilizado em estudos desenvolvidos pela aluna Eliza Omine

(Iniciação Científica, CNPq/PIBIC 2005-2006) e pelo arquiteto Marcos Vargas

Valentin (Mestrado FAUUSP 2005-2008).

Trabalho Final

Para realizar a comparação entre as normas existentes, decidiu-se eleger

legislações de segurança contra incêndio vigentes no Estado de São Paulo. Sendo

assim, elegeu-se o Código de Obras e Edificações do município e a Instrução

Técnica nº 11 do Corpo de Bombeiros para efeitos de dimensionamento. Isso porque

as duas normas apresentam grandes diferenças com relação à estimativa de

população e também no que se refere ao dimensionamento das saídas.

Com relação aos modelos a serem simulados, optou-se por trabalhar com

edifícios de múltiplos pavimentos por estes serem mais críticos com relação às

medidas de segurança e elaboração de métodos eficientes de abandono. Além

disso, as duas normas eleitas para o trabalho também apresentam formas diferentes

de lidar com esse tipo de edificação – com relação a classificações, critérios de

altura e determinação de valores para dimensionamento.

Sendo assim, fixou-se como meta final deste trabalho: comparar os métodos

de dimensionamento do Código de Obras e Edificações com os da Instrução

Técnica nº11 a partir da simulação com o software buildingEXODUS do abandono

de edificações de múltiplos pavimentos, a fim de verificar a qual a real eficiência de

tais métodos (ao longo do desenvolvimento do trabalho, ao se ampliar os

conhecimentos sobre os recursos do programa, pode-se acrescentar mais

elementos nesta comparação).

Cronograma

Durante a elaboração deste relatório final, montou-se a tabela abaixo, com o

cronograma das atividades realizadas durante a pesquisa, no período de setembro

de 2008 a agosto de 2009.

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Ativida des 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Levantamento Bibliográfico X X

Leitura do manual do buildingEXODUS XTestes de compreensão do software X X

Realização dos cálculos XElaboração dos layouts finais X

Construção dos modelos - Caso 1 X X XExecução das simulações - Caso 1 X X

Análise dos resultados - Caso 1 X XConstrução dos modelos - Caso 2 X XExecução das simulações - Caso 2 X X

Análise dos resultados - Caso 2 XElaboração do relatório final X X

Os dois primeiros meses de trabalho foram de levantamento bibliográfico

sobre segurança contra incêndio (livros, artigos e normas, a serem descritos mais

adiante) e trabalhos anteriores que já trataram sobre o tema, especialmente em

edificações altas e que também tenham utilizado o buildingEXODUS em suas

análises. A seguir, passou-se para a leitura do manual do programa e conseqüentes

testes de aplicação do que era lido (tudo detalhado ao longo deste trabalho).

Compreendido o funcionamento do software, foram criadas as edificações de

exemplo. As rotas de fuga foram calculadas de acordo com as duas normas

escolhidas – COE e IT nº11 – para que os layouts das saídas e escadas pudessem

ser determinados – trabalho esse finalizado ainda em 2008.

Com o início do ano de 2009, passou-se para a confecção dos modelos no

software para realizar as simulações. A elaboração dos modelos do Caso 1 tomou

mais tempo do que a do Caso 2 porque todos os elementos tiveram que ser

inseridos pela primeira vez – no Caso 2, apenas as escadas foram alteradas,

aproveitando tudo o que já havia sido elaborado anteriormente. Assim que as

simulações eram realizadas, os resultados eram analisados para permitir

comparações já nas análises seguintes.

Os últimos dois meses (julho e agosto) foram dedicados à finalização das

análises e elaboração deste relatório final.

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2. Referências Bibliográficas

Para a elaboração deste trabalho, foram utilizadas referências provenientes

de várias fontes: normas técnicas de segurança contra incêndio, pesquisas já

concluídas de iniciação científica, teses de mestrado e o próprio manual do software.

Todas estas fontes serão citadas e resumidas abaixo – com exceção do resumo do

manual do buildingEXODUS, que se encontra no próximo capítulo deste trabalho,

destinado à descrição do programa.

MUNICÍPIO DE SÃO PAULO Lei Municipal Nº 11.228 de 25.06.1992 (Código De Obras e Edificações) –

Capítulo 12: Circulação e Segurança. São Paulo, 1992.

O código de segurança contra incêndio vigente nos dias atuais no município

de São Paulo teve sua última revisão há 17 anos. A lei estabelece critérios para

dimensionamento e determinação do tipo e quantidade das rotas de fuga de uma

edificação – aquelas a construir e aquelas que necessitam de adaptação aos novos

padrões (estas seguem as especificações do Anexo 17 desta lei). Também

apresenta especificações para corrimãos, rampas, revestimentos, compartimentação

dos pavimentos e o potencial de risco dos materiais empregados.

Com relação às rotas de fuga, o COE as divide em dois tipos básicos:

privativo (ou restrito) e coletivo (para serem consideradas privativas, as rotas devem

estar numa edificação destinada a qualquer uso, com área menor ou igual a 250m²,

altura menor ou igual a 6m e lotação menor ou igual a 100 pessoas). Cada um

possui um tipo de dimensionamento, com larguras mínimas diferentes. Por exemplo,

para espaços de circulação – escadas, rampas, corredores e vestíbulos – os

privativos devem ter larguras mínimas de 0,80m enquanto os coletivos devem ter no

mínimo 1,20m. Já as escadas, as privativas devem ter pelo menos 0,60m de largura,

vencendo desníveis de no máximo 3,20m, enquanto as coletivas devem ter no

mínimo 1,20m.

Para calcular a largura necessária de uma escada coletiva, é necessário

seguir os requisitos e critérios estabelecidos nesta lei (uma descrição resumida

deste método de cálculo encontra-se na parte de Cálculos deste trabalho).

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Primeiramente, calcula-se a população estimada do edifício de acordo com a tabela

12.6.1 do Código, que estabelece uma relação de ocupantes por área de acordo

com o uso. Esse valor é corrigido em função da altura, de acordo com os critérios

estabelecidos e descritos na norma.

Esta última população encontrada é utilizada para estabelecer a largura das

rotas (escadas, rampas e corredores) ao ser dividido por 30 e multiplicando-se o

resultado por 0,30m – segundo o COE, a cada módulo de 0,30m é possível a

passagem de 30 pessoas. Apesar de ser utilizado este módulo de 0,30m para

compor as rotas de fuga, na verdade o Código de Obras considera 0,60m como

módulo para a passagem de uma pessoa – ou seja, a largura que uma pessoa

ocupa para se deslocar – até por isso a largura mínima é de 1,20m, para permitir a

passagem de duas pessoas por vez.

Apesar disso, como coloca VALENTIN (2008), “a única diferença entre uma

escada de 1,20m e outra de 1,50m é o nível de conforto que sua dimensão

proporcionará aos seus usuários”, pois só será possível a passagem simultânea de

dois ocupantes em ambas.

Quanto ao número necessário de escadas, o COE estabelece, na tabela

12.8.1, as distâncias máximas a serem percorridas em cada pavimento – de acordo

com as características do edifício. Se a distância de um ponto até a escada mais

próxima é superior ao valor tabelado, é necessário inserir uma nova escada no

layout definido (entretanto, a distância mínima entre as entradas de duas escadas

deve ser de 10m).

No que diz respeito à necessidade de escadas protegidas ou não, é exigida

uma escada protegida quando o uso é residencial multifamiliar e hospedagem, com

altura superior a 12m; ou quando possui qualquer outro uso, mas com altura

superior a 9m ou lotação superior a 100 pessoas. Se o uso é residencial com altura

superior a 80m, se o uso é qualquer outro com altura superior a 36m ou superior a

9m com lotação de mais de 100 pessoas, é necessário colocar mais de uma escada

protegida no layout (as distâncias máximas, conforme já descrito, é que vão

determinar o número exato necessário).

O COE também faz determinações referentes aos Sistemas de Segurança –

instalações e equipamentos, como iluminação, sinalização e alarmes, que devem

funcionar em situações de emergência. Segundo o item 12.11.3, a instalação de

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IC/FUPAM 2008-2009 6

todos estes recursos sempre que a edificação necessitar – de acordo com o

explicado anteriormente – de pelo menos um espaço de circulação protegido.

CORPO DE BOMBEIROS DO ESTADO DE SÃO PAULO Saída De Emergência em Edifícios (Instrução Técnica Nº 11). São Paulo,

2005.

Das legislações sobre segurança contra incêndio em vigor, as Instruções

Técnicas foram as últimas a sofrerem revisões – o que aconteceu cinco anos atrás.

Elaboradas como um complemento do Decreto Estadual nº 46.076/2001, cada uma

aborda um critério técnico específico relativo a medidas de segurança (saídas de

emergência, sinalização, iluminação, segurança estrutural).

Por ser um complemento, todas as classificações e tabelas exigidas pela IT

para seus cálculos fazem parte do DE nº 46.076 (uma descrição resumida do

método de cálculo segundo esta norma encontra-se na parte de Cálculos deste

trabalho).

O primeiro passo, assim como no COE, é estimar a população segundo a

tabela de relação de ocupantes por área por uso da edificação. Este valor deve ser

dividido pela capacidade da unidade de passagem (acessos/descargas,

escadas/rampas e portas), resultando no número de unidades de passagem

necessário para cada rota. Para converter esse número em largura, basta multiplicá-

lo por 0,55m que é o módulo adotado pela IT nº11 como necessário para uma

pessoa se deslocar – apesar deste módulo, a largura mínima aceita por esta norma

é de 1,20m, numa forma de uniformizar com as outras legislações existentes.

Na IT, tem-se várias especificações detalhas para projeto de acessos,

rampas, escadas, guarda-corpos, corrimãos, enfim, de todos os elementos

necessários na edificação para garantir a segurança dos usuários. Todos são

acompanhados de imagens – ao contrário do COE – o que facilita bastante a

compreensão do que é exigido.

Diferentemente do Código de Obras, a Instrução Técnica não vincula sua

população estimada à altura da edificação (no COE há uma correção da população

em função da altura do edifício), apenas à área do pavimento. Este é um dos fatores

que pode gerar diferenças entre os cálculos nas duas normas. Como as rotas de

fuga são dimensionadas em função da população, no caso de edificações muito

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altas, os critérios do COE podem resultar em larguras muito superiores às

calculadas segundo a IT – vale ressaltar que, no município de São Paulo, o que

prevalece são as dimensões obtidas com o COE; já no resto do Estado, os critérios

da IT prevalecem.

Outra diferença entre as duas normas é que a IT possui uma tabela (Tabela

6) que determina, de acordo com a área dos pavimentos e altura da edificação, o

número mínimo e o tipo de escadas necessárias em cada caso. Mesmo assim, de

acordo com a tabela de distâncias máximas a serem percorridas, o layout dos pisos

pode levar a necessidade de mais escadas.

Para fins de projetos, por ser mais detalhada, a IT nº11 é mais eficiente do

que o COE para se obter as melhores opções de segurança a incêndios. Mas, como

colocado acima, as dimensões e especificações gerais do Código de Obras ainda

são prevalecentes no município de São Paulo.

ESTADO DE SÃO PAULO Decreto Estadual nº 46.076 de 31.08.2001. São Paulo, 2001.

O Decreto estabelece, em âmbito estadual, os procedimentos regulamentares

de segurança contra incêndio em edificações e áreas de risco. Determina as normas

que todas as edificações precisam cumprir, com relação à altura, adoção de

medidas contra incêndio, dimensionamento de saídas, entre outras.

Seu anexo é composto de várias tabelas (utilizadas, por exemplo, pela IT nº

11) para determinar os requisitos básicos necessários. A primeira é a tabela de

classificação por uso e ocupação, pois cada tipo de edificação possui determinações

específicas – alguns tipos apresentam riscos maiores que outros, por isso

necessitam de medidas diferenciadas (por exemplo, depósitos de explosivos e

habitações).

Para cada tipo de edificação, há uma nova tabela diferente, para especificar

quais medidas de segurança são exigidas, de acordo com a altura. As medidas vão

desde segurança estrutural e compartimentação vertical até o controle de

acabamentos e instalações de chuveiros automáticos. Vale colocar que as tabelas

determinam as medidas obrigatórias, mas nada impede a instalação das que não

foram exigidas para complementar a segurança dos usuários.

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IC/FUPAM 2008-2009 8

Tais tabelas podem ser utilizadas como complemento à outras legislações,

inclusive o COE – muitas das especificações do DE não são nem citadas no Código

de Obras.

OMINE, Eliza Miyuki Comparação de Métodos de Dimensionamento de Rotas de Fuga em

Edifícios de Grande Altura. Pesquisa de Iniciação Científica CNPq/PIBIC 2005-

2006.

O relatório final da pesquisa realizada por Eliza Miyuki Omine, também

orientada pela Profª Drª Rosaria Ono, serviu como base para este trabalho, já que

trabalha com a questão do dimensionamento de rotas de fuga em edificações de

múltiplos pavimentos utilizando o software buildingEXODUS como base para a

comparação. Entretanto, não se quis fazer do presente trabalho apenas uma

continuação deste anterior, mas uma revisão e um aprofundamento do assunto,

tanto da comparação entre as legislações de segurança contra incêndio vigentes no

país como de uso do programa em questão.

A aluna sofreu alguns imprevistos ao longo da pesquisa – a licença do

programa expirou e demorou alguns meses até que fosse renovada, impedindo a

utilização do software – o que a levou a fazer algumas alterações em seu projeto

inicial. A idéia era simular vários edifícios existentes calculando os caminhos e

escadas de acordo com a NBR9077, o Código de Obras e Edificações de São Paulo

e a Instrução Técnica nº11 do Corpo de Bombeiros de São Paulo. Por causa deste

percalço, o tempo ficou limitado e apenas um edifício foi escolhido para as

simulações: o Fórum Trabalhista Ruy Barbosa, localizado na Barra Funda, em São

Paulo.

Talvez para aproveitar o excesso de tempo “disponível” devido ao imprevisto

acima, a aluna realizou uma extensa pesquisa bibliográfica, inserindo em seu

trabalho fichamentos de várias fontes (teses de mestrados, normas, artigos

publicados) sobre segurança contra incêndio. Estes relatórios de leitura foram

extremamente úteis para um aprofundamento maior no assunto.

Com relação à simulação, o trabalho é bem sucinto, sem grandes

aprofundamentos – talvez até pela falta de tempo. São simulados apenas quatro

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IC/FUPAM 2008-2009 9

pavimentos (térreo e mais três) porque “o processamento de dados por parte do

computador começou a divagar”, fazendo apenas uma estimativa do tempo de

abandono. A população utilizada foi calculada por estimativa de uso diário do edifício

e não segundo os critérios das normas escolhidas para comparação. Isso representa

um parâmetro a menos para comparar – já que os critérios de estimativa de

população também são bem diferentes e também poderiam ser alvo de análises e

comparações.

Antes de comentar as conclusões finais, vale destacar certo erro na forma de

interpretação da aluna ao montar um layout baseado na IT nº11 com escadas de

1,10m de largura. Apesar de esta norma considerar 0,55m como módulo de

passagem, como colocado no resumo sobre esta norma a largura mínima admitida

para as rotas é de 1,20m, sendo errôneo determinar escadas com 1,10 como optou

por fazer. Fora isso, pode-se dizer que não utiliza muitos dados das simulações para

suas análises. É colocado que não houve grandes diferenças entre os layouts das

diferentes legislações – apenas 0,10m nas escadas – o que, segundo a aluna, foi o

único motivo para as diferenças de tempo entre as simulações baseadas em cada

caso.

Como o edifício não foi simulado por completo – com todos os seus 19

pavimentos – realmente não seria possível uma análise muito profunda.

Considerando uma população aproximada de 250 pessoas por pavimento (foi

adotada uma população de 1000 pessoas para o edifício; como estas foram geradas

randomicamente não é certo de que todos os andares contem com o mesmo

número de ocupantes), dividida entre quatro escadas, ter-se-ia uma média de 80

pessoas por escada por pavimento. Sendo apenas três pavimentos – já que o térreo

é o próprio pavimento de saída – é menos provável que ocorram aglomerações e

congestionamento nas escadas do que se os 19 andares fossem desenhados (neste

caso, seriam 1200 pessoas a mais por escada!).

Se o Fórum tivesse sido simulado por completo, os resultados seriam bem

diferentes, permitindo, talvez, análises mais profundas sobre as legislações.

Por tudo o que foi colocado acima, optou-se por trabalhar com edifícios

“completos” neste trabalho – desenhando todos os seus pavimentos no programa –

mesmo que isso implicasse numa sobrecarga que levasse o computador a demorar

muito mais tempo para processar os dados das simulações. Além disso, também se

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decidiu por estabelecer as populações de acordo com os cálculos efetuados para

cada norma, e não por estimativa de acordo com o tipo de uso do edifício.

GONÇALVES, Rafael Otoni Segurança Contra Incêndio em Edifícios de Grande Altura. Pesquisa de

Iniciação Científica, 2004.

O relatório final da pesquisa realizada por Rafael Otoni Gonçalves, orientando

da Profª Drª Rosaria Ono, também serviu como base para este trabalho por tratar da

questão da proteção contra incêndio em edificações de múltiplos pavimentos – tipo

este escolhido como alvo do presente trabalho. A pesquisa concentrou-se nas

medidas que devem ser adotadas para proteger a população de tais edifícios e

facilitar o abandono rápido e seguro dos ocupantes em caso de incêndio. É um

trabalho teórico que contém análises de vários edifícios existentes, avaliando se eles

sejam os requisitos básicos de segurança.

Da parte teórica do trabalho, tirou-se muitas informações sobre o

desenvolvimento dos incêndios, as diversas fases que os compõem; os tipos de

materiais que devem ou não ser utilizados; e, principalmente, os principais

elementos que devem ser considerados durante um projeto para garantir a proteção

dos usuários – como o entorno, para que a implantação seja feita da melhor maneira

possível; os revestimentos; determinação de rotas de fuga; determinação da posição

de escadas; medidas preventivas. Além disso, trata de todos os riscos adicionais

correspondentes a edifícios de grande altura (que configuram limitações ao trabalho

dos bombeiros e exigem medidas mais complexas).

Resumidamente, pode-se dizer que foi uma leitura importante para se

compreender a importância das medidas de segurança em edifícios altos

(principalmente os com mais de 20 pavimentos), e agregar novos argumentos para a

escolha deste tipo de edificação para o desenvolvimento deste trabalho.

VALENTIN, Marcos Vargas Saídas de Emergência em Edifícios Escolares. Dissertação de Mestrado,

FAUUSP, 2008.

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IC/FUPAM 2008-2009 11

Esta dissertação, novamente sob orientação da Profª Drª Rosaria Ono, trata

do dimensionamento de rotas de fuga em edifícios escolares (que podem ser

generalizados como edifícios não muito altos, como o próprio autor coloca, apesar

da elevação de gabarito dos prédios escolares mais contemporâneos), através de

análises com o software buildingEXODUS.

A primeira parte da dissertação aborda o projeto e construção de edifícios

escolares no Estado de São Paulo – o que não é muito relevante para este trabalho,

já que quer se trabalhar com edificações de múltiplos pavimentos. Em seguida, o

autor faz uma listagem das legislações edilícias do Estado sobre segurança contra

incêndio. É um capítulo bem interessante, pois se vê que são poucas as normas

criadas para tal fim; além disso, as primeiras delas não estabeleciam muitas

medidas de segurança, apenas dimensões (pé-direito, janelas e aberturas em geral),

proibições (fogueiras e fogos de artifício) e determinação de alarme aos sineiros de

igreja.

As legislações só começaram a ficar mais normativas no começo do século

XX (década de 1920), sendo que não foram feitas muitas revisões. Por exemplo, a

lei nº 11.228 vigente até hoje no município de São Paulo (o COE) foi elaborada em

1992, não tendo sido revisada até os dias atuais. Apesar da promulgação do

Decreto Estadual nº 46.076 em 2001 e das Instruções Técnicas – revisadas em

2004 – o Código de Obras ainda prevalece no Município (apesar da revisão em

2004, os critérios-base para a IT nº 11 foram retirados da NBR9077, de 1993 – mais

de uma década anterior).

Como crítica, pode-se colocar que as legislações vigentes atualmente (o

COE/1992 no município de São Paulo, a IT/2004 e o DE 46.076/2001 no Estado de

São Paulo, e a NBR9077/1993 no país) possuem um grande número de

divergências, desde o que se refere a modulações até exigências básicas, como

distâncias máximas e tipos de escadas (essas divergências são justamente a razão

da existência de trabalhos e pesquisas como este, que visam comparar as

legislação e verificar a eficiência de cada uma).

Encerrada a parte de legislações, o autor faz uma análise sobre normas

baseadas em desempenho e um levantamento dos modelos computacionais

existentes para simular incêndios e abandono de edificações – entre eles, o

buildingEXODUS. As normas baseadas em desempenho são uma alternativa às

prescritivas – como as brasileiras. Trabalham com objetivos e não regras, levando a

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uma gama muito ampla de projetos tão ou mais eficientes do que os que seguem

normas e dimensionamentos rígidos. Como o autor coloca, “muitos países têm

percebido que a forma tradicional, puramente prescritiva, nem sempre oferece uma

flexibilidade necessária que satisfaça as especificações de projeto, as necessidades

funcionais ou mesmo os mais modernos métodos de projeto e de construção”.

Segundo MEACHAN (2002), “o conceito de desempenho nas

regulamentações de edifícios tende a aumentar a flexibilidade, reduzir as barreiras

para inovações, aumentar a habilidade para integrar os processos, reduzir os custos

gerais e aumentar o campo de fornecedores”. Ao invés de determinar modulações e

valores fixos, os códigos por desempenho caracterizam-se “pela avaliação e

demonstração técnica, através de métodos científicos, de alternativas que

apresentam a melhor solução ao problema proposto, sob os prismas técnico e

econômico”.

Apesar de os códigos de desempenho apresentar-se como uma opção mais

dinâmica e, talvez por isso, mais atraente, no Brasil – pelo menos por enquanto –

não há uma situação favorável à implantação de tal tipo de legislação, pois há (como

já descrito) um número limitado de códigos, alguns bem desatualizados, e

divergentes nos vários âmbitos (municipal, estadual e federal). Além disso, não há

uma consciência coletiva da população brasileira no que se refere à proteção contra

incêndio; é um assunto estudado por poucos e que tem pouca ou nenhuma

relevância na hora de projetar novos edifícios (TAVARES; SILVA; DUARTE; 2002).

Depois desta introdução teórica, o autor parte para a escolha e análise de

alguns edifícios escolares do Estado de São Paulo, para depois elaborar modelos

dos mesmos para simulações com o software. Uma das questões mais importantes

com a qual o autor trabalha é o fato de o programa não possuir dados relativos a

crianças – o público-alvo dos edifícios estudados. Como tais não foram encontrados,

o autor apenas importou os disponíveis no programa Simulex.

Para cada escola – foram quatro ao todo – o autor realizou quatro simulações

diferentes, alternando entre população de adultos e de crianças, número e largura

de escadas e saídas. Para o Estudo 1, o autor ainda inseriu mobiliário nas salas de

aula, para verificar a influência disso no tempo final. Após as simulações, o autor

concluiu que o mobiliário pouco interfere no abandono – a causa principal de demora

são os congestionamentos na entrada das escadas. Dessa forma, não foi inserido

mobiliário na geometria de nenhum dos outros três casos de estudo.

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As simulações e análises realizadas nesta tese serviram de exemplo para as

que viriam a ser realizadas neste trabalho, uma vez que o mesmo software será

utilizado. Por exemplo, como foi descrito acima, adotou-se a indiferença na inserção

de mobiliários como forma de “atrasar” os ocupantes no abandono. A tese também

foi importante como uma forma de compreender o funcionamento do programa e a

geração de dados de uma forma mais prática do que apenas através da leitura do

manual.

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3. buildingEXODUS

O Software

EXODUS é o nome dado para uma família de softwares desenvolvidos pelo

U.G.M.T., um subsidiário da Universidade de Greenwich, na Inglaterra, para realizar

simulações de evacuação e movimentação de grandes grupos de pessoas dentro de

estruturas complexas. Até o momento, foram desenvolvidos três deles: o

airEXODUS – utilizado na indústria de aviação para design de aeronaves,

treinamento de tripulantes e investigação de acidentes, entre outros possíveis usos -

o buildingEXODUS – utilizado na indústria de construção civil tanto para medidas de

segurança contra incêndio como para avaliar a eficiência e capacidade das

estruturas – e o maritimeEXODUS – utilizado pela engenharia naval para os

mesmos fins que o airEXODUS.

Os três softwares necessitam de uma chave hardware, chamada de dongle,

sem a qual não é possível rodar nenhum dos programas – se ela for retirada, o

programa fecha automaticamente. Este dongle só é cedido pela Universidade de

Greenwich para fins acadêmicos, mediante o pagamento de uma licença de uso de

um ano de duração, mas que pode ser renovada diversas vezes.

Realizando uma simulação

Antes de qualquer coisa, é preciso realizar a leitura do manual do software

para entender o funcionamento do programa, os elementos que os constituem e os

recursos disponíveis para as simulações. O manual explica todos os componentes e

ensina as melhores formas de trabalhar com o software.

Para realizar uma simulação no buildingEXODUS, é necessário elaborar um

modelo do(s) ambiente(s) em estudo. O primeiro passo é determinar a geometria de

cada pavimento no Geometry Mode do software. Isso pode ser feito desenhando-se

linhas auxiliares – que podem ser geradas manualmente no programa ou num

arquivo CAD DXF, posteriormente importado para o programa – e depois as

preenchendo com nós (nodes), ou simplesmente posicionando-se os nós

manualmente na tela.

No buildingEXODUS, são esses nós (nodes) que definem a menor quantidade

possível de espaço a ser ocupada por uma única pessoa na geometria, não

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podendo ser ocupado por mais de um indivíduo por vez, configurando o movimento

da população – as linhas são apenas referências para preencher os espaços com os

nós e podem não estar visíveis durante as simulações. Ao todo, o EXODUS possui

vários tipos diferentes de nós, que apresentam cores diferentes para poderem ser

diferenciados, cada um com atributos particulares que influenciam no

comportamento dos ocupantes – velocidade,

direção, percurso. São eles:

� Free-Space (Espaço Livre): o nó

padrão, configura o movimento

simples e desobstruído;

� Boundary (Limite): ao ser colocado nas

áreas próximas a obstáculos e

paredes, tende a ser evitado pelos

ocupantes – se for necessário passar

por ele, a velocidade será reduzida;

� Attractor (Atrativo): atrai o ocupante

para si;

� Discharge (Descarga): recebe o

ocupante que passou pelo Attractor;

� Seat (Assento): representa assentos

ou obstáculos, fazendo com que o ocupante dê a volta para evitá-lo ou

passe por cima deles (em velocidade reduzida);

� Stair (Escada): são os nós de escada, determinam uma velocidade

diferenciada no ocupante;

� Landing (Patamar): nós que configuram os patamares entre lances de

escada; tem comportamento semelhante a dos Free-Spaces no que se

refere à velocidade dos ocupantes;

� Internal Exit (Saída Interna): representam saídas internas ao

pavimento, mas que não levam o ocupante ao exterior do edifício – só

devem ser realmente colocadas quando se quer controlar a velocidade

do fluxo através de uma porta ou quando o compartimento possui mais

de uma saída e quer-se determinar qual a prioritária, caso contrário,

pode-se apenas deixar um nó comum, limitando as ligações dos nós

adjacentes;

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� External Exit (Saída Externa): são as saídas para o exterior da

edificação – ao atravessarem esse nó,

considera-se que o ocupante completou a

evacuação e está em segurança do lado de fora

do edifício;

� Census Region (Região Censitária): estes nós

não influenciam o comportamento dos

ocupantes, apenas geram dados sobre os

ocupantes que os atravessaram;

� Source (Fonte): nó para geração automática de

população ao longo da simulação;

� Redirection (Redirecionamento): nó que

redireciona os ocupantes para rotas pré-

determinadas;

� Direction (Direcionamento): nó através do qual

se pode controlar a direção de movimento dos

ocupantes.

Cada nó deve ser conectado aos nós adjacentes por arcos (arcs), que podem

ser gerados manual ou automaticamente. São estas ligações que permitem que os

ocupantes se desloquem pelo modelo e que determinam as direções que poderão

ser tomadas (cada nó pode ter até oito arcos, sendo eles verticais, horizontais e/ou

diagonais; entretanto, não é obrigatório um nó possuir arcos em todas as direções).

Os arcos também determinam a distância entre os nós, que, no padrão do

software (default), é de 0,5m - ou seja, pode-se dizer que o programa possui uma

modulação de 0,5m em 0,5m. Isso porque o software foi elaborado na Inglaterra

segundo uma lógica de que uma pessoa adulta andando ocupa uma largura média

de aproximadamente 0,5m. Esta modulação pode ser alterada pelo usuário, de

acordo com sua necessidade. Por exemplo, esses valores poderiam ser modificados

para atender aos padrões das legislações brasileiras (a NBR 9077 e a Instrução

Técnica nº 11 do Corpo de Bombeiros de São Paulo adotam módulos de 0,55m,

enquanto o Código de Obras e Edificações de São Paulo, módulos de 0,60m).

Entretanto, o mais recomendável – segundo o manual do software – é manter

este valor e aproximar os valores do modelo elaborado para esta modulação, pois a

diferença que se obteria no final seria mínima. (É importante lembrar que cada

Porta com Internal Exit Nodes

Porta sem Internal Exit Nodes

External Exit já conectada

TIPOS DE SAÍDAS

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nó/arco representa o espaço ocupado por uma única pessoa, sendo assim essa

modulação só deve ser alterada para valores entre 0,3m e 1,0m, caso contrário esse

preceito se torna inválido – um indivíduo não ocupa uma largura maior do que 1,0m.)

Além disso, essa alteração também pode afetar o método de resolução de conflitos

do programa, prejudicando um pouco a eficiência da simulação caso a mudança não

seja feita corretamente.

No caso de construção de um modelo de edificação de múltiplos pavimentos,

é recomendável que cada pavimento seja elaborado em uma janela diferente e

depois conectado aos pavimentos inferior e superior através de links. Isso significa

tratar cada pavimento como uma entidade distinta até que todos estejam

conectados, só aí configurando uma edificação única. Fazer as conexões

corretamente garante o funcionamento da simulação e a saída da população do

edifício todo.

O buildingEXODUS não precisa de muitos detalhes nos layouts usados –

apenas as geometrias básicas, as linhas mais significativas que definem os espaços,

para estabelecer as áreas que devem ser preenchidas com os nós. Então, uma vez

colocadas as linhas externas, estas devem ser preenchidas com os nós através do

comando Node Flood, que preenche toda a área delimitada pelas linhas, seguido do

comando Auto Connect, que gera automaticamente os arcos (arcs) de conexão

entre os nós (excetuando os separados por linhas). Para uma maior eficiência, é

importante que as linhas determinem um polígono fechado, caso contrário toda a

janela será preenchida.

Já as escadas seguem um dimensionamento diferenciado. O programa

considera (baseado nos estudos de Fruin) que, ao se deslocar em uma escada,

devido ao balanço lateral do corpo, cada pessoa ocupa um espaço médio de 0,76m

– 0,26m a mais do que no deslocamento em linha reta – sendo esta a modulação

dos nós das escadas (Stair Nodes). Se a legislação brasileira fosse levada em

consideração aqui, a modulação dos nós das escadas seria idêntica a dos demais

nós. Entretanto, assim como todos os elementos do EXODUS, as características das

escadas também podem ser editadas pelo usuário de acordo com sua necessidade.

Colocadas as escadas, é preciso conectá-las com os pavimentos

respectivamente superiores e inferiores para permitir que os ocupantes sejam

“transferidos” de um para outro até atingirem a saída do edifício. Isso é feito através

de um sistema de links, que consiste em inserir um link primário (Primary Link) em

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um dos pavimentos a serem conectados – é indiferente se o pavimento encontra-se

mais acima ou mais abaixo – e conectá-lo a um ou mais nós deste pavimento por

arcos. Em seguida, no outro pavimento é colocado um link secundário (Secundary

Link) que também deve ser conectado a um ou mais nós do respectivo pavimento e

também aos nós de “referência” que surgem automaticamente junto com o link,

representando os nós do outro pavimento, ao qual serão conectados.

Assim, os ocupantes que atingirem tais nós do pavimento mais distante da

saída serão “transportados” para os nós determinados no outro pavimento.

Antes de mudar do Geometry Mode para o Population Mode, é necessário

inserir as saídas para o exterior da edificação (External Exits). Estas devem ser

colocadas na janela e conectadas por arcos aos nós. O número de nós ao qual cada

saída estará conectada é que determinará sua dimensão – lembrando que cada nó

possui 0,5m.

Definida toda a geometria de todo o edifício, pode-se então inserir a

respectiva população no Population Mode. Existem várias formas de se gerar uma

população: ela pode ser inserida randomicamente por local selecionado, por

pavimento ou até mesmo no edifício inteiro; pode-se inserir pessoa por pessoa;

pode-se gerar pessoas “padrão” (default) ou estabelecer as características de cada

uma; pode-se criar grupos, que podem ser editados para apresentarem

determinadas características; enfim, são muitas as opções existentes para este

mesmo fim.

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O programa possui uma série de atributos para caracterizar os indivíduos; a

variação destes é que diferencia cada ocupante e dinamiza a simulação. Entre os

atributos físicos, as possíveis variações são:

� Gender (Sexo): masculino ou feminino;

� Age (Idade) 20 – 60 anos;

� Weight (Peso): 50-85kg;

� Height (Altura): 154-183cm.

Isso representa que o buildingEXODUS não contém dados relativos a

crianças, adolescentes ou idosos, populações estas que possuiriam atributos

próprios de grande influência nos resultados de uma simulação (por exemplo, a

velocidade reduzida que tornaria o fluxo mais lento e aumentaria o tempo final de

evacuação). Porém, isto não significa que não se possa inserir dados relativos às

características destas populações – baseados em pesquisas – de acordo com as

necessidades de uso.

É interessante colocar que a cor de cada ocupante varia de acordo com a

idade e sexo, caracterizando-os de acordo com a imagem abaixo:

Mulher Idade <30 Homem Idade <30

Mulher Idade >50 Homem Idade >50

Mulher Idade 30-50 Homem Idade 30-50

Além destes, há outros atributos importantes para as simulações que também

sofrem variações:

� Drive (algo como Avanço ou Movimento): utilizado para resolução de

conflitos (qual ocupante ocupará primeiro um nó ou passará primeiro

pela porta, por exemplo) – varia entre 1 e 15 (sendo este o mais “forte”,

ou seja, o que vai passar na frente);

� Mobility (Mobilidade): indica se o ocupante possui algum impedimento

físico que interfira em seu deslocamento, reduzindo sua velocidade

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(como uma perna quebrada, por exemplo) – este valor varia entre 0 e

1, sendo 1 a mobilidade total;

� Agility (Agilidade): muito parecido com a Mobilidade, este atributo é

caracterizado mais pelas características físicas do ocupante – por

exemplo, um ocupante mais idoso tende a ser menos ágil do que outro

mais jovem – varia entre 0 e 7;

� Patience (Paciência): representa o tempo que um ocupante está

“disposto” a esperar (por exemplo, parado num congestionamento

numa porta) antes de procurar uma nova alternativa de saída – varia

entre 1 e 1000 segundos;

o Quando o ocupante perde a paciência, ele entra no modo de

comportamento extremo (Extreme Behaviour) o que permite que

ele mude seu trajeto de acordo para deixar o edifício por outra

saída que não esteja tão congestionada.

� Respiratory Minute Volume - RMV: pode ser traduzido como Volume

Respirado por Minuto, ou seja, a quantidade de ar que o ocupante

inspira por minuto – é usado quando há dados sobre gases para

determinar a influência dos gases inalados ao longo do incêndio;

� Response Time (Tempo de Resposta): o tempo que o ocupante

demora a começar seu deslocamento para a saída mais próxima a

partir do momento que o alarme seria acionado – varia entre 0.0 e

30.0seg.;

� Travel Speed (Velocidade de Deslocamento): composta por várias

velocidades diferentes, todas baseadas na Velocidade de Caminhada

Rápida (Fast Walk Speed), que varia entre 0.8 e 1.5m/s. As relações

entre os vários valores são de 90% para a Velocidade de Caminhada

(Walk Speed), 80% para Velocidade de Salto (Leap Speed) – para

passar por cima de assentos, por exemplo – e 20% para Velocidade de

Rastejamento (Crawl Speed);

� Stair Travel Rate (Velocidade nas Escadas): os valores são baseados

nos estudos de Fruin e variam, randomicamente, de acordo com o

sexo e idade do ocupante;

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Também é possível criar tarefas para os ocupantes e criar grupos de

indivíduos para especificar características particulares. Nisso, influenciam os

seguintes atributos da população:

� Familiarity (Familiaridade): chamado de OEK (Occupant Exit

Knowledge) ou Conhecimento de Saídas do Ocupante, representa o

nível de familiaridade que o ocupante tem com o edifício, quais saídas

ele conhece, para, a partir daí, escolher por qual delas irá deixar o

edifício – caso nenhuma porta seja especificada, o ocupante se

deslocará até a saída mais próxima;

� Gene (Gene): quando diferente de 0, serve para identificar ocupantes,

separando-os em grupos – indivíduos com o mesmo valor de Gene

podem se “comunicar” entre si a até 2m de distância , compartilhando

informações sobre portas disponíveis (OEK) e sobre o início do alarme;

� Occupant Itinerary List – OIL (Lista de Itinerário do Ocupante): permite

estabelecer uma série de tarefas que o ocupante precisa realizar antes

de começar a evacuar o edifício;

� Target Door (Porta Alvo): permite que um ocupante seja “direcionado”

para uma porta em particular – o padrão do programa é que ele se

dirija para a porta aberta mais próxima.

Os possíveis itinerários a serem criados incluem procedimentos de segurança

(como fechar portas) e atividades gerais (como resgatar objetos). Todas as tarefas

estipuladas precisam ser realizadas antes que o ocupante comece a se deslocar

rumo a uma das saídas, sendo que elas podem ser especificadas para um único

ocupante ou para um determinado grupo.

Determinada a população e suas características, passa-se então para o

Scenario Mode, no qual é possível editar as condições do ambiente: disponibilidade

e capacidade das saídas, detalhes que possam atrasar os ocupantes (como

espaços bloqueados pelo fogo, por exemplo), presença de fumaça, calor e gases

tóxicos. Podem ser criadas diferentes zonas de perigo (Hazard Zones), cada qual

com condições diferentes, para influenciar das mais diversas maneiras a população

da simulação.

O buildingEXODUS não possui componentes para prever o comportamento

do incêndio no edifício; entretanto, é possível que o usuário insira manualmente

especificações da evolução do fogo (o que envolve conhecimentos de mecânica de

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fluidos, entre outros) ou então carregar dados de programas para estes fins, como o

CFAST e o SMARTFIRE. Como os dados complementares não estão disponíveis

neste trabalho – tanto os gerados por algum programa quanto os para serem

inseridos manualmente – os atributos específicos do Scenario Mode não serão

detalhados, assim como os vários recursos disponíveis no modo, visto que não terão

influência nos ocupantes destas simulações.

Feito tudo isso, torna-se possível avançar para o Simulation Mode para

realizar, enfim, a simulação e examiná-la em detalhe: escolhendo o(s) pavimento(s)

exibido(s), voltar, exibir de novo, pausar, avançar, etc. Também é possível variar a

posição inicial dos ocupantes para diversificar as situações. O Simulation Mode

também gera gráficos e uma lista (Output) com detalhes sobre a simulação

executada, com dados gerais, informações sobre todos os ocupantes, sobre todas

as saídas e tempos (de resposta, de espera, de evacuação).

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4. Testando o Software

Objetivos e Descrição

Para avaliar a compreensão do

software e seus componentes antes de

partir para o trabalho propriamente dito,

elaborou um exemplo de teste para aplicar

alguns dos conceitos e elementos

descritos até aqui. O modelo criado para

testar o programa consiste em quatro

pavimentos, sem dimensões específicas: o

térreo, onde se localiza a saída para o

exterior; dois pavimentos superiores (o 1º e

o 2º andar) e um andar inferior (um

subsolo). Também foram inseridas 20

pessoas e alguns Seat Nodes.

O que diferencia um andar

localizado acima e outro localizado abaixo

é a disposição da escada. Cada Stair Node

comporta-se como um Direction Node, ou

seja, é um nó direcional. Dependendo da

posição que a escada é colocada e

conectada, o indivíduo vai “subir” ou

“descer” para o outro pavimento (o

retângulo preto no canto do nó indica a

direção que o indivíduo irá seguir – é

preciso configurar se essa direção será ascendente ou descendente ao inserir a

escada). Se os arcs forem feitos errado, a simulação não irá funcionar corretamente.

Vale colocar que as escadas foram elaboradas com patamares intermediários

quando há mudança de direção.

2º ANDAR

1º ANDARSeat Nodes

TÉRREO

ExternalExit

SUBSOLOSUBSOLOSUBSOLO

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IC/FUPAM 2008-2009 24

Resultados

A simulação foi realizada sem problemas, gerando o arquivo abaixo (os

comentários em vermelho correspondem à descrição da Output List):

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

(nome do arquivo, população total e data da simulação) Simulation of Teste.exo, with 20 People, Generated Sun Aug 02 15:56:20 2009

(número da licença) buildingEXODUS V4.02b

Academic

Licence No: 52885358

Expires on: 8/1/2010

Lenny

buildingEXODUS is a product of

U.G.M.T.

a subsidiary of

the University of Greenwich

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Simulation Options Default

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

(características gerais dos ocupantes) Attribute | Average| Min| Max|

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Males | 12| 12| 12|

Female | 8| 8| 8|

Age | 34.90| 21.00| 55.00|

Agility | 4.73| 3.12| 6.74|

Drive | 8.17| 3.51| 13.53|

F. Walk(m/s) | 1.28| 0.88| 1.50|

Walk (m/s) | 1.15| 0.79| 1.35|

Crawl (m/s) | 0.26| 0.18| 0.30|

Leap (m/s) | 1.02| 0.70| 1.20|

Mobility | 1.00| 1.00| 1.00|

Patience (s) | 1000.00| 1000.00| 1000.00|

Response (s) | 10.11| 1.57| 28.59|

Weight | 65.95| 49.00| 80.00|

Height | 1.71| 1.56| 1.83|

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

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IC/FUPAM 2008-2009 25

(características gerais do modelo) Switch |Value |

++++++++++++++++++++++++++++++++++

Angle of Movement |OFF |

Avoid Congestion |OFF |

Avoid Pop. Density |OFF |

Crawling |ON |

Extreme Behaviour |OFF |

Floor Potentials |OFF |

Impatient |OFF |

Local Familiarity |OFF |

Local Fam.Main Exits|OFF |

Local Potentials |ON |

Maintain Target Exit|OFF |

Maintain Itinerary |OFF |

Milling |OFF |

Response Zones |OFF |

Seat Jumping |OFF |

Specified Response |OFF |

Specified Resp. Time| 0.00|

Stair Packing |OFF |

Stair Edge Perf |ON |

Smoke Redirection |OFF |

Smoke Redir. Type |Woods |

Smoke Gender Inf. |ON |

Smoke Stagger |OFF |

Smoke Viz. Coef. | 2.00|

Wall Proximity |OFF |

Max Sim. |OFF |

Max Sim. Time | 3600.00|

Number of People out 20, first out (secs) 9.92 last 71.90

(tempo final da simulação) Final Simulation time 71.90

(origem dos ocupantes) Number of People Starting on floor 0 (Floor_-1) was 5, last exit (secs)

53.01

Number of People Starting on floor 1 (Floor_0) was 2, last exit (secs)

71.90

Number of People Starting on floor 2 (Floor_1) was 6, last exit (secs)

58.13

Number of People Starting on floor 3 (Floor_2) was 7, last exit (secs)

50.06

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Exit results table:-

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

(características detalhadas de cada ocupante: rótulo, sexo, nó inicial, pavimento inicial, idade, peso, mobilidade, tempo de resposta, nó final, tempo cumulativo de espera, tempo total, saltos) Pos|Gender |Start Node |Level|Floor | Age|

Weight|Mobility|Response|End Node | CWT|Distance| PET|Jumps|

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 26

1|Male |601 | 1|Floor_0 | 25| 80.00| 1.00|

0.00|Door_1 | 0.00| 10.69| 9.92| 0|

2|Male |880 | 2|Floor_1 | 25| 80.00| 1.00|

0.00|Door_1 | 1.44| 28.92| 25.30| 0|

3|Male |777 | 2|Floor_1 | 25| 80.00| 1.00|

0.00|Door_1 | 6.25| 29.57| 30.53| 0|

4|Female |61 | 0|Floor_-1 | 42| 57.00| 1.00|

1.57|Door_1 | 0.00| 29.61| 31.91| 0|

5|Female |466 | 1|Floor_0 | 23| 54.00| 1.00|

28.59|Door_1 | 0.00| 3.83| 32.92| 0|

6|Male |781 | 2|Floor_1 | 25| 80.00| 1.00|

0.00|Door_1 | 8.73| 31.84| 34.52| 0|

7|Male |1387 | 3|Floor_2 | 25| 80.00| 1.00|

0.00|Door_1 | 3.36| 38.07| 35.73| 0|

8|Male |156 | 0|Floor_-1 | 40| 73.00| 1.00|

11.03|Door_1 | 0.65| 30.99| 42.23| 0|

9|Female |1014 | 2|Floor_1 | 21| 62.00| 1.00|

13.32|Door_1 | 0.00| 33.55| 43.99| 0|

10|Male |1165 | 3|Floor_2 | 48| 65.00| 1.00|

1.88|Door_1 | 2.33| 39.49| 48.99| 0|

11|Male |252 | 0|Floor_-1 | 55| 72.00| 1.00|

8.79|Door_1 | 7.80| 32.97| 50.92| 0|

12|Male |1290 | 3|Floor_2 | 45| 59.00| 1.00|

9.26|Door_1 | 9.40| 35.64| 52.98| 0|

13|Male |953 | 2|Floor_1 | 32| 54.00| 1.00|

16.36|Door_1 | 2.37| 31.34| 54.29| 0|

14|Male |288 | 0|Floor_-1 | 42| 64.00| 1.00|

18.04|Door_1 | 6.36| 34.30| 59.17| 0|

15|Female |1174 | 3|Floor_2 | 25| 49.00| 1.00|

9.62|Door_1 | 14.95| 37.88| 60.89| 0|

16|Female |864 | 2|Floor_1 | 44| 56.00| 1.00|

25.50|Door_1 | 5.16| 27.13| 63.34| 0|

17|Male |1401 | 3|Floor_2 | 30| 72.00| 1.00|

11.63|Door_1 | 10.10| 41.67| 66.80| 0|

18|Female |1120 | 3|Floor_2 | 39| 64.00| 1.00|

12.06|Door_1 | 14.41| 42.93| 67.85| 0|

19|Female |216 | 0|Floor_-1 | 41| 59.00| 1.00|

23.53|Door_1 | 8.18| 32.17| 71.22| 0|

20|Female |1400 | 3|Floor_2 | 46| 59.00| 1.00|

11.09|Door_1 | 21.10| 41.08| 71.90| 0|

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Avg| | | | | 34.9| 65.95| 1.00|

10.11| | 6.13| 31.68| 47.77| 0.0|

Internal Doors and Census Points performances :-

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

(informações sobre Portas Internas e Regiões de Censo) Int. Exit: InDoor_1 Number Used: 1 First entry: 2.41 (s) Last

: 2.41 (s) Avg PPM : 0.00

Flow Time: 0.00 (s) No Flow Time: 0.00 (s) MNS : 0.00 (%)

Event Times (secs) None

Potential: 100.00 Unit Flow Rate (occ/m/s): 1.33 1.33

Int. Exit: InDoor_1 Number Used: 2 First entry: 17.14 (s) Last

: 19.51 (s) Avg PPM : 50.55

Flow Time: 2.37 (s) No Flow Time: 0.00 (s) MNS : 0.00 (%)

Event Times (secs) None

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IC/FUPAM 2008-2009 27

Potential: 100.00 Unit Flow Rate (occ/m/s): 1.33 1.33

Forward 2 Avg.PPM : 50.55

Int. Exit: InDoor_1 Number Used: 2 First entry: 14.46 (s) Last

: 16.07 (s) Avg PPM : 74.40

Flow Time: 1.61 (s) No Flow Time: 0.00 (s) MNS : 0.00 (%)

Event Times (secs) None

Potential: 100.00 Unit Flow Rate (occ/m/s): 1.33 1.33

Forward 2 Avg.PPM : 74.40

Int. Exit: InDoor_1 Number Used: 3 First entry: 11.46 (s) Last

: 26.37 (s) Avg PPM : 12.07

Flow Time: 14.91 (s) No Flow Time: 8.90 (s) MNS : 59.70 (%)

Event Times (secs) None

Potential: 100.00 Unit Flow Rate (occ/m/s): 1.33 1.33

Forward 2 Avg.PPM : 24.89

End of Internal Doors and Census Points data

Door performances :-

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

(informações sobre as Saídas Externas) Ext. Exit: Door_1 Number Used: 20 First entry: 9.92 (s) Last

: 71.90 (s) Avg PPM : 19.36

Flow Time: 61.98 (s) No Flow Time: 22.79 (s) MNS : 36.77 (%)

Event Times (secs) None

Type: General Potential: 100.00 Attractiveness: 100.00 Unit Flow Rate

(occ/m/s): 1.33 1.33

OPS = 0.000

End of Door data

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Analisando estes dados e as imagens durante a simulação, vê-se que a

população de 20 pessoas (gerada randomicamente) era composta de 12 homens e

8 mulheres, com idades entre 21 e 55 anos, com alturas entre 1,56m e 1,83m, e

pesos entre 49 e 80kg. Estes indivíduos estavam dispostos da seguinte maneira: 5

no subsolo, 2 no andar térreo, 6 no 1º andar e 7 no 2º.

A evacuação total do edifício demorou 71,9seg., ou seja, 1min11,9seg. O

output também revela que o primeiro ocupante a deixar o prédio demorou apenas

9,92seg. e estava no andar térreo. Já o último ocupante – no caso, uma ocupante –

demorou os tais 1min11,9seg. e estava no 2º andar – conseqüentemente mais

distante da saída. Todos os ocupantes que se encontram nos compartimentos

internos passaram pelas respectivas portas internas e todos os ocupantes saíram

pela mesma External Exit, visto que o edifício só contava com uma.

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IC/FUPAM 2008-2009 28

Saída únicapara os ocupantes no

interior do compartimento

Como a população era bem reduzida, não houve congestionamento nas

escadas, por isso a eficiência e rapidez na evacuação simulada – pouco mais de um

minuto.

Aproveitando-se o exercício de teste, é possível entender o conceito de mapa

de potencial dos pisos (Floor Potential Map) do programa. O mapa de potencial,

como o abaixo, é gerado no Simulation Mode e indica as rotas prioritárias a serem

seguidas pelos ocupantes no processo de evacuação. Cada um dos nós existente

no modelo possui um valor de potencial, sendo que os conectados com as saídas

externas (External Exits) possuem os menores. A partir deles, os potenciais vão

aumentando a cada nó, em alcance circular, até os mais distantes – localizados nos

pavimentos mais distantes do andar de saída – incluindo as escadas.

MAPA DE POTENCIAL DO 2º PAVIMENTO DO EXERCÍCIO TESTE

O objetivo de cada um dos ocupantes é atingir a saída para o exterior do

edifício. A lógica que o software utiliza para chegar a tanto é de que o ocupante

busque sempre o próximo nó de potencial menor do que aquele no qual ele se

encontra (os ocupantes nunca se movimentam para nós com potencial maior do que

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IC/FUPAM 2008-2009 29

aqueles que eles já ocupam, no máximo igual – a menos que ele tenha entrado no

modo de Extreme Behaviour, no qual não segue mais o padrão de potencial dos

nós). Devido à esta lógica de sempre seguir para o nó de menor potencial, algumas

vezes os ocupantes podem seguir caminhos “menos práticos” para chegar às

saídas, chegando a se aproximar demais de paredes (o que, no caso de um

incêndio real, pode ser perigoso já que elas podem superaquecer pela exposição ao

fogo) e fazer curvas desnecessárias.

Footfall Map (caminho feito pelos ocupantes) Potential Route Map

Caminho feito pelo ocupantesegundo o Potential Map,se aproximando da parede

Possibilidades de caminho mais prováveis e sem seaproximar das paredes

Quando se gera um Potential Map no Simulation Mode, pode escolher entre

um com setas – como a figura anterior – ou um com manchas de contorno. Em

layouts pequenos e zoom bem próximo é possível diferenciar as setas; entretanto,

quando um layout muito grande é simulado, para exibir o desenho inteiro, é possível

que a distância faça as setas se misturarem, parecem mais manchas de cor do que

flechas direcionais. A lógica das cores é a do sistema RGB, variando entre azul,

vermelho e verde, sucessivamente, sem que nenhuma destas signifique uma

distância maior, – os nós próximos de mesma cor possuem o mesmo valor potencial

– apenas depende da cor inicial no pavimento mais distante pois, devido às

escadas, cada pavimento é uma “continuação” do anterior.

Os potenciais de cada nó podem ser alterados manualmente pelo usuário ou

pela inserção de Attractors e Discharges e de Internal Exits – neste caso, a alteração

é apenas no interior dos compartimentos limitados por essas portas.

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IC/FUPAM 2008-2009 30

Croquis esquemáticos – Planta e Perspectiva (sem escala).

5. Cálculos

Dimensionamento

Depois de compreender o

funcionamento do software

buildingEXODUS através do exercício

teste, partiu-se para o trabalho de

comparação das normas de segurança

contra incêndios vigentes em São Paulo.

Para tanto, criou-se um novo exercício

com três exemplos de edifícios fictícios

simples.

Primeiramente, as rotas de fuga dos três exemplos serão calculadas segundo

o Código de Obras e Edificações do município de São Paulo e segundo a Instrução

Técnica nº11 do Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo – os cálculos

detalhados estão expressos abaixo – para depois serem montados modelos para

realizar simulações com o programa e comparar a eficiência dos valores obtidos

(salvo a porcentagem de erro permitida pelo fato de se estar realizando uma

simulação eletrônica, que não corresponde totalmente à situação real).

Exemplo 1: - Edifício de escritórios;

- Térreo mais 15 pavimentos-tipo (sem layout definido);

- 2 subsolos para estacionamento;

- Área de 800m² por pavimento (40m x 20m);

- Pé-direito de 3,06m (degraus com altura de

0,17m).

EXEMPLO 1

EXEMPLO 2

EXEMPLO 3

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Cálculos segundo o Código de Obras e Edificações:

� Classificação:

(O Código de Obras e Edificações do Município de São Paulo

especificamente não fornece classificações para as edificações; por isso,

serão usados os parâmetros estabelecidos no Decreto Estadual nº 46076/01).

O edifício pode ser classificado quanto à sua ocupação como fazendo

parte do grupo D (Serviço Profissional); divisão D-1 - Local para Prestação de

Serviço Profissional ou Condução de Negócios. Com relação aos subsolos,

visto que possuem uso diferente do restante do edifício (estacionamento),

estes podem ser enquadrados no grupo G (Serviços Automotivos e

Assemelhados); divisão G-1 – Garagem Sem Acesso De Público e Sem

Abastecimento, a fim de se obter valores para o dimensionamento das rotas

de fuga.

Conforme definido por norma, as escadas vindas dos pavimentos

superiores para o andar de saída da edificação e as vindas dos subsolos para

este mesmo pavimento devem ser descontínuas (para evitar que, no caso de

uma emergência, os ocupantes dirijam-se por engano para os andares

subterrâneos ao invés de deixar a edificação). Portanto, os cálculos podem

ser realizados separadamente e resultar em valores diferenciados, sem

prejudicar o resultado final.

Quanto à altura (H = 45,90m), a edificação faz parte do tipo VI –

Edificação Alta (Acima de 30,0m). Isso define, segundo a Tabela 6D do

Decreto, que o edifício precisa contar com todas as medidas de segurança

contra incêndio, como segurança estrutural, compartimentação horizontal e

vertical, iluminação e sinalização de emergência, alarmes, extintores e

chuveiros automáticos. Nos subsolos (H = 6,12m), segundo a Tabela 6G.1, as

únicas medidas não exigidas são a compartimentação vertical e os chuveiros

automáticos – o que não significa que estes não possam ser instalados para

garantir uma maior segurança na edificação.

Estas classificações permitirão estimar a população e os demais

valores necessários para o dimensionamento das rotas de fuga.

� População:

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IC/FUPAM 2008-2009 32

Baseado nas classificações acima, o edifício se enquadraria na divisão

de Comércio e Serviços - Setores sem acesso ao público (áreas de trabalho)

do COE, cuja população deve ser calculada pela relação 7 m²/pessoa.

Assim, sendo 800 m² a área de cada pavimento:

Lpav. tipo = 800 m² ÷ 7 m²/pessoa ≈ 114 pessoas por pavimento.

Já os subsolos se enquadrariam mais adequadamente na divisão de

Prestação de Serviços Automotivos do COE, tendo uma relação de 30

m²/pessoa para fins de cálculo de lotação.

Assim, sendo a área dos subsolos de 800 m²:

Lsubsolo = 800 m² ÷ 30 m²/pessoa ≈ 27 pessoas por pavimento.

Como não foi determinada nenhuma ocupação específica (comércio,

serviço, habitação, etc.) para o piso térreo, este foi considerado apenas como

um local de entrada/recepção e não um pavimento ocupado, ou seja, não foi

contabilizada nenhuma população para este pavimento.

Sendo assim, como resultado obtém-se 1764 pessoas no edifício,

sendo 1710 nos pavimentos-tipo e 54 nos subsolos.

� Escadas:

A quantidade e tipo de escada necessária para cada edificação é

determinada de acordo com o uso e a altura do edifício, e também de acordo

com a lotação de cada pavimento. A altura do edifício considera o valor entre

a cota do pavimento de saída da edificação e a cota do último pavimento.

Sendo assim, neste exemplo, tem-se:

o Pavimentos-tipo: Ho = 45,90m, Lpav. tipo = 114 pessoas, Uso =

Serviços;

o Subsolos: Ho = 6,12m, Lsubsolo = 27 pessoas, Uso = Garagem.

Tendo isso em vista, pode-se determinar, de acordo com o COE, que,

para uma edificação com uso que não “residencial multifamiliar”, “com altura

superior a 36m”, são necessárias pelo menos duas escadas protegidas e

com antecâmaras – o Código não estabelece a quantidade exata, apenas

que a edificação deverá “dispor de mais de uma escada”, portanto o número

de escadas será determinado pela máxima distância a ser percorrida.

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Com relação aos subsolos, como o uso não é nem residencial

multifamiliar e nem de hospedagem, a altura não superior a 9m e a lotação

não é superior a 100 pessoas, determina-se que não há necessidade de

escadas protegidas. O número de escadas também será determinado pela

máxima distância a ser percorrida.

� Valores para K:

“K” é uma constante, estabelecida por tabela no COE de acordo com

as características da edificação. De certa forma, determina a capacidade de

passagem de cada rota de fuga. Os valores são divididos entre três tipos de

edificação: residencial, prestação de serviços de saúde e demais usos.

No caso deste exemplo, tanto para os pavimentos-tipo quanto para os

subsolos, os valores usados serão os correspondentes a “demais usos”.

Já que os pavimentos-tipo - conforme o enunciado - não possuem um

layout definido em planta, serão considerados como “coletivo aberto” para

corredores e rampas. Entretanto, as escadas vão precisar ser protegidas

(como já verificado). Sendo assim, têm-se os seguintes valores para K:

o Para corredores e rampas – 100;

o Para escadas – 160.

Os subsolos, que, por serem estacionamentos, também não

apresentam layout definido, também deverão ser considerados como “coletivo

aberto”; como as escadas também não precisam ser protegidas, os valores

para K serão:

o Para corredores e rampas – 100;

o Para escadas – 65.

� Cálculo de Y:

Através da fórmula Y = Ho + 3 ≥ 1, obtém-se o valor Y, relacionado com

15

a altura da edificação e necessário para o cálculo da lotação corrigida de cada

pavimento, como será mostrado mais para frente (o valor mínimo a ser

adotado é 1).

o Pavimentos-tipo: Y = 45,90 + 3 = 3,26 ≥ 1

15

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IC/FUPAM 2008-2009 34

o Subsolos: Y = 6,12 + 3 = 0,61 � 1

15

� Lotação Corrigida:

Para dimensionar as rotas de fuga, o COE determina que a lotação de

“cada ambiente setor ou andar” calculada anteriormente deverá ser corrigida

“em virtude da distância entre o local de origem e a via de escoamento a

dimensionar”. Esta correção está diretamente relacionada com a altura da

edificação e com a capacidade de passagem da rota de fuga. A fórmula

utilizada para o cálculo é Lc = 60 · Lo · Y

K

o Pavimentos-tipo:

• Corredores e rampas: Lc = 60 · 114 · 3,26 =

222,984 ≈ 223 pessoas. 100

• Escadas: Lc = 60 · 114 · 3,26 = 139,365 ≈ 140

pessoas. 160

o Subsolos:

• Corredores e rampas: Lc = 60 · 27 · 1 = 16,20 ≈ 17

pessoas. 100

• Escadas: Lc = 60 · 27 · 1 = 24,923 ≈ 25 pessoas.

65

� Dimensionamento das rotas de fuga:

Todas as rotas de fuga deverão ser constituídas por módulos de 0,30m

que permitem a passagem de 30 pessoas cada (no entanto, a largura mínima

admitida é de 1,20m, sendo que uma pessoa ocupa 0,60m para passar).

o Pavimentos-tipo:

• Corredores e rampas: 223 pessoas ÷ 30 pessoas ≈

8 módulos = 2,40m de largura.

• Escadas: 140 pessoas ÷ 30 pessoas ≈ 5 módulos

= 1,50m de largura.

o Subsolos:

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IC/FUPAM 2008-2009 35

• Corredores e rampas: 17 pessoas ÷ 30 pessoas ≈

1 módulo = 1,20m de largura (mínimo).

• Escadas: 25 pessoas ÷ 30 pessoas ≈ 1 módulo =

1,20m de largura (mínimo).

� Distâncias máximas a serem percorridas:

Utilizando a Tabela 12.8.1 do COE, pode-se estabelecer as distâncias

máximas a serem percorridas pelos ocupantes durante a evacuação do

edifício. Considerando-se tanto os pavimentos-tipo como os subsolos como

abertos (por não apresentarem um layout definido em planta) e que os

pavimentos-tipo possuam um sistema de chuveiros automáticos instalado

(isso porque o COE determina que edificações que necessitem de mais de

uma escada protegida precisam dispor do Sistema Especial de Segurança, o

que inclui chuveiros automáticos – além disso, como já visto, o Decreto 46076

também determina que a edificação precise contar com chuveiros

automáticos).

Assim, tem-se:

o Pavimentos-tipo:

� Andar de saída da edificação:

De qualquer ponto até o exterior: 68m.

Da escada até o exterior: 38m.

� Demais andares:

De qualquer ponto até uma escada: 38m.

o Subsolos:

� Andar de saída da edificação:

De qualquer ponto até o exterior: 45m (68m se forem

instalados chuveiros automáticos).

Da escada até o exterior: 25m (38m se forem instalados

chuveiros automáticos).

� Demais andares:

De qualquer ponto até uma escada: 25m (38m se forem

instalados chuveiros automáticos).

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IC/FUPAM 2008-2009 36

Cálculos segundo a Instrução Técnica nº11/2004:

� Classificação:

(Quanto à ocupação e à altura, a IT nº11 utiliza-se dos mesmos

critérios que o Decreto Estadual nº 46076/01. Além desses, a IT também

estabelece outros grupos de classificação para determinar valores para os

dimensionamentos, como será mostrado abaixo).

O edifício pode ser classificado quanto à sua ocupação como fazendo

parte do grupo D (Serviço Profissional); divisão D-1 - Local para Prestação de

Serviço Profissional ou Condução de Negócios. Com relação aos subsolos,

visto que possuem uso diferente do restante do edifício (estacionamento),

estes podem ser enquadrados no grupo G (Serviços Automotivos e

Assemelhados); divisão G-1 – Garagem Sem Acesso De Público e Sem

Abastecimento, a fim de se obter valores para o dimensionamento.

Conforme definido por norma, as escadas vindas dos pavimentos

superiores para o andar de saída da edificação e as vindas dos subsolos para

este mesmo pavimento devem ser descontínuas (para evitar que, no caso de

uma emergência, os ocupantes dirijam-se por engano para os andares

subterrâneos ao invés de deixar a edificação). Portanto, os cálculos podem

ser realizados separadamente e resultar em valores diferenciados sem

prejudicar o resultado final.

Quanto à altura (H = 45,90m), a edificação faz parte do tipo VI –

Edificação Alta (Acima de 30,0m). Isso define, segundo a Tabela 6D do

Decreto, que o edifício precisa contar com todas as medidas de segurança

contra incêndio, como segurança estrutural, compartimentação horizontal e

vertical, iluminação e sinalização de emergência, alarmes, extintores e

chuveiros automáticos. Nos subsolos (H = 6,12m), segundo a Tabela 6G.1, as

únicas medidas não exigidas são a compartimentação vertical e os chuveiros

automáticos – o que não significa que estes não possam ser instalados para

uma maior segurança na edificação.

Sendo assim, de acordo com os critérios da própria IT nº11, no quesito

Características Construtivas, este exemplo se encaixaria no grupo Z

(Edificação concebida para limitar: a. o rápido crescimento do incêndio; b. a

propagação vertical do incêndio; c. o colapso estrutural). Além disso, ainda de

acordo com os critérios da IT nº11, a edificação ainda pode ser classificada,

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IC/FUPAM 2008-2009 37

quanto às suas dimensões em planta, no grupo O (Edificação de Grande

Pavimento - Spav. = 800m² > 750m²), no grupo Q (Edificação com Grande

Subsolo - Ssubsolo = 800m² > 500m²) e no grupo U (Edificação Muito Grande -

Stotal = 12.000m² > 5.000m²).

Estas classificações permitirão estimar a população e os demais

valores necessários para o dimensionamento das rotas de fuga.

� População:

Segundo a IT nº11, a lotação de um edifício do grupo D deve ser

calculada utilizando-se a relação de 1 pessoa a cada 7m².

Assim, sendo 800 m² a área de cada pavimento:

Lpav. tipo = 800 m² ÷ 7 m² ≈ 114 pessoas por pavimento.

Ainda segundo a IT nº11, ocupações do grupo G-1 – como é o caso

dos subsolos - têm suas lotações calculadas a partir da relação de 1 pessoa a

cada 40 vagas de veículos. Considerando uma vaga de veículo com área

média de 12,5m² (5m x 2,5m), isso leva a uma relação de 1 pessoa a cada

500m².

Assim, sendo a área dos subsolos de 800 m²:

Lsubsolo = 800 m² ÷ 500 m² ≈ 2 pessoas por pavimento.

Como não foi determinada nenhuma ocupação específica (comércio,

serviço, habitação, etc.) para o piso térreo, este foi considerado apenas como

um local de entrada/recepção e não um pavimento ocupado, ou seja, não foi

contabilizada nenhuma população para este pavimento.

Sendo assim, como resultado, obtém-se 1714 pessoas no edifício,

sendo 1710 nos pavimentos-tipo e 4 nos subsolos.

� Escadas:

A quantidade e tipo de escada necessária para cada edificação é

determinada de acordo com a ocupação e a altura do edifício, e também de

acordo com a área de cada pavimento. A altura do edifício considera o valor

entre a cota do pavimento de saída da edificação e a cota do último

pavimento. Sendo assim, neste exemplo, tem-se:

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 38

o Pavimentos-tipo: Ho = 45,90m, Spav. = 800m², Ocupação = D-1;

o Subsolos: Ho = 6,12m, Ssubsolo = 800m², Ocupação = G-1.

Tendo isso em vista, pode-se determinar, de acordo com a IT nº11,

que, para uma edificação do grupo D, pertencente ao grupo O e com altura

superior a 30m são necessárias duas escadas à prova de fumaça, ou seja,

protegidas e com antecâmaras. Com relação aos subsolos, a ocupação G-

1, do grupo O e com altura maior que 6m e menor que 12m estabelece a

necessidade de duas escadas não enclausuradas (escadas comuns).

� Valores para C:

“C” é uma constante, estabelecida por tabela na IT nº11 de acordo com

a ocupação da edificação, que determina a capacidade de passagem de cada

rota de fuga.

Sendo assim, têm-se os seguintes valores para C:

o Pavimentos-tipo - D-1:

� Acessos/Descargas: 100;

� Escadas/Rampas: 60;

� Portas: 100.

o Subsolos – G-1:

� Acessos/Descargas: 100;

� Escadas/Rampas: 60;

� Portas: 100.

� Dimensionamento das rotas de fuga:

As dimensões das rotas de fuga da edificação são dadas pela divisão

da população do pavimento pela capacidade C da unidade de passagem.

Todas as rotas de fuga serão constituídas por unidades de passagem de

0,55m (no entanto, apesar disso, a largura mínima admitida é de 1,20m, e não

de 1,10m).

o Pavimentos-tipo:

• Acessos/Descargas: N = 114 ÷ 100 = 1,14 ≈ 2

unidades = 1,20m de largura (mínimo);

• Escadas/Rampas: N = 114 ÷ 60 = 1,9 ≈ 2 unidades

= 1,20m de largura (mínimo);

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 39

• Portas: N = 114 ÷ 100 = 1,14 ≈ 2 unidades = 1,20m

de largura (mínimo).

o Subsolos:

• Acessos/Descargas: N = 2 ÷ 100 = 0,02 ≈ 1

unidade = 1,20m de largura (mínimo);

• Escadas/Rampas: N = 2 ÷ 60 = 0,033 ≈ 1 unidade

= 1,20m de largura (mínimo);

• Portas: N = 2 ÷ 100 = 0,02 ≈ 1 unidade = 1,20m de

largura (mínimo).

� Distâncias máximas a serem percorridas:

De acordo com a ocupação e as características construtivas da

edificação é possível estabelecer as distâncias máximas a serem percorridas

pelos ocupantes durante a evacuação do edifício. No caso de plantas sem

layout inicial definido (como é o caso dos pavimentos e subsolos da

edificação deste exemplo), a IT nº11 determina que as distâncias em tabela

sejam reduzidas em 30%. Além disso, também devido às características

construtivas já discutidas na classificação do edifício, fica estabelecido que a

edificação precisa contar com um sistema de chuveiros e detectores

automáticos.

o Pavimentos-tipo - Z, D-1, com 2 escadas:

� 55m · 70% = 38,5m.

o Subsolos – Z, G-1, com 2 escadas:

� 65m · 70% = 45,5m.

Exemplo 2: - Edifício de escritórios;

- Térreo mais 30 pavimentos-tipo (sem layout definido);

- 3 subsolos para estacionamento;

- Área de 600m² por pavimento (30m x 20m);

- Pé-direito de 3,06m (degraus com altura de 0,17m).

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 40

Croquis esquemáticos – Planta e Perspectiva (sem escala).

Cálculos segundo o Código de Obras e Edificações:

� Classificação:

(O Código de Obras e Edificações do Município de São Paulo

especificamente não fornece classificações para as edificações; por isso,

serão usados os parâmetros estabelecidos no Decreto Estadual nº 46076/01).

O edifício pode ser classificado quanto à sua ocupação como fazendo

parte do grupo D (Serviço Profissional); divisão D-1 - Local para Prestação de

Serviço Profissional ou Condução de Negócios. Com relação aos subsolos,

visto que possuem uso diferente do restante do edifício (estacionamento),

estes podem ser enquadrados no grupo G (Serviços Automotivos e

Assemelhados); divisão G-1 – Garagem Sem Acesso De Público e Sem

Abastecimento, a fim de se obter valores para o dimensionamento.

Conforme definido por norma, as escadas vindas dos pavimentos

superiores para o andar de saída da edificação e as vindas dos subsolos para

este mesmo pavimento devem ser descontínuas (para evitar que, no caso de

uma emergência, os ocupantes dirijam-se por engano para os andares

subterrâneos ao invés de deixar a edificação). Portanto, os cálculos podem

ser realizados separadamente e resultar em valores diferenciados sem

prejudicar o resultado final.

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 41

Quanto à altura (H = 91,80m), a edificação faz parte do tipo VI –

Edificação Alta (Acima de 30,0m). Isso define, segundo a Tabela 6D do

Decreto, que o edifício precisa contar com todas as medidas de segurança

contra incêndio, como segurança estrutural, compartimentação horizontal e

vertical, iluminação e sinalização de emergência, alarmes, extintores e

chuveiros automáticos. Nos subsolos (H = 9,18m), segundo a Tabela 6G.1, as

únicas medidas não exigidas são a compartimentação vertical e os chuveiros

automáticos – o que não significa que estes não possam ser instalados para

garantir uma maior segurança na edificação.

Estas classificações permitirão estimar a população e os demais

valores necessários para o dimensionamento das rotas de fuga.

� População:

Baseado nas classificações acima, o edifício se enquadraria na divisão

de Comércio e Serviços - Setores sem acesso ao público (áreas de trabalho)

do COE, cuja população deve ser calculada pela relação 7 m²/pessoa.

Assim, sendo 600 m² a área de cada pavimento:

Lpav. tipo = 600 m² ÷ 7 m²/pessoa ≈ 86 pessoas por pavimento.

Já os subsolos se enquadrariam mais adequadamente na divisão de

Prestação de Serviços Automotivos do COE, tendo uma relação de 30

m²/pessoa para fins de cálculo de lotação.

Assim, sendo a área dos subsolos de 600 m²:

Lsubsolo = 600 m² ÷ 30 m²/pessoa = 20 pessoas por pavimento.

Como não foi determinada nenhuma ocupação específica (comércio,

serviço, habitação, etc.) para o piso térreo, este foi considerado apenas como

um local de entrada/recepção e não um pavimento ocupado, ou seja, não foi

contabilizada nenhuma população para este pavimento.

Sendo assim, como resultado obtém-se 2640 pessoas no edifício,

sendo 2580 nos pavimentos-tipo e 60 nos subsolos.

� Escadas:

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 42

A quantidade e tipo de escada necessária para cada edificação é

determinada de acordo com o uso e a altura do edifício, e também de acordo

com a lotação de cada pavimento. A altura do edifício considera o valor entre

a cota do pavimento de saída da edificação e a cota do último pavimento.

Sendo assim, neste exemplo, tem-se:

o Pavimentos-tipo: Ho = 91,80m, Lpav. tipo = 86 pessoas, Uso =

Serviços;

o Subsolos: Ho = 9,18m, Lsubsolo = 20 pessoas, Uso = Garagem.

Tendo isso em vista, pode-se determinar, de acordo com o COE, que,

para uma edificação com uso que não “residencial multifamiliar”, “com altura

superior a 36m”, são necessárias pelo menos duas escadas protegidas e

com antecâmaras – o Código não estabelece a quantidade exata, apenas

que a edificação deverá “dispor de mais de uma escada”, portanto o número

de escadas será determinado pela máxima distância a ser percorrida. Com

relação aos subsolos, como o uso não é nem residencial multifamiliar e nem

de hospedagem, a lotação não é superior a 100 pessoas, mas a altura é

superior a 9m determina-se que é necessária ao menos uma escada

protegida e com antecâmara. O número exato de escadas também será

determinado pela máxima distância a ser percorrida.

� Valores para K:

“K” é uma constante, estabelecida por tabela no COE de acordo com

as características da edificação. De certa forma, determina a capacidade de

passagem de cada rota de fuga. Os valores são divididos entre três tipos de

edificação: residencial, prestação de serviços de saúde e demais usos.

No caso do nosso exemplo, tanto para os pavimentos-tipo quanto para

os subsolos, os valores usados serão os correspondentes a “demais usos”.

Já que os pavimentos-tipo - conforme o enunciado - não possuem um

layout definido em planta, serão considerados como “coletivo aberto” para

corredores e rampas. Entretanto, as escadas precisam ser protegidas (como

já verificado). Sendo assim, têm-se os seguintes valores para K:

o Para corredores e rampas – 100;

o Para escadas – 160.

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IC/FUPAM 2008-2009 43

Os subsolos, que, por serem estacionamentos, também não

apresentam layout definido, também deverão ser considerados como “coletivo

aberto”; como a(s) escada(s) também precisa(m) ser protegida(s), os valores

para K serão:

o Para corredores e rampas – 100;

o Para escadas – 160.

� Cálculo de Y:

Através da fórmula Y = Ho + 3 ≥ 1, obtém-se o valor Y, relacionado com

15

a altura da edificação e necessário para o cálculo da lotação corrigida de cada

pavimento, como será mostrado mais para frente (o valor mínimo a ser

adotado é 1).

o Pavimentos-tipo: Y = 91,80 + 3 = 6,32 ≥ 1

15

o Lotação corrigida: Y = 9,18 + 3 = 0,81 � 1

15

� Lotação Corrigida:

Para dimensionar as rotas de fuga, o COE determina que a lotação de

“cada ambiente setor ou andar” calculada anteriormente deverá ser corrigida

“em virtude da distância entre o local de origem e a via de escoamento a

dimensionar”. Esta correção está diretamente relacionada com a altura da

edificação e com a capacidade de passagem da rota de fuga. A fórmula

utilizada para o cálculo é Lc = 60 · Lo · Y

K

o Pavimentos-tipo:

• Corredores e rampas: Lc = 60 · 86 · 6,32 = 326,112

≈ 327 pessoas. 100

• Escadas: Lc = 60 · 86 · 6,32 = 203,82 ≈ 204

pessoas. 160

o Subsolos:

• Corredores e rampas: Lc = 60 · 20 · 1 = 12 pessoas.

100

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 44

• Escadas: Lc = 60 · 20 · 1 = 7,5 ≈ 8 pessoas.

160

� Dimensionamento das rotas de fuga:

Todas as rotas de fuga deverão ser constituídas por módulos de 0,30m

que permitem a passagem de 30 pessoas cada (no entanto, a largura mínima

admitida é de 1,20m, sendo que uma pessoa ocupa 0,60m para passar).

o Pavimentos-tipo:

• Corredores e rampas: 327 pessoas ÷ 30 pessoas ≈

11 módulos = 3,30m de largura.

• Escadas: 204 pessoas ÷ 30 pessoas ≈ 7 módulos

= 2,10m de largura.

o Subsolos:

• Corredores e rampas: 12 pessoas ÷ 30 pessoas ≈

1 módulo = 1,20m de largura (mínimo).

• Escadas: 08 pessoas ÷ 30 pessoas ≈ 1 módulo =

1,20m de largura (mínimo).

� Distâncias máximas a serem percorridas:

Utilizando a Tabela 12.8.1 do COE, pode-se estabelecer as distâncias

máximas a serem percorridas pelos ocupantes durante a evacuação do

edifício. Considerando-se tanto os pavimentos-tipo como os subsolos como

abertos (por não apresentarem um layout definido em planta) e que os

pavimentos-tipo possuam um sistema de chuveiros automáticos instalado

(isso porque o COE determina que edificações que necessitem de mais de

uma escada protegida precisam dispor do Sistema Especial de Segurança, o

que inclui chuveiros automáticos – além disso, como já visto, o Decreto 46076

também determina que a edificação precise contar com chuveiros

automáticos). Assim, tem-se:

o Pavimentos-tipo:

� Andar de saída da edificação:

De qualquer ponto até o exterior: 68m.

Da escada até o exterior: 38m.

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IC/FUPAM 2008-2009 45

� Demais andares:

De qualquer ponto até uma escada: 38m.

o Subsolos:

� Andar de saída da edificação:

De qualquer ponto até o exterior: 68m.

Da escada até o exterior: 38m.

� Demais andares:

De qualquer ponto até uma escada: 38m.

Cálculos segundo a Instrução Técnica nº11/2004:

� Classificação:

(Quanto à ocupação e à altura, a IT nº11 utiliza-se dos mesmos

critérios que o Decreto Estadual nº 46076/01. Além desses, a IT também

estabelece outros grupos de classificação para determinar valores para os

dimensionamentos, como será mostrado abaixo).

O edifício pode ser classificado quanto à sua ocupação como fazendo

parte do grupo D (Serviço Profissional); divisão D-1 - Local para Prestação de

Serviço Profissional ou Condução de Negócios. Com relação aos subsolos,

visto que possuem uso diferente do restante do edifício (estacionamento),

estes podem ser enquadrados no grupo G (Serviços Automotivos e

Assemelhados); divisão G-1 – Garagem Sem Acesso De Público e Sem

Abastecimento, a fim de se obter valores para o dimensionamento.

Conforme definido por norma, as escadas vindas dos pavimentos

superiores para o andar de saída da edificação e as vindas dos subsolos para

este mesmo pavimento devem ser descontínuas (para evitar que, no caso de

uma emergência, os ocupantes dirijam-se por engano para os andares

subterrâneos ao invés de deixar a edificação). Portanto, os cálculos podem

ser realizados separadamente e resultar em valores diferenciados sem

prejudicar o resultado final.

Quanto à altura (H = 91,80m), a edificação faz parte do tipo VI –

Edificação Alta (Acima de 30,0m). Isso define, segundo a Tabela 6D do

Decreto, que o edifício precisa contar com todas as medidas de segurança

contra incêndio, como segurança estrutural, compartimentação horizontal e

vertical, iluminação e sinalização de emergência, alarmes, extintores e

Page 49: Aval. do Dimens. de Saídas  de Emerg. e Tempo de Abandono de Edificações Utiliz. Mét. de Sim. Comp

Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 46

chuveiros automáticos. Nos subsolos (H = 9,18m), segundo a Tabela 6G.1, as

únicas medidas não exigidas são a compartimentação vertical e os chuveiros

automáticos – o que não significa que estes não possam ser instalados para

uma maior segurança na edificação.

Sendo assim, de acordo com os critérios da própria IT nº11, no quesito

Características Construtivas, este exemplo se encaixaria no grupo Z

(Edificação concebida para limitar: a. o rápido crescimento do incêndio; b. a

propagação vertical do incêndio; c. o colapso estrutural). Além disso, ainda de

acordo com os critérios da IT nº11, a edificação ainda pode ser classificada,

quanto às dimensões em planta, no grupo N (Edificação de Pequeno

Pavimento - Spav. = 600m² < 750m²), no grupo Q (Edificação com Grande

Subsolo - Ssubsolo = 600m² > 500m²) e no grupo U (Edificação Muito Grande -

Stotal = 18.000m² > 5.000m²).

Estas classificações permitirão estimar a população e os demais

valores necessários para o dimensionamento das rotas de fuga.

� População:

Segundo a IT nº11, a lotação de um edifício do grupo D deve ser

calculada utilizando-se a relação de 1 pessoa a cada 7m².

Assim, sendo 600 m² a área de cada pavimento:

Lpav. tipo = 600 m² ÷ 7 m² ≈ 86 pessoas por pavimento.

Ainda segundo a IT nº11, ocupações do grupo G-1 – como é o caso

dos subsolos - têm suas lotações calculadas a partir da relação de 1 pessoa a

cada 40 vagas de veículos. Considerando uma vaga de veículo com área

média de 12,5m² (5m x 2,5m), isso leva a uma relação de 1 pessoa a cada

500m².

Assim, sendo a área dos subsolos de 600 m²:

Lsubsolo = 600 m² ÷ 500 m² ≈ 2 pessoas por pavimento.

Como não foi determinada nenhuma ocupação específica (comércio,

serviço, habitação, etc.) para o piso térreo, este foi considerado apenas como

um local de entrada/recepção e não um pavimento ocupado, ou seja, não foi

contabilizada nenhuma população para este pavimento.

Page 50: Aval. do Dimens. de Saídas  de Emerg. e Tempo de Abandono de Edificações Utiliz. Mét. de Sim. Comp

Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 47

Sendo assim, como resultado, obtém-se 2586 pessoas no edifício,

sendo 2580 nos pavimentos-tipo e 6 nos subsolos.

� Escadas:

A quantidade e tipo de escada necessária para cada edificação é

determinada de acordo com a ocupação e a altura do edifício, e também de

acordo com a área de cada pavimento. A altura do edifício considera o valor

entre a cota do pavimento de saída da edificação e a cota do último

pavimento. Sendo assim, neste exemplo, tem-se:

o Pavimentos-tipo: Ho = 91,80m, Spav. = 600m², Ocupação = D-1;

o Subsolos: Ho = 9,18m, Ssubsolo = 600m², Ocupação = G-1.

Tendo isso em vista, pode-se determinar, de acordo com a IT nº11,

que, para uma edificação do grupo D, pertencente ao grupo N e com altura

superior a 30m, são necessárias duas escadas à prova de fumaça, ou seja,

protegidas e com antecâmaras. Com relação aos subsolos, a ocupação G-

1, do grupo N e com altura maior que 6m e menor que 12m, estabelece a

necessidade de uma escada não enclausurada (escada comum).

� Valores para C:

“C” é uma constante, estabelecida por tabela na IT nº11 de acordo com

a ocupação da edificação, que determina a capacidade de passagem de cada

rota de fuga.

Sendo assim, têm-se os seguintes valores para C:

o Pavimentos-tipo - D-1:

� Acessos/Descargas: 100;

� Escadas/Rampas: 60;

� Portas: 100.

o Subsolos – G-1:

� Acessos/Descargas: 100;

� Escadas/Rampas: 60;

� Portas: 100.

� Dimensionamento das rotas de fuga:

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 48

As dimensões das rotas de fuga da edificação são dadas pela divisão

da população do pavimento pela capacidade C da unidade de passagem.

Todas as rotas de fuga serão constituídas por unidades de passagem de

0,55m (no entanto, apesar disso, a largura mínima admitida é de 1,20m, e não

de 1,10m).

o Pavimentos-tipo:

• Acessos/Descargas: N = 86 ÷ 100 = 0,86 ≈ 1

unidade = 1,20m de largura (mínimo);

• Escadas/Rampas: N = 86 ÷ 60 = 1,43 ≈ 2 unidades

= 1,20m de largura (mínimo);

• Portas: N = 86 ÷ 100 = 0,86 ≈ 1 unidade = 1,20m

de largura (mínimo).

o Subsolos:

• Acessos/Descargas: N = 2 ÷ 100 = 0,02 ≈ 1

unidade = 1,20m de largura (mínimo);

• Escadas/Rampas: N = 2 ÷ 60 = 0,033 ≈ 1 unidade

= 1,20m de largura (mínimo);

• Portas: N = 2 ÷ 100 = 0,02 ≈ 1 unidade = 1,20m de

largura (mínimo).

� Distâncias máximas a serem percorridas:

De acordo com a ocupação e as características construtivas da

edificação, é possível estabelecer as distâncias máximas a serem percorridas

pelos ocupantes durante a evacuação do edifício. No caso de plantas sem

layout inicial definido (como é o caso dos pavimentos e subsolos da

edificação deste exemplo), a IT nº11 determina que as distâncias em tabela

sejam reduzidas em 30%. Além disso, também devido às características

construtivas já discutidas na classificação do edifício, fica estabelecido que a

edificação precisa contar com um sistema de chuveiros e detectores

automáticos.

o Pavimentos-tipo - Z, D-1, com 2 escadas:

� 55m · 70% = 38,5m.

o Subsolos – Z, G-1, com 1 escada:

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 49

Croquis esquemáticos – Planta e Perspectiva (sem escala).

� 55m · 70% = 38,5m.

Exemplo 3: - Edifício de apartamentos;

- Térreo mais 14 pavimentos-tipo (segundo o

croqui);

- 2 subsolos para estacionamento;

- Área de 280m² por pavimento (28m x 10m);

- Pé-direito de 3,06m (degraus com altura de

0,17m).

Cálculos segundo o Código de Obras e Edificações:

� Classificação:

(O Código de Obras e Edificações do Município de São Paulo

especificamente não fornece classificações para as edificações; por isso,

serão usados os parâmetros estabelecidos no Decreto Estadual nº 46076/01).

O edifício pode ser classificado quanto à sua ocupação como fazendo

parte do grupo A (Residencial); divisão A-2 – Habitação Multifamiliar. Com

relação aos subsolos, visto que possuem uso diferente do restante do edifício

(estacionamento), estes podem ser enquadrados no grupo G (Serviços

Automotivos e Assemelhados); divisão G-1 – Garagem Sem Acesso De

Público e Sem Abastecimento, a fim de se obter valores para o

dimensionamento.

Conforme definido por norma, as escadas vindas dos pavimentos

superiores para o andar de saída da edificação e as vindas dos subsolos para

este mesmo pavimento devem ser descontínuas (para evitar que, no caso de

uma emergência, os ocupantes dirijam-se por engano para os andares

subterrâneos ao invés de deixar a edificação). Portanto, os cálculos podem

Page 53: Aval. do Dimens. de Saídas  de Emerg. e Tempo de Abandono de Edificações Utiliz. Mét. de Sim. Comp

Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 50

ser realizados separadamente e resultar em valores diferenciados sem

prejudicar o resultado final.

Quanto à altura (H = 42,84m), a edificação faz parte do tipo VI –

Edificação Alta (Acima de 30,0m). Isso define, segundo a Tabela 6A do

Decreto, que o edifício precisa contar com todas as medidas de segurança

contra incêndio, como segurança estrutural, compartimentação vertical,

iluminação e sinalização de emergência, alarmes e extintores – entretanto,

não há menção a chuveiros automáticos nesta tabela. Nos subsolos (H =

6,12m), segundo a Tabela 6G.1, as únicas medidas não exigidas são a

compartimentação vertical e os chuveiros automáticos – o que não significa

que estes não possam ser instalados para garantir uma maior segurança na

edificação.

Estas classificações permitirão estimar a população e os demais

valores necessários para o dimensionamento das rotas de fuga.

� População:

Baseado nas classificações acima, o edifício se enquadraria na divisão

de Habitação, cuja população deve ser calculada pela relação 15 m²/pessoa.

Assim, sendo 280 m² a área de cada pavimento:

Lpav. tipo = 280 m² ÷ 15 m²/pessoa ≈ 19 pessoas por pavimento.

Já os subsolos se enquadrariam mais adequadamente na divisão de

Prestação de Serviços Automotivos do COE, tendo uma relação de 30

m²/pessoa para fins de cálculo de lotação.

Assim, sendo a área dos subsolos de 280 m²:

Lsubsolo = 280 m² ÷ 30 m²/pessoa ≈ 10 pessoas por pavimento.

Como não foi determinada nenhuma ocupação específica (comércio,

serviço, habitação, etc.) para o piso térreo, este foi considerado apenas como

um local de entrada/recepção e não um pavimento ocupado, ou seja, não foi

contabilizada nenhuma população para este pavimento.

Sendo assim, como resultado obtém-se 286 pessoas no edifício, sendo

266 nos pavimentos-tipo e 20 nos subsolos.

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� Escadas:

A quantidade e tipo de escada necessária para cada edificação é

determinada de acordo com o uso e a altura do edifício, e também de acordo

com a lotação de cada pavimento. A altura do edifício considera o valor entre

a cota do pavimento de saída da edificação e a cota do último pavimento.

Sendo assim, neste exemplo, tem-se:

o Pavimentos-tipo: Ho = 42,84m, Lpav. tipo = 19 pessoas, Uso =

Residencial Multifamiliar;

o Subsolos: Ho = 6,12m, Lsubsolo = 10 pessoas, Uso = Garagem.

Tendo isso em vista, podemos determinar, de acordo com o COE, que,

para uma edificação com “uso residencial multifamiliar”, “com altura superior a

12m”, são necessárias pelo menos uma escada protegida e com

antecâmara. O número exato de escadas será determinado pela máxima

distância a ser percorrida. Com relação aos subsolos, como o uso não é nem

residencial multifamiliar e nem de hospedagem, a altura não superior a 9m e a

lotação não é superior a 100 pessoas, determina-se não há necessidade de

escadas protegidas. O número exato de escadas também será determinado

pela máxima distância a ser percorrida.

� Valores para K:

“K” é uma constante, estabelecida por tabela no COE de acordo com

as características da edificação. De certa forma, determina a capacidade de

passagem de cada rota de fuga. Os valores são divididos entre três tipos de

edificação: residencial, prestação de serviços de saúde e demais usos.

No caso do nosso exemplo, para os pavimentos-tipo os valores usados

serão do tipo “residencial”, enquanto para os subsolos, os valores serão para

“demais usos”. Como os pavimentos-tipo possuem um layout definido em

planta, podemos considerar as rotas de fuga como “protegido” tanto para

corredores e rampas como para escadas. Sendo assim, têm-se os seguintes

valores para K:

o Para corredores e rampas – 240;

o Para escadas – 100.

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Os subsolos, que, por serem estacionamentos, por não apresentam

layout definido, deverão ser considerados como “coletivo aberto”; como as

escadas também não precisam ser protegidas, os valores para K serão:

o Para corredores e rampas – 100;

o Para escadas – 65.

� Cálculo de Y:

Através da fórmula Y = Ho + 3 ≥ 1, obtém-se o valor Y, relacionado com

15

a altura da edificação e necessário para o cálculo da lotação corrigida de cada

pavimento, como será mostrado mais para frente (o valor mínimo a ser

adotado é 1).

o Pavimentos-tipo: Y = 42,84 + 3 = 3,056 ≥ 1

15

o Lotação corrigida: Y = 6,12 + 3 = 0,61 � 1

15

� Lotação Corrigida:

Para dimensionar as rotas de fuga, o COE determina que a lotação de

“cada ambiente setor ou andar” calculada anteriormente deverá ser corrigida

“em virtude da distância entre o local de origem e a via de escoamento a

dimensionar”. Esta correção está diretamente relacionada com a altura da

edificação e com a capacidade de passagem da rota de fuga. A fórmula

utilizada para o cálculo é Lc = 60 · Lo · Y

K

o Pavimentos-tipo:

• Corredores e rampas: Lc = 60 · 19 · 3,056 = 14,516

≈ 15 pessoas. 240

• Escadas: Lc = 60 · 19 · 3,056 = 34,84 ≈ 35 pessoas.

100

o Subsolos:

• Corredores e rampas: Lc = 60 · 10 · 1 = 6 pessoas.

100

• Escadas: Lc = 60 · 10 · 1 = 9,23 ≈ 10 pessoas.

65

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� Dimensionamento das rotas de fuga:

Todas as rotas de fuga serão constituídas por módulos de 0,30m que

permitem a passagem de 30 pessoas cada (no entanto, a largura mínima

admitida é de 1,20m, sendo que uma pessoa ocupa 0,60m para passar).

o Pavimentos-tipo:

• Corredores e rampas: 15 pessoas ÷ 30 pessoas ≈

1 módulo = 1,20m de largura (mínimo).

• Escadas: 35 pessoas ÷ 30 pessoas ≈ 2 módulos =

1,20m de largura (mínimo).

o Subsolos:

• Corredores e rampas: 06 pessoas ÷ 30 pessoas ≈

1 módulo = 1,20m de largura (mínimo).

• Escadas: 10 pessoas ÷ 30 pessoas ≈ 1 módulo =

1,20m de largura (mínimo).

� Distâncias máximas a serem percorridas:

Utilizando a Tabela 12.8.1 do COE, pode-se estabelecer as distâncias

máximas a serem percorridas pelos ocupantes durante a evacuação do

edifício. Considerando-se os pavimentos-tipo como coletivo protegido

(conforme já citado) e os subsolos como abertos (por não apresentarem um

layout definido em planta), e considerando que os pavimentos-tipo possuem

um sistema de chuveiros automáticos instalado (isso porque, apesar de não

ser exigido pelo Decreto 46076, o COE determina que edificações que

necessitem de mais de uma escada protegida precisam dispor do Sistema

Especial de Segurança, o que inclui chuveiros automáticos).

Assim, tem-se:

o Pavimentos-tipo:

� Andar de saída da edificação:

De qualquer ponto até o exterior: 68m.

Da escada até o exterior: 45m.

� Demais andares:

De qualquer ponto até uma escada: 45m.

o Subsolos:

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� Andar de saída da edificação:

De qualquer ponto até o exterior: 45m (68m se forem

instalados chuveiros automáticos).

Da escada até o exterior: 25m (38m se forem instalados

chuveiros automáticos).

� Demais andares:

De qualquer ponto até uma escada: 25m (38m se forem

instalados chuveiros automáticos).

Cálculos segundo a Instrução Técnica nº11/2004:

� Classificação:

(Quanto à ocupação e à altura, a IT nº11 utiliza-se dos mesmos

critérios que o Decreto Estadual nº 46076/01. Além desses, a IT também

estabelece outros grupos de classificação para determinar valores para os

dimensionamentos, como será mostrado abaixo).

O edifício pode ser classificado quanto à sua ocupação como fazendo

parte do grupo A (Residencial); divisão A-2 – Habitação Multifamiliar. Com

relação aos subsolos, visto que possuem uso diferente do restante do edifício

(estacionamento), estes podem ser enquadrados no grupo G (Serviços

Automotivos e Assemelhados); divisão G-1 – Garagem Sem Acesso De

Público e Sem Abastecimento, a fim de se obter valores para o

dimensionamento.

Conforme definido por norma, as escadas vindas dos pavimentos

superiores para o andar de saída da edificação e as vindas dos subsolos para

este mesmo pavimento devem ser descontínuas (para evitar que, no caso de

uma emergência, os ocupantes dirijam-se por engano para os andares

subterrâneos ao invés de deixar a edificação). Portanto, os cálculos podem

ser realizados separadamente e resultar em valores diferenciados.

Quanto à altura (H = 42,84m), a edificação faz parte do tipo VI –

Edificação Alta (Acima de 30,0m). Isso define, segundo a Tabela 6A do

Decreto, que o edifício precisa contar com todas as medidas de segurança

contra incêndio, como segurança estrutural, compartimentação vertical,

iluminação e sinalização de emergência, alarmes e extintores – entretanto,

não há menção a chuveiros automáticos. Nos subsolos (H = 6,12m), segundo

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a Tabela 6G.1, as únicas medidas não exigidas são a compartimentação

vertical e os chuveiros automáticos – o que não significa que estes não

possam ser instalados para uma maior segurança na edificação.

Sendo assim, de acordo com os critérios da própria IT nº11, no quesito

Características Construtivas, este exemplo se encaixaria no grupo Z

(Edificação concebida para limitar: a. o rápido crescimento do incêndio; b. a

propagação vertical do incêndio; c. o colapso estrutural). Além disso, ainda de

acordo com os critérios da IT nº11, a edificação ainda pode ser classificada,

quanto às dimensões em planta, no grupo N (Edificação de Pequeno

Pavimento - Spav. = 280m² < 750m²), no grupo P (Edificação com Pequeno

Subsolo - Ssubsolo = 280m² > 500m²) e no grupo T (Edificação Grande -

1.500m² < Stotal = 3.920m² < 5.000m²).

Estas classificações permitirão estimar a população e os demais

valores necessários para o dimensionamento das rotas de fuga.

� População:

Segundo a IT nº11, a lotação de um edifício do grupo A-2 deve ser

calculada considerando-se 2 pessoas por dormitório. No caso de um

apartamento com até dois dormitórios (como o exemplo, segundo o croqui), a

sala também deve ser considerada como um dormitório.

Assim, têm-se três dormitórios em cada um dos quatro apartamentos

por andar:

Lpav. tipo = 3 dormitórios · 2 pessoas · 4 apartamentos = 24

pessoas por pavimento.

Ainda segundo a IT nº11, ocupações do grupo G-1 – como é o caso

dos subsolos - têm suas lotações calculadas a partir da relação de 1 pessoa a

cada 40 vagas de veículos. Considerando uma vaga de veículo com área

média de 12,5m² (5m x 2,5m), isso leva a uma relação de 1 pessoa a cada

500m².

Assim, sendo a área dos subsolos de 280 m², temos:

Lsubsolo = 280 m² ÷ 500 m² ≈ 1 pessoa por pavimento.

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Como não foi determinada nenhuma ocupação específica (comércio,

serviço, habitação, etc.) para o piso térreo, este foi considerado apenas como

um local de entrada/recepção e não um pavimento ocupado, ou seja, não foi

contabilizada nenhuma população para este pavimento.

Sendo assim, como resultado, obtém-se 338 pessoas no edifício,

sendo 336 nos pavimentos-tipo e 2 nos subsolos.

� Escadas:

A quantidade e tipo de escada necessária para cada edificação é

determinada de acordo com a ocupação e a altura do edifício, e também de

acordo com a área de cada pavimento. A altura do edifício considera o valor

entre a cota do pavimento de saída da edificação e a cota do último

pavimento. Sendo assim, neste exemplo, tem-se:

o Pavimentos-tipo: Ho = 42,84m, Spav. = 280m², Ocupação = A-2;

o Subsolos: Ho = 6,12m, Ssubsolo = 280m², Ocupação = G-1.

Tendo isso em vista, pode-se determinar, de acordo com a IT nº11,

que, para uma edificação do grupo A, pertencente ao grupo N e com altura

superior a 30m, é necessária uma escada à prova de fumaça, ou seja,

protegida e com antecâmara. Com relação aos subsolos, a ocupação G-1,

do grupo N e com altura maior que 6m e menor que 12m, estabelece a

necessidade de uma escada não enclausurada (escada comum).

� Valores para C:

“C” é uma constante, estabelecida por tabela na IT nº11 de acordo com

a ocupação da edificação, que determina a capacidade de passagem de cada

rota de fuga.

Sendo assim, têm-se os seguintes valores para C:

o Pavimentos-tipo – A-2:

� Acessos/Descargas: 60;

� Escadas/Rampas: 45;

� Portas: 100.

o Subsolos – G-1:

� Acessos/Descargas: 100;

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� Escadas/Rampas: 60;

� Portas: 100.

� Dimensionamento das rotas de fuga:

As dimensões das rotas de fuga da edificação são dadas pela divisão

da população do pavimento pela capacidade C da unidade de passagem.

Todas as rotas de fuga serão constituídas por unidades de passagem de

0,55m (no entanto, apesar disso, a largura mínima admitida é de 1,20m, e não

de 1,10m).

o Pavimentos-tipo:

• Acessos/Descargas: N = 24 ÷ 60 = 0,4 ≈ 1 unidade

= 1,20m de largura (mínimo);

• Escadas/Rampas: N = 24 ÷ 45 = 0,533 ≈ 1 unidade

= 1,20m de largura (mínimo);

• Portas: N = 24 ÷ 100 = 0,24 ≈ 1 unidade = 1,20m

de largura (mínimo).

o Subsolos:

• Acessos/Descargas: N = 1 ÷ 100 = 0,01 ≈ 1

unidade = 1,20m de largura (mínimo);

• Escadas/Rampas: N = 1 ÷ 60 = 0,017 ≈ 1 unidade

= 1,20m de largura (mínimo);

• Portas: N = 1 ÷ 100 = 0,01 ≈ 1 unidade = 1,20m de

largura (mínimo).

� Distâncias máximas a serem percorridas:

De acordo com a ocupação e as características construtivas da

edificação, podemos estabelecer as distâncias máximas a serem percorridas

pelos ocupantes durante a evacuação do edifício. No caso de plantas sem

layout inicial definido (como é o caso dos subsolos da edificação deste

exemplo), a IT nº11 determina que as distâncias em tabela sejam reduzidas

em 30%. Além disso, também devido às características construtivas já

discutidas na classificação do edifício, fica estabelecido que a edificação

precisa contar com um sistema de chuveiros e detectores automáticos.

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o Pavimentos-tipo - Z, A-2, com 1 escada:

� 55m.

o Subsolos – Z, G-1, com 1 escada:

� 55m · 70% = 38,5m.

Análise dos Resultados Obtidos

Para facilitar a comparação, organizou-se todos os resultados obtidos com os

cálculos na tabela abaixo:

Antes de começar as análises, é interessante citar que nenhuma das duas

normas escolhidas para a comparação (Código de Obras e Edificações do município

de São Paulo e Instrução Técnica nº11 do Corpo de Bombeiros de São Paulo)

estabelece que todas as escadas previstas para as edificações estudadas precisem

contar com a largura obtida no cálculo – o total pode ser dividido entre as várias

escadas existentes, desde que todas elas possuam pelo menos 1,20m de largura,

que é o mínimo exigido em ambos os casos.

Entretanto, se a questão da segurança dos ocupantes fosse considerada

antes das questões praticidade e economia, ou seja, se a teoria fosse considerada

acima da prática (em especial, da prática comercial vigente nos dias de hoje), não

seria um erro que todas as escadas possuíssem a largura total obtida, visto que os

cálculos são baseados na população – mesmo que estimada – da edificação e na

COE IT11 COE IT11 COE IT112,40m 1,20m 3,30m 1,20m 1,20m 1,20m1,20m 1,20m 1,20m 1,20m 1,20m 1,20m1,50m 1,20m 2,10m 1,20m 1,20m 1,20m1,20m 1,20m 1,20m 1,20m 1,20m 1,20m2 EP 2 PF 2 EP 2 PF 1 EP 1 PF1 NE 2 NE 1 EP 1 NE 1 NE 1 NE

De qualque r pontoao exterior

68m 38,5m 68m 38,5m 68m 55m

Da escada aoexterior

38m 38,5m 38m 38,5m 45m 55m

De qualque r pontoao exterior

68m 45,5m 68m 38,5m 68m 38,5m

Da escada aoexterior

38m 45,5m 38m 38,5m 38m 38,5m

Pavimento-tipoDe qualque r ponto

a escada38m 38,5m 38m 38,5m 45m 55m

Subsolo**De qualque r ponto

a escada38m 45,5m 38m 38,5m 38m 38,5m

* Como o andar de saída é o mesmo, ado tou-se a menor distânc ia estabelecida - assim, a maior tamb ém seria atendida.** Para e scolha dos valores, foi considerado o uso de chuveiros automáticos em todos os pavimentos subterrâneos.

NE - Escada ComumEP - Esca da Pro tegida (enclausurada)PF - Escada à Prova de Fumaça (co m antecâmara)

DIS

TÂN

CIA

SM

ÁX

IMA

S

Pavimento-tipo

Subsolo**

ANDAR DE SAÍDA *

DEMAIS ANDARES

ESCADAS

Nº DE ESCADAS E TIPOLA

RG

UR

AS Pavimento-tipo

SubsoloPavimento-tipo

SubsoloPavimento-tipo

Subsolo

CORREDORES

EXEMPLO 1 EXEMPLO 2 EXEMPLO 3TABELA COMPARATIVA

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IC/FUPAM 2008-2009 59

capacidade de fluxo das rotas de fuga – portas, escadas e corredores. No caso da

obstrução de uma (ou mais) das escadas, por exemplo, seria importante garantir a

segurança de todos os ocupantes pela(s) outra(s) escada(s) restante(s) – se essa

possuir apenas metade da largura calculada, talvez a população demore o dobro do

tempo para deixar o edifício, considerando-se válida a hipótese de o tempo final ser

proporcional à largura das escadas.

Neste trabalho, as larguras calculadas serão consideradas como larguras

oficiais para todas as escadas que forem determinadas em cada layout, a fim de

tentar estimar se o tempo de evacuação é realmente proporcional às larguras

calculadas e se as normas não são falhas em seus critérios – seja por serem

insuficientes ou sobressalentes. As comparações serão feitas através de simulações

com o software buildingEXODUS, conforme já colocado, segundo os layouts que

serão descritos abaixo.

Exemplo 1: Para o exemplo 1, o resultado obtido com o Código de Obras exige – nos

pavimentos-tipo – 1,50m de largura de escadas enquanto a Instrução Técnica nº11

exige apenas 1,20m. Além disso, ambos exigem um mínimo de duas escadas

protegidas – mas, dependendo da distância (ver distâncias máximas na tabela

acima), pode ser necessário um número maior de escadas.

Sendo dois o número mínimo de escadas exigido pela IT para este caso e

1,20m a largura mínima exigida para uma escada, a “largura final” neste exemplo

será de 2,40m – o dobro do estabelecido por cálculo. Com relação ao COE, também

são exigidas pelo menos duas escadas com largura mínima de 1,20m;

conseqüentemente, não seria possível inserir duas escadas de 0,75m. Para atender

tais requisitos, obtém-se uma largura “final” de 2,40m – também acima do

estabelecido por cálculo.

Sendo assim, todos os layouts de pavimentos-tipo, baseados nos cálculos do

COE ou da IT, seriam “iguais”, pois apresentariam duas (ou mais, dependendo da

distância) escadas de 1,20m. Entretanto, conforme já descrito, será adotado que as

duas escadas do layout baseado nos cálculos do COE terão 1,50m de largura e que

as duas escadas do layout baseado nos cálculos da IT terão 1,20m de largura – que

são as larguras obtidas nos cálculos realizados. Assim, será possível comparar tanto

o dimensionamento como a validade de se dividir a largura calculada entre várias

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escadas (pode-se considerar que o layout baseado na IT corresponde ao layout que

seria elaborado também para o cálculo do COE numa situação real).

Já para os subsolos, ambos os cálculos resultaram em escadas com 1,20m

de largura; entretanto, a IT exige um mínimo de duas escadas, enquanto o COE só

exige uma – lembrando que este é um valor mínimo. Estes valores serão

considerados para determinação dos layouts, respeitando-se as distâncias máximas

permitidas em cada pavimento.

Layouts baseados nos cálculos do COE:

Utilizando-se os dados e critérios colocados acima, definiu-se que os

pavimentos-tipo contarão com duas escadas com 1,50m de largura cada. Sendo o

pé-direito – conforme determinado no enunciado – de 3,06m e considerando-se

degraus de 0,17m x 0,28m, têm-se um total de 18 degraus, resultando em caixas de

escadas de 3,00m x 5,50m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com patamares

intermediários de 1,50m de largura.

Já os subsolos contarão com apenas uma escada com 1,20m de largura,

resultando em uma caixa de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com

patamares intermediários de 1,20m de largura.

É importante colocar que estes valores foram aproximados para uma

modulação de 0,5m para facilitar a elaboração do layout no buildingEXODUS, como

já foi descrito.

Baseado nisso, determinou-se os seguintes layouts de pavimentos para a

realização de duas simulações (lembrando que existem inúmeras combinações,

variando de acordo com cada projeto; estes foram escolhidos para o trabalho sem

razões específicas senão a simplicidade):

A primeira simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S01) apresenta uma escada centralizada em um dos limites dos pavimentos

subterrâneos (o que, como se pode ver pelas distâncias a serem percorridas,

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S01

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exigiriam a instalação de chuveiros automáticos no pavimento) e duas escadas, uma

em cada limite lateral dos pavimentos-tipo. No térreo, optou-se por duas saídas para

o exterior do edifício, numa mesma fachada.

A segunda simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S03) apresenta uma segunda alternativa de layout, com a escada dos subsolos

centralizada no pavimento, também exigindo a instalação de chuveiros automáticos.

Nos pavimentos-tipo, optou-se por colocar as duas escadas em cantos opostos

diagonalmente.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior, opostas, nas laterais do

edifício.

Layouts baseados nos cálculos da IT:

Utilizando-se os dados e critérios colocados acima, definiu-se que os

pavimentos-tipo contarão com duas escadas com 1,20m de largura cada. Sendo o

pé-direito – conforme determinado no enunciado – de 3,06m e considerando-se

degraus de 0,17m x 0,28m, têm-se um total de 18 degraus, resultando em caixas de

escadas de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com patamares

intermediários de 1,20m de largura.

Já os subsolos também contarão com duas escadas de 1,20m de largura,

resultando em caixas de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com

patamares intermediários de 1,20m de largura.

Lembrando que estes valores foram aproximados para uma modulação de

0,5m para facilitar a elaboração do layout no buildingEXODUS, como já foi descrito.

Baseado nisso, determinou-se os seguintes layouts de pavimentos para a

realização de duas simulações (lembrando que existem inúmeras combinações,

variando de acordo com cada projeto; estes foram escolhidos para o trabalho sem

razões específicas senão a simplicidade):

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S03

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A primeira simulação com base nos cálculos segundo a IT nº11 (denominada

S02) apresenta duas escadas nos pavimentos subterrâneo (este é o único exemplo

no qual o número de escadas necessário calculado com a IT é diferente dos cálculos

segundo o COE), nos cantos do pavimento, opostos diagonalmente. Nos

pavimentos-tipo, cada uma das escadas foi localizada no centro das laterais do

edifício.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior do edifício, opostas, no

centro das fachadas maiores.

A segunda simulação com base nos cálculos segundo a IT nº11 (denominada

S04) também apresenta duas escadas nos pavimentos subterrâneo, opostas, no

centro dos lados maiores do pavimento. Já nos pavimentos-tipo, optou-se por

colocá-las nos cantos, opostos diagonalmente.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior, opostas, nas laterais do

edifício.

Exemplo 2: Para o exemplo 2, o resultado obtido com o Código de Obras exige – nos

pavimentos-tipo – 2,10m de largura de escadas enquanto a Instrução Técnica nº11

exige apenas 1,20m. Além disso, ambos exigem um mínimo de duas escadas

protegidas – mas, dependendo da distância (ver distâncias máximas na tabela

acima), pode ser necessário um número maior de escadas.

Sendo dois o número mínimo de escadas exigido pela IT para este caso e

1,20m a largura mínima exigida para uma escada, a “largura final” neste exemplo

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S02

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S04

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IC/FUPAM 2008-2009 63

será de 2,40m – o dobro do estabelecido por cálculo. Com relação ao COE, também

são exigidas pelo menos duas escadas com largura mínima de 1,20m;

conseqüentemente, não seria possível inserir duas escadas de 1,05m. Para atender

tais requisitos, obtém-se uma largura “final” de 2,40m – também acima do

estabelecido por cálculo.

Sendo assim, todos os layouts de pavimentos-tipo, baseados nos cálculos do

COE ou da IT, seriam “iguais”, pois apresentariam duas (ou mais, dependendo da

distância) escadas de 1,20m. Entretanto, conforme já descrito, será adotado que

ambas as escadas do layout baseado nos cálculos do COE terão 2,10m de largura e

que ambas as escadas do layout baseado nos cálculos da IT terão 1,20m de largura

– que são as larguras obtidas nos cálculos realizados. Assim, será possível

comparar tanto o dimensionamento como a validade de se dividir a largura calculada

entre várias escadas (pode-se considerar que o layout baseado na IT corresponde

ao layout que seria elaborado também para o cálculo do COE numa situação real).

Já para os subsolos, ambos os cálculos resultaram em escadas com 1,20m

de largura, sendo exigida apenas uma caixa de escada por pavimento. Estes valores

serão considerados para determinação dos layouts, respeitando-se as distâncias

máximas permitidas em cada pavimento.

Layouts baseados nos cálculos do COE:

Utilizando-se os dados e critérios colocados acima, definiu-se que os

pavimentos-tipo contarão com duas escadas com 2,10m de largura cada. Sendo o

pé-direito – conforme determinado no enunciado – de 3,06m e considerando-se

degraus de 0,17m x 0,28m, têm-se um total de 18 degraus, resultando em caixas de

escadas de 4,50m x 7,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com patamares

intermediários de 2,10m de largura.

Já os subsolos contarão com apenas uma escada com 1,20m de largura,

resultando em uma caixa de aproximadamente 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9

degraus cada, com patamares intermediários de 1,20m de largura.

É importante colocar que estes valores foram aproximados para uma

modulação de 0,5m para facilitar a elaboração do layout no buildingEXODUS, como

já foi descrito.

Baseado nisso, determinou-se os seguintes layouts de pavimentos para a

realização de duas simulações (lembrando que existem inúmeras combinações,

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variando de acordo com cada projeto; estes foram escolhidos para o trabalho sem

razões específicas senão a simplicidade):

A primeira simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S05) apresenta uma escada centralizada em um dos limites laterais dos pavimentos

subterrâneos e duas escadas centralizadas nos limites das fachadas maiores dos

pavimentos-tipo.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior do edifício, numa mesma

fachada lateral.

A segunda simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S07) apresenta uma segunda alternativa de layout, com a escada dos subsolos

centralizada num dos limites de maior dimensão do pavimento, enquanto nos

pavimentos-tipo, optou-se por centralizar as duas escadas, opostas, nas laterais.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior, em uma das fachadas

maiores do edifício.

Layouts baseados nos cálculos da IT:

Utilizando-se os dados e critérios colocados acima, definiu-se que os

pavimentos-tipo contarão com duas escadas com 1,20m de largura cada. Sendo o

pé-direito – conforme determinado no enunciado – de 3,06m e considerando-se

degraus de 0,17m x 0,28m, têm-se um total de 18 degraus, resultando em caixas de

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S05

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S07

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IC/FUPAM 2008-2009 65

escadas de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com patamares

intermediários de 1,20m de largura.

Já os subsolos contarão com uma escada de 1,20m de largura, resultando em

uma caixa de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada, com patamares

intermediários de 1,20m de largura.

Lembrando que estes valores foram aproximados para uma modulação de

0,5m para facilitar a elaboração do layout no buildingEXODUS, como já foi descrito.

Baseado nisso, determinou-se os seguintes layouts de pavimentos para a

realização de duas simulações (lembrando que existem inúmeras combinações,

variando de acordo com cada projeto; estes foram escolhidos para o trabalho sem

razões específicas senão a simplicidade):

A primeira simulação com base nos cálculos segundo a IT nº11 (denominada

S06) apresenta uma escada centralizada em uma das laterais dos pavimentos

subterrâneo e, nos pavimentos-tipo, duas escadas opostas, no centro dos lados

maiores dos pavimentos.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior, ambas na mesma lateral

do edifício, oposta à escada vinda do subsolo.

A segunda simulação com base nos cálculos segundo a IT nº11 (denominada

S08) também apresenta apenas uma escada nos pavimentos subterrâneo,

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S06

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S08

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IC/FUPAM 2008-2009 66

centralizada em um dos lados de maior dimensão. Nos pavimentos-tipo, as escadas

foram localizadas no centro das laterais do piso.

No térreo, optou-se por três saídas para o exterior, na mesma fachada, uma

das de maior dimensão. Isso, para testar a influência de uma terceira saída na

evacuação, se há ou não diminuição no congestionamento nas demais portas (se é

que este existirá).

Exemplo 3: Para o exemplo 3, tanto o resultado obtido com o Código de Obras como o

obtido com a Instrução Técnica nº11 exigem – nos pavimentos-tipo – apenas uma

escada com largura de 1,20m – mas, dependendo da distância (ver distâncias

máximas na tabela acima), pode ser necessário um número maior de escadas. Já

para os subsolos, ambos os cálculos resultaram em escadas com 1,20m de largura,

sendo exigida apenas uma caixa de escada por pavimento. Estes valores serão

considerados para determinação dos layouts, respeitando-se as distâncias máximas

permitidas em cada pavimento.

Sendo assim, todos os layouts de pavimentos-tipo, baseados nos cálculos do

COE ou da IT, seriam “iguais”, pois apresentariam uma (ou mais, dependendo da

distância) escada de 1,20m. A única diferença entre as duas normas seria na

questão da população – a população por pavimento-tipo estimada com a IT é maior

do que a do COE. Além disso, neste exemplo, não há como usar o critério

estabelecido neste trabalho usado nos outros dois exemplos – de considerar a

largura calculada como oficial em todas as escadas – pois ambos os casos são

iguais.

Por isso, apenas para este caso, para poder estabelecer relações de

comparação, optou-se por determinar dois layouts adicionais: o primeiro dobrando o

número de escadas calculado (para ambas as normas, apesar de serem iguais), e

um segundo, mantendo o número calculado de uma caixa de escadas, porém,

aumentando um módulo – de acordo com o determinado em cada norma – na

largura das escadas. Como resultado, a escada do layout do COE ficou com 1,80m,

enquanto a do layout da IT ficou com 1,65m.

Layouts baseados nos cálculos do COE:

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IC/FUPAM 2008-2009 67

Utilizando-se os dados e critérios colocados acima, definiu-se que tanto os

pavimentos-tipo quanto os subsolos contarão com uma escada com 1,20m de

largura, no primeiro caso. Sendo o pé-direito – conforme determinado no enunciado

– de 3,06m e considerando-se degraus de 0,17m x 0,28m, têm-se um total de 18

degraus, resultando em caixas de escadas de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9

degraus cada, com patamares intermediários de 1,20m de largura.

No segundo caso, mantêm-se o layout dos subsolos e coloca-se uma

segunda escada nos pavimentos-tipo, com os mesmos 1,20m de largura, mantendo

as dimensões das caixas em 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada,

com patamares intermediários de 1,20m de largura. No terceiro caso, os subsolos

são novamente mantidos, mas a escada – agora novamente numa caixa única –

passa a ter 1,80m de largura, ou seja, a caixa possui 3,50m x 6,00m.

É importante colocar que estes valores foram aproximados para uma

modulação de 0,5m para facilitar a elaboração do layout no buildingEXODUS, como

já foi descrito.

Baseado nisso, determinou-se os seguintes layouts de pavimentos para a

realização de três simulações (lembrando que existem inúmeras combinações,

variando de acordo com cada projeto; estes foram escolhidos para o trabalho sem

razões específicas senão a simplicidade):

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S09

A primeira simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S09) apresenta uma escada centralizada em um dos limites de maior dimensão dos

pavimentos subterrâneos e uma escada centralizada, externa ao pavimento, na

fachada oposta, dos pavimentos-tipo.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior do edifício, opostas, cada

uma numa lateral.

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IC/FUPAM 2008-2009 68

A segunda simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S13) apresenta uma segunda alternativa de layout, mas desta vez com duas

escadas nos pavimentos-tipo, localizadas na mesma fachada, externa ao pavimento,

uma em cada ponta. Isso para verificar se o aumento no número de escadas, neste

caso, permitiria uma evacuação mais rápida. O layout dos subsolos não sofreu

alterações.

No térreo, mantiveram-se as duas saídas laterais, em lados opostos.

A terceira simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S15) apresenta outra alternativa para este exemplo, desta vez com uma escada um

módulo maior do que a obtida em cálculo – 0,60m, resultando numa escada de

1,80m – nos pavimentos-tipo. Isso para verificar se o tempo final de evacuação

sofreria alterações com este aumento, verificando, de modo bem superficial, a

validade desta dimensão mínima.

Optou-se por manter a caixa de escada na mesma posição do primeiro layout

e também por não alterar o layout dos pavimentos subterrâneos. O layout das

saídas do pavimento térreo também foi mantido.

Layouts baseados nos cálculos da IT:

Utilizando-se os dados e critérios colocados acima, definiu-se que tanto os

pavimentos-tipo quanto os subsolos contarão com uma escada com 1,20m de

largura, no primeiro caso. Sendo o pé-direito – conforme determinado no enunciado

– de 3,06m e considerando-se degraus de 0,17m x 0,28m, têm-se um total de 18

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S13

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S15

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IC/FUPAM 2008-2009 69

degraus, resultando em caixas de escadas de 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9

degraus cada, com patamares intermediários de 1,20m de largura.

No segundo caso, mantêm-se o layout dos subsolos e coloca-se uma

segunda escada nos pavimentos-tipo, com os mesmos 1,20m de largura, mantendo

as dimensões das caixas em 2,50m x 5,00m, sendo 2 lances de 9 degraus cada,

com patamares intermediários de 1,20m de largura.

No terceiro caso, os subsolos são novamente mantidos, mas a escada –

agora novamente numa caixa única – passa a ter 1,65m de largura, ou seja, a caixa

possui 3,50m x 6,00m.

É importante colocar que estes valores foram aproximados para uma

modulação de 0,5m para facilitar a elaboração do layout no buildingEXODUS, como

já foi descrito.

Baseado nisso, determinou-se os seguintes layouts de pavimentos para a

realização de três simulações (lembrando que existem inúmeras combinações,

variando de acordo com cada projeto; estes foram escolhidos para o trabalho sem

razões específicas senão a simplicidade):

A primeira simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S10) apresenta uma escada centralizada em um dos limites de maior dimensão dos

pavimentos subterrâneos e uma escada centralizada, externa ao pavimento, na

fachada oposta, dos pavimentos-tipo.

No térreo, optou-se por duas saídas para o exterior do edifício, opostas, cada

uma numa lateral.

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S10

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S14

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IC/FUPAM 2008-2009 70

A segunda simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S14) apresenta uma segunda alternativa de layout, mas desta vez com duas

escadas nos pavimentos-tipo, localizadas na mesma fachada, externa ao pavimento,

uma em cada ponta. Isso para verificar se o aumento no número de escadas, neste

caso, permitiria uma evacuação mais rápida. O layout dos subsolos não sofreu

alterações.

No térreo, mantiveram-se as duas saídas laterais, em lados opostos.

A terceira simulação com base nos cálculos segundo o COE (denominada

S16) apresenta outra alternativa para este exemplo, desta vez com uma escada um

módulo maior do que a obtida em cálculo – 0,55m, resultando numa escada de

1,65m – nos pavimentos-tipo. Isso para verificar se o tempo final de evacuação

sofreria alterações com este aumento, verificando, de modo bem superficial, a

validade desta dimensão mínima.

Optou-se por manter a caixa de escada na mesma posição do primeiro layout

e também por não alterar o layout dos pavimentos subterrâneos. O layout das

saídas do pavimento térreo também foi mantido.

SUBSOLO TÉRREO PAVIMENTO TIPO

LAYOUTS - S16

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IC/FUPAM 2008-2009 71

6. Simulações

Introdução

Feitos os cálculos e elaborados os layouts, tornou-se possível montar os

modelos para realizar as simulações de cada exemplo com o buildingEXODUS.

Conforme já descrito, serão feitas quatro simulações para o exemplo 1, quatro para

o exemplo 2 e seis para o exemplo 3, gerando um total de 14 simulações.

É importante salientar que na elaboração destes modelos, optou-se por

sempre utilizar os métodos e os recursos mais simples na modelagem. Isso porque o

objetivo principal deste trabalho é avaliar o dimensionamento das rotas de fuga de

acordo com as duas legislações escolhidas, de forma a compará-las, não sendo

essencial explorar os vários recursos do programa para enriquecer os modelos. Ao

invés disso é, na verdade, uma forma de analisar na prática quais recursos são

realmente importantes e que devem ser trabalhados para garantir mais validade nas

simulações e quais seriam mais um complemento para variar os resultados.

Por isso, desde escolha do desenho das plantas – simples, sem layouts

definidos ou com apenas os limites essenciais – optou-se por sempre utilizar as

geometrias mais básicas (valores inteiros, a fim de facilitar a adaptação do ambiente

à modulação do programa; caixas de escadas localizadas nos cantos, sem exigir

grandes desenhos de projeto); por não se inserir mobiliário ou formas de direcionar

os ocupantes e por deixar as condições dos ambientes segundo o padrão (default)

do software.

Com relação à população, decidiu-se inserir a população mais simples -

randômica, sem qualquer tipo de grupo ou alterações no perfil básico do software,

sem grupos ou tarefas, apenas selecionando cada pavimento para assegurar o valor

de ocupantes calculado. Conforme sugerido no manual, essa opção só deve ser

escolhida quando se utiliza um grupo reduzido de ocupantes ou então quando o

usuário não tem muito interesse nos valores específicos dos atributos de cada

indivíduo – como é o caso dos exemplos aqui simulados, sendo mais importante o

contexto geral da evacuação do que seus detalhes.

Por tudo isso, optou-se então por elaborar as plantas dos exemplos no

AutoCAD, salvar em formato DXF e depois importar para o software; isso para tornar

a montagem mais fácil e mais rápido. Foram elaborados – conforme já mostrado –

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 72

três arquivos em DXF diferentes para cada exemplo: um com a planta dos subsolos,

um para o térreo e um para os pavimentos-tipo, todos com as respectivas caixas de

escada devidamente dimensionadas e com as aberturas de saída para o exterior da

edificação (no caso do pavimento térreo). Como se optou por manter a modulação

padrão do EXODUS – 0,5m x 0,5m – todas as medidas presentes nas plantas dos

exemplos (dimensões de pavimentos e caixas de escadas, posicionamento das

escadas e das portas, etc.) foram aproximadas segundo estes valores.

Entretanto, quando não se altera a modulação do programa, cria-se um

conflito de interpretação no que se refere às escadas. Como já foi dito, a modulação

dos nós de escadas no programa é diferente dos demais nós, considerando uma

largura de 0,76m para a unidade de passagem de uma pessoa. Sendo assim, para

se elaborar o modelo de um edifício calculado de acordo com as legislações

vigentes no Brasil, pode-se adotar duas interpretações diferentes: pensando-se em

dimensões ou em unidades de passagem.

Segundo as duas legislações analisadas neste trabalho, o valor mínimo

admitido para uma escada é de 1,20m. Este valor fixo significa que cada escada

deve ter capacidade para que duas pessoas passem ao mesmo tempo por vez –

isso porque o COE considera que cada pessoa ocupa 0,60m e a IT, 0,55m. Porém

se, ao inserir a escada, o usuário apenas definir a largura de 1,20m, sem alterar a

modulação dos nós, o programa irá interpretar que apenas um indivíduo pode

passar por vez – só consideraria dois para uma largura de pelo menos 1,52m –

criando uma escada com uma fila individual de Stair Nodes.

Pensando nisso, decidiu-se trabalhar com essas duas variações – apenas a

dimensão calculada e pensando em unidades de passagem – em todos os 14

modelos criados, para poder comparar não só as duas legislação mas a forma de

interpretação do software buildingEXODUS.

Como já foi visto, os seguintes valores foram calculados para as escadas:

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

IC/FUPAM 2008-2009 73

Largura das escadas

Pav-tipo SubsoloCOE S01 1,50m 1,20m

IT S02 1,20m 1,20mCOE S03 1,50m 1,20m

IT S04 1,20m 1,20mCOE S05 2,10m 1,20m

IT S06 1,20m 1,20mCOE S07 2,10m 1,20m

IT S08 1,20m 1,20mCOE S09 1,20m 1,20m

IT S10 1,20m 1,20mCOE S13 1,20m 1,20m

IT S14 1,20m 1,20mCOE S15 1,80m 1,20m

IT S16 1,65m 1,20m

Exe

mpl

o1

Exe

mpl

o2

Exe

mpl

o3

ESCADAS

Os modelos montados para o Caso 1 considerarão a modulação do software

apenas inserindo as larguras calculadas. Assim, o programa irá desenhar uma

escada com um número de nós proporcional à adaptação da largura à modulação,

resultando nas seguintes relações:

Número de nós em cada exemplo

Pav-tipo SubsoloCOE S01 2 1

IT S02 1 1COE S03 2 1

IT S04 1 1COE S05 2 1

IT S06 1 1COE S07 2 1

IT S08 1 1COE S09 1 1

IT S10 1 1COE S13 1 1

IT S14 1 1COE S15 2 1

IT S16 2 1

Exe

mpl

o2

Exe

mpl

o3

ESCADAS

Exe

mpl

o1

Já os modelos montados para o Caso 2 consideração a largura das escadas

convertidas em unidades de passagem, inserindo no programa um valor

proporcional para que o número de nós gerados seja o de unidades calculadas,

resultando nas seguintes relações:

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IC/FUPAM 2008-2009 74

Pav-tipo SubsoloCOE S0 1 2 2

IT S0 2 2 2COE S0 3 2 2

IT S0 4 2 2COE S0 5 3 2

IT S0 6 2 2COE S0 7 3 2

IT S0 8 2 2COE S0 9 2 2

IT S1 0 2 2COE S1 3 2 2

IT S1 4 2 2COE S1 5 3 2

IT S1 6 3 2

Exe

mpl

o3

ESCADAS

Exe

mpl

o1

Exe

mpl

o2

Número de nós em cada exemplo

Comparando-se os modelos elaborados para o Caso 1 com os elaborados

para o Caso 2, como é mostrado na tabela abaixo, é possível ver que, exceto nos

modelos do COE do exemplo 1 (destacados em vermelho na tabela), em todos os

demais houve um aumento de um nó em todas as escadas. Isso significa que será

possível que uma pessoa a mais passe ao mesmo tempo nas escadas, o que pode

influenciar diretamente no tempo final, diminuindo-o (justamente para verificar se

isso é verdadeiro é que se decidiu fazer a comparação entre os dois casos).

Número de nós em cada exemplo

Pav-tipo Subsolo Pav-tipo Subsolo

COE S01 2 1 2 2IT S02 1 1 2 2

COE S03 2 1 2 2IT S04 1 1 2 2

COE S05 2 1 3 2IT S06 1 1 2 2

COE S07 2 1 3 2IT S08 1 1 2 2

COE S09 1 1 2 2IT S10 1 1 2 2

COE S13 1 1 2 2IT S14 1 1 2 2

COE S15 2 1 3 2IT S16 2 1 3 2

Ex

empl

o1

Exe

mpl

o2

Exe

mpl

o3

ESCADASCaso 1 Caso 2

No mais, com relação às escadas, em todos os exemplos foram considerados

degraus de 0,17m de altura por 0,28m de profundidade, vencendo pés-direitos de

3,06m – o que resulta num total de 18 degraus, que foram divididos em dois lances.

Então, para se adequar as normas, colocou-se um patamar intermediário entre os

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IC/FUPAM 2008-2009 75

lances devido à mudança de direção, posicionando Landing Nodes conforme a

figura.

Landing Nodes

Stair Nodes

Landing NodesLanding Nodes

Stair NodesStair Nodes

Como também é possível notar na figura, os nós da escada são como

Direction Nodes – a faixa preta no canto do nó representa a parte mais baixa do

degrau, ou seja, o ocupante irá para o próximo nó em direção à outra faixa preta (é

bom ressaltar que, como o objetivo do ocupante é atingir um local seguro, ou seja, o

exterior da edificação, a população só irá se deslocar em uma direção nas escadas,

que é a que a levará para mais próximo da saída – por isso é importante posicionar

os Stair Nodes de maneira correta ou então a simulação não irá funcionar

adequadamente).

Em todos os modelos criados, as escadas foram colocadas fora das

respectivas caixas – pois como o tamanho não é exatamente o mesmo, pode

atrapalhar a visualização e confundirem-se com os demais nós – sendo conectadas

aos pavimentos pelos patamares

(Landings), conectados ao lance

que vem do patamar intermediário

superior e ao que leva ao patamar

intermediário inferior, conforme a

figura ao lado.

Prontos os modelos, é possível rodar as simulações no Simulation Mode.

Conforme sugerido no manual do software, decidiu-se por realizar cada simulação

cinco vezes e obter uma média dos cinco tempos finais. Isso porque permite corrigir

possíveis erros quando se verificam diferenças muito significantes, até porque uma

simulação nunca é igual à outra. No que diz respeito à resolução de conflitos, por

exemplo, quando dois ou mais ocupantes querem ocupar o mesmo nó, primeiro

avalia-se qual deles chegou mais próximo daquela posição primeiro e em seguida,

Pavimento de referênciaPavimento de referência

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IC/FUPAM 2008-2009 76

compara-se o valor do Drive (“Condução”) de cada um – o que tiver o valor maior

“passa” primeiro. Isso influencia no tempo final de evacuação do edifício.

Além disso, o fato de cada ocupante ter características próprias – velocidade,

agilidade, mobilidade – e do tempo de resposta variar a cada vez, significa que a

cada vez que uma nova simulação é rodada, o deslocamento dos ocupantes será

diferente, com um ocupante diferente chegando primeiro às portas/escadas/saídas,

interferindo no andamento de toda a população, alterando o tempo final da

evacuação.

Para diminuir o número de análises a serem realizadas, escolheu-se –

aleatoriamente – uma entre as cinco simulações de cada exemplo para ser

analisada mais a fundo abaixo – com imagens – para verificar o comportamento dos

ocupantes e a causa de possíveis demoras em cada exemplo.

Caso 1 – Montagem e Análises

Como já descrito, no Caso 1 as escadas foram inseridas por sua largura e

não por capacidade de passagem. Dessa forma, as escadas foram adaptadas à

modulação do programa (0,76m por Stair Node) pelo próprio software.

Exemplo 1: � Edifício de escritórios, com 15 pavimentos e 2 subsolos, cada um com

área de 800 m². Para este edifício, foram elaboradas quatro simulações

(S01, S02, S03 e S04), as duas ímpares baseadas nos cálculos segundo o

COE e as duas pares baseadas na IT nº11; sendo que as duas primeiras

apresentam um layout de escadas e as duas últimas, uma segunda

alternativa.

o Simulação S01:

Nesta simulação, cada uma das duas escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 1,50m, o que, de acordo com a modulação

do software, corresponde a dois nós (nodes). Já a que percorre os

pavimentos subterrâneos possui 1,20m de largura, correspondendo a um nó

(node). Ou seja, para o programa (de acordo com a lógica adotada neste

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Caso 1), nas escadas dos tipos é possível a passagem de duas pessoas por

vez, enquanto nos pavimentos subterrâneos só passa uma pessoa.

Com as simulações, verificou-se que as 1764

pessoas presentes no edifício – 54 nos subsolos e

1710 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

13min12,9s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que

este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos

estão na tabela acima).

Primeiramente, examinando os

mapas de potencial dos pavimentos

(Floor Potential Maps) da simulação

selecionada para análise, pode-se

compreender qual será o caminho

predominante adotado pelos

ocupantes.

Como pode ser visto ao lado,

todos os pavimentos apresentam uma

simetria na distribuição do

direcionamento dos ocupantes, o que

indica que possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas.

Entretanto, como pode ser visto melhor no

detalhe, a população dos pavimentos subterrâneos será

direcionada apenas para a saída 1, de acordo com a

posição da porta da caixa de escada – isso significa que

mais pessoas sairão pela porta 1 do que pela 2, o que

pode implicar na formação de aglomerações nesta

saída, retardando a evacuação.

Com relação à evacuação simulada, percebe-se

que se formam pequenas aglomerações rápidas nas entradas das escadas

Simulação S011 13:14,22 13:11,03 13:13,74 13:06,25 13:19,2

Média 13:12,9

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dos pavimentos subterrâneos, devido à limitação de passagem na escada.

Essas aglomerações duram

alguns poucos segundos, e logo

os ocupantes entram na escada e

se deslocam até a saída mais

próxima – no caso, como já

colocado, a saída mais a

esquerda na planta. Nos demais

pavimentos, a população se encaminha normalmente para as escadas;

quando estas atingem sua capacidade máxima, começa a formação de

gargalos na entrada das mesmas.

Apesar da existência dessas aglomerações, elas não são muito

grandes – a população por

pavimento é de 114 pessoas o

que, dividido entre as duas

escadas (no caso de uma

divisão simétrica),

representaria 52 ocupantes

para cada lado, sendo que parte deles entra na escada quase que

imediatamente.

Examinando-se o pavimento de

saída, confirma-se a idéia de pequenos

congestionamentos na saída da esquerda

pelo maior número de ocupantes

dirigindo-se a ela. Mas, graças aos 2,0m

de largura da saída, os gargalos se

desfazem rapidamente, sem que os

ocupantes precisem esperar no térreo por

muito tempo. Vale acrescentar que foi

inserida uma Census Line cruzando verticalmente no centro do pavimento, de

forma a provar se não há mesmo fluxo “cruzado” de ocupantes entre as

saídas.

De modo geral, verifica-se uma evacuação de baixo para cima, com o

esvaziamento dos pavimentos mais baixos primeiro, mantendo os ocupantes

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estáticos nos últimos pavimentos. Como não ficou estabelecido o andar no

qual o incêndio teve início, isso poderia representar maiores perigos para esta

população, uma vez que estão mais distantes das saídas e de medidas

alternativas – a escada dos bombeiros, por exemplo, não chegaria aos

últimos pavimentos.

Os últimos ocupantes

entram na escada 8 minutos

após o “alarme” ser dado.

Segue-se 5 minutos de

deslocamento nas escadas,

facilitado pela possibilidade de passagem de dois ocupantes por vez em cada

escada. O último ocupante chega ao térreo com 13min08seg, levando mais

11 segundos para chegar ao exterior.

O fluxo no térreo mantém-

se sempre constante, sem

nenhuma aglomeração – afora

aquela já citada acima.

Nesta simulação e no

arquivo gerado ao final da

simulação (S01AE), percebe-se que há uma predominância de mulheres que

estavam nos últimos andares da edificação entre os últimos ocupantes a

deixar o prédio, confirmando – conforme já descrito na parte anterior - que

elas possuem velocidades mais reduzidas e menor capacidade de passar a

frente (Gene) e por isso acabam ficando para trás e que os andares mais

altos são os últimos a se esvaziarem.

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Além disso, analisando os dados gerados para as Census Regions (o

programa considera como duas por serem formadas por duas fileiras de

Census Nodes), verifica-se que não há mesmo fluxo “cruzado” no pavimento

térreo, de acordo com o mapa de potencial gerado. Para que os ocupantes

cruzassem o pavimento e utilizassem a outra porta – que, para ele, estaria

mais longe – seria necessário realizar ajustes no mapa de potencial do

pavimento de saída.

o Simulação S02:

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Nesta simulação, cada uma das duas escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 1,20m, o que, de acordo com a modulação

do software, corresponde a um nó (node). A escada única que percorre os

pavimentos subterrâneos também possui 1,20m de largura, do mesmo modo

correspondente a um nó (node). Ou seja, para o programa (de acordo com a

lógica adotada neste Caso 1), nestas escadas só é possível a passagem de

uma pessoa por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 1714

pessoas presentes no edifício – 4 nos subsolos e

1710 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

16min46,9s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos

estão na tabela acima).

Primeiramente, examinando os

mapas de potencial dos pavimentos

(Floor Potential Maps) da simulação

selecionada para análise, pode-se

compreender qual será o caminho

predominante adotado pelos

ocupantes.

Como pode ser visto ao lado,

assim com na primeira simulação,

todos os pavimentos apresentam

uma simetria na distribuição do

direcionamento dos ocupantes, o que

indica que possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas. Entretanto, no

térreo, pode-se ver uma divisão entre

as saídas: os ocupantes que chegam

ao térreo pelo lado esquerdo saem pela saída de cima (segundo o layout

apresentado abaixo) enquanto os que chegam pela direita saem pela saída

Simulação S021 17:43,12 15:02,83 18:09,44 17:15,35 15:44,0

Média 16:46,9

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de baixo – diferentemente da situação anterior, aqui há 2 escadas nos

pavimentos subterrâneos.

Divisão de fluxos

Analisando a simulação, percebe-se a população dos subsolos (2

ocupantes por pavimento) é insuficiente para formação de gargalos ou para

congestionamento na escada. Já

nos demais pavimentos – que

possuem 114 ocupantes cada -

observa-se um deslocamento

normal da população rumo às

escadas, e, antes do primeiro minuto, já está totalmente aglomerada na

entrada de uma das duas escadas

existentes no pavimento.

No térreo, verifica-se um

direcionamento incomum na

população devido ao mapa de

potencial – o caminho realizado

pelos ocupantes não corresponde àquele que seria realizado numa situação

real, dada a proximidade com as paredes e a curva efetuada. Entretanto,

como ficou estabelecido que as portas de saídas só iriam contar com 1,0m de

largura – para fins de comparação – percebe-se uma constante formação de

gargalos nelas.

Novamente, têm-se uma

evacuação de baixo para cima, com

um esvaziamento preliminar dos

primeiros pavimentos, enquanto os

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últimos contam com grandes gargalos, bem maiores que no caso anterior.

Isso porque, devido à largura das escadas, só é possível a passagem de um

ocupante por vez no interior delas, o que atrasa um pouco a população

quando comparado com o caso S01.

Neste exemplo, os

ocupantes da escada da

direita chegam ao térreo –

e, conseqüentemente, ao

exterior do edifício – muito mais rápido do que os ocupantes que utilizam a

outra escada. Isso poderá acontecer também em outros casos presentes

neste trabalho e, na verdade, tem a ver com características específicas dos

ocupantes (idade, pessoa, altura) que influenciam em suas velocidades

(deslocamento no pavimento e nas escadas), já que se manteve uma simetria

nos layouts elaborados (salvo as exceções que apresentem deformações –

descritas ao longo da análise – nos mapas de potencial).

O último ocupante a

chegar ao pavimento de saída

pelo lado esquerdo o faz 1 minuto

depois de o último ocupante do

lado direito ter deixado o edifício,

15min19seg após o início da

evacuação. Ele ainda leva cerca

de 30 segundos até que consiga deixar o edifício.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S02AE), percebe-

se uma predominância de homens advindos do 1º andar entre os primeiros

ocupantes a deixar o prédio. Ao contrário disso, entre os últimos ocupantes,

há uma predominância feminina, advinda dos últimos pavimentos.

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Comparando-se com a S01, percebe-se que a diferença básica entre

os dois casos está no tempo final,

que varia cerca de 5 minutos.

Segundo as análises feitas, verifica-se que isso é conseqüência direta do

dimensionamento das escadas, pois, no primeiro caso – valores obtidos

segundo os critérios do COE – a largura do modelo (que, conforme já

explicado, é a utilizada em todas as escadas) permite a passagem de dois

ocupantes por vez nas escadas, enquanto no segundo caso – com valores

obtidos segundo os critérios da IT nº11 – a largura obtida permite apenas a

passagem de um ocupante por vez. Isso gera maiores congestionamentos

nas escadas e, conseqüentemente, aglomerações maiores nas entradas das

mesmas.

Apesar disso, não se pode realmente dizer que os critérios da IT são

muito restritos, já que a diferença é de apenas 5 minutos. De modo geral, isso

não significa uma defasagem muito grande; porém – como já foi colocado e

ainda será colocado mais vezes – qualquer diferença de tempo a mais, por

menor que seja, representa um tempo maior de exposição da população ao

incêndio e aos seus efeitos. Se a edificação não tiver sido projetada

corretamente, atendendo a todos os requisitos de segurança, a integridade

física da população pode estar ameaçada.

o Simulação S03:

Nesta simulação – que segue as

características da S01, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada – verificou-se

que, com essa nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 10min23,0s para

abandonar a edificação (lembrando que este valor é

uma média das cinco simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela

acima).

Começando novamente a análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da simulação selecionada, percebe-se que

assim com nas duas primeiras simulações, todos os pavimentos apresentam

uma simetria na distribuição do direcionamento dos ocupantes, o que indica

Simulação S031 10:24,82 10:23,83 10:19,34 10:25,15 10:22,1

Média 10:23,0

Simulação S01 Simulação S02Média 13:12,9 16:46 ,9

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que possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas.

Entretanto, como pode ser

visto melhor no detalhe, a população

dos pavimentos subterrâneos será

totalmente direcionada para a saída

da direita, de acordo com a posição

da porta da caixa de escada – isso

significa que mais pessoas sairão

pela direita do que pela esquerda, o

que pode implicar em aglomerações.

Analisando a evacuação

simulada, vê-se que, pelo novo

posicionamento da escada

(centralizada) nos pavimentos

subterrâneos, não há formação de

gargalos na entrada da mesma,

apesar dos 17 ocupantes presentes

em cada andar. Nos pavimentos-tipo,

ocorre uma divisão normal da

população, visualmente simétrica, com formação de aglomerações na entrada

das escadas depois que estas

chegam ao seu limite de

capacidade.

Já no pavimento de saída,

observa-se novamente que a

população segue um caminho

incomum, ao invés de uma linha

reta em direção a saída – isso para estar sempre “o mais perto possível” da

saída, seguindo o mapa de potencial, como já foi explicado anteriormente.

Com respeito ao fluxo de ocupantes, é possível caracterizá-lo como contínuo,

uma vez que as escadas permitem a passagem de dois ocupantes por vez,

mas moderado, visto que a maioria dos ocupantes não entra imediatamente

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na escada, apresentando um tempo mínimo de espera. Por isso, e pelo fato

de as saídas possuírem 2,0m de largura, não há formação de aglomerações

nas portas – o máximo que se vê

são pequenas aglomerações

rápidas na saída da direita, já que

todos os ocupantes dos subsolos

são direcionados para ela,

aumentando temporariamente o

número de pessoas a passar por essa porta. Uma vez que toda a população

do subsolo deixou o edifício, o fluxo nas saídas volta ao “normal”.

Mais uma vez, verifica-se

uma evacuação de baixo para

cima, com o esvaziamento dos

primeiros pavimentos e formação

de gargalos nos últimos. Pode-se

dizer que esta situação

apresenta-se como uma tendência que poderia também ser vista num caso

real – o que será discutido com mais ênfase na conclusão final deste

exercício.

Os últimos ocupantes

entram na caixa de escada

7min30seg depois do início da

evacuação, chegando ao térreo

2min30seg depois – desta vez,

observa-se uma simultaneidade

nas duas caixas de escada. Com 10min22seg, todos os ocupantes

encontram-se em segurança no exterior do edifício.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S03AE), na parte

relativa aos dados das External Exits, observa-se que ambas as saídas foram

usadas ao longo de toda a evacuação – a diferença de “uso” entre elas é de

apenas alguns segundos. Vê-se que a porta da esquerda (Door_1) é utilizada

por 846 ocupantes enquanto a da direita (Door_2) é utilizada por 72

ocupantes a mais. Considerando-se que toda a população dos pavimentos

subterrâneos – 54 pessoas – é direcionada para esta saída, seriam apenas

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18 ocupantes a mais do que do outro lado, indicando que realmente a divisão

de fluxos foi simétrica, como previsto no início da análise ao se observar os

mapas de potencial deste exemplo.

Comparando-se com a S01 – que possui os mesmos padrões de

dimensões, mas com layout

diferente – é possível dizer que o

layout apresentado na S03 mostrou-se mais eficaz, já que o tempo final médio

das simulações caiu em 3 minutos – o que significa, a grosso modo, que a

população estaria em segurança no exterior do edifício, protegida do fogo e

de seus efeitos (calor, fumaça) com cerca de 3 minutos de antecedência.

Posicionar a escada – no caso, a que percorre os subsolos – no centro

do pavimento ao invés de colocá-la numa das extremidades (mesmo que

centralizada) reduz o percurso que os ocupantes mais distantes terão que

Simulação S01 Simulação S03Média 13:12,9 10:23 ,0

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andar o que, por conseguinte, reduz o tempo que estes levarão para chegar

até o exterior do prédio.

Já nos pavimentos-tipo, deixar as escadas linearmente mais distantes

torna o “raio de influência” – os nós próximos direcionados para cada escada,

de acordo com o mapa de potencial – mais uniforme, ou seja, todos os

ocupantes percorrerão mais ou menos a mesma distância para chegar à

escada, sem que nenhum ande distâncias elevadas. Por um lado isso

tenderia a uma situação crítica, na qual todos os ocupantes chegariam à

escada ao mesmo tempo – já que teriam um deslocamento equivalente;

entretanto, como a velocidade e o tempo de resposta ao “alarme” variam de

ocupante a ocupante, a probabilidade de esta situação acontecer torna-se

mínima, colocando este layout um pouco melhor por reduzir o tempo de

deslocamento da população.

o Simulação S04:

Nesta simulação – que segue as

características da S02, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada – verificou-se

que, com essa nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 18min19,9s para

abandonar a edificação (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Começando novamente a análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da simulação selecionada, percebe-se que

assim com nas duas primeiras simulações, todos os pavimentos apresentam

uma simetria na distribuição do direcionamento dos ocupantes, o que indica

que provavelmente não haverá sobrecarga de população em nenhuma das

escadas.

Simulação S041 18:39,12 17:47,63 19:14,54 17:59,25 17:59,1

Média 18:19,9

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Quanto ao térreo, percebe-se

que as saídas estão “divididas” e dois

blocos: os ocupantes que – segundo

a orientação do layout abaixo –

descem dos pavimentos-tipo pela

esquerda ou sobem dos subterrâneos

por “baixo” (pela caixa localizada na

parte inferior da planta) saem pela

porta da esquerda, enquanto os que

descem dos pavimentos-tipo pela

direita ou sobem dos subterrâneos

por “cima” (pela caixa localizada na

parte superior da planta) saem pela

porta da direita – isso porque neste

caso existem 2 caixas de escada

percorrendo os pavimentos

subterrâneos. Ou seja, existe certo

balanço na distribuição da população;

entretanto, isso faz com que não haja fluxo de pessoas no centro do

pavimento.

Analisando a evacuação simulada, vê-se que a população dos

subsolos não é tão considerável a ponto de provocar congestionamentos de

quaisquer níveis. Já nos pavimentos-tipo, devido à largura limitada das

escadas e do elevado número de ocupantes, formam-se grandes

Área sem fluxo de ocupantes.

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aglomerações nas entradas das

caixas de escadas, depois que as

mesmas já estão no limite de sua

capacidade.

Conforme visto em todos

os casos anteriores, têm-se uma

evacuação de baixo para cima, com a evacuação inicial dos primeiros

pavimentos – isso porque suas populações têm maior facilidade para

entrarem nas escadas, uma vez que enfrentam menos congestionamento e,

de certa forma, menos concorrência. Isso também faz com que a população

dos pavimentos mais altos apresente menor mobilidade, já que, com a

entrada dos ocupantes dos

andares abaixo, eles não

conseguem entrar nas escadas;

conseqüentemente, formam-se

gargalos maiores nestes

pavimentos.

Cabe colocar aqui que, num caso real, isso pode ser prejudicial à

população do edifício como um todo já que os ocupantes que se encontram

nos andares mais altos – logo, mais distantes das saídas – têm maior

dificuldade para conseguirem deixar a edificação e ficam expostos por mais

tempo aos perigos do fogo e gases tóxicos – em alguns casos, se a

edificação não seguir

rigorosamente os critérios de

segurança, a própria integridade

física do edifício pode ser

comprometida pelo incêndio,

colocando a população sob um

risco maior ainda.

Enquanto isso, no térreo, o fluxo permanece “constante” e sem

formação de aglomerações nas saídas. A razão disso está no fato de o

congestionamento nas escadas e nas entradas das mesmas ser tão grande

que torna bem fraco o fluxo de ocupantes chegando ao térreo, não sendo

suficiente para congestionar essas portas.

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O último pavimento do edifício (15º) só é completamente evacuado

com mais de 13 minutos depois do início do processo de evacuação. O 14º e

o 13º pavimentos ainda não estão completamente vazios, enquanto nos

demais pavimentos ainda restam apenas alguns poucos ocupantes (entre 1 e

5 no máximo) – o resto da população já se encontra no interior das caixas de

escada. O fluxo no térreo continua tranqüilo.

O último ocupante a entrar

na escada só o faz aos 16min –

isso representa que a população

só pode ser considerada “segura”

dentro da caixa de escada (que,

segundo as normas, deve ser

protegida contra os efeitos do

fogo, logo, a população estaria segura em seu interior) 16min depois do

alarme ter sido dado no edifício. Este ocupante chega ao térreo 17min44,

levando mais 15seg para atingir o exterior do edifício.

Percebe-se que a

evacuação pela escada do lado

esquerdo “termina” antes do que

a pelo lado direito; isso apenas

por, conforme descrito acima,

características próprias dos

ocupantes que a utilizam.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S04AE), percebe-

se que os dez últimos ocupantes a deixar a edificação são mulheres – o que

novamente confirmar a questão da velocidade de deslocamento feminina – e

que todas esperaram entre 1 e 2 minutos ao longo da evacuação. Além disso,

vê-se que a diferente de ocupantes que utilizaram cada porta externa é de

apenas 16 pessoas, confirmando a divisão “simétrica” da população entre as

duas caixas de escadas nos pavimentos-tipo – conforme a análise dos mapas

de potencial.

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IC/FUPAM 2008-2009 93

Comparando-se com a S03 – que possui o mesmo layout, porém com

dimensionamentos diferentes,

obtidos através dos critérios do COE

– verifica-se uma diferença de 8 minutos nos tempos finais médios das

simulações pelos mesmos motivos que a diferença de tempo entre a S01 e a

S02: os cálculos segundo o COE resultam em larguras – nos modelos deste

Caso 1 – que permitem a passagem de duas pessoas por vez nas escadas,

enquanto do dimensionamento da IT nº11 só é possível um ocupante por vez,

gerando maiores congestionamentos nas escadas e, conseqüentemente,

maiores aglomerações nas entradas das mesmas.

Simulação S03 Simulação S04Média 10:23,0 18:19 ,9

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Além disso, quando se compara esta simulação com a S02 – que

apresenta o mesmo padrão de

dimensões, mas com layout

diferente – percebe-se mais um agravante para a questão descrita acima. A

S02 apresenta um layout com escadas mais próximas, gerando “raios de

influência” – os nós próximos direcionados para cada escada, de acordo com

o mapa de potencial – desiguais (alguns ocupantes percorrem distâncias

maiores para chegar até a escada; já na S04, as escadas estão mais

distantes, gerando raios mais uniformes) – ou seja, todos os ocupantes

percorrem quase que a mesma distância até a escada mais próxima.

Por um lado (como foi descrito na comparação entre a S01 e a S03),

isso seria positivo, uma vez que reduziria o tempo de deslocamento da

população e poderia significar uma diminuição no tempo final de evacuação

do edifício. Entretanto, neste caso específico, conforme explicado acima, as

escadas só permitem a passagem de uma pessoa por vez, o que gera

maiores congestionamentos e maiores aglomerações nas escadas. Tendo um

layout que permite que a população não chegue toda ao mesmo tempo à

escada poderia otimizar a evacuação, uma vez que diminuiria o tempo de

espera na porta da escada.

Então, neste exemplo específico, este segundo layout parece ser um

pouco melhor – como se pode ver, o tempo médio final foi apenas 2 minutos

menor. Entretanto, é importante colocar que qualquer espécie de

congestionamento ou aglomeração que mantenha a população na espera por

um tempo prolongado – seja se deslocando no pavimento, seja esperando a

vez para entrar na escada – é extremamente perigoso para a população, uma

vez que os ocupantes ficam expostos ao fogo e aos gases tóxicos produzidos.

O modelo ideal de layout e dimensionamento é aquele que promova a

evacuação mais rápida possível, com o menor tempo de espera possível para

todos os ocupantes envolvidos.

Exemplo 2: � Edifício de escritórios, com 30 pavimentos e 3 subsolos, cada um com

área de 600 m². Para este edifício, foram elaboradas quatro simulações

Simulação S02 Simulação S04Média 16:46,9 18:19 ,9

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(S05, S06, S07 e S08), as duas ímpares baseadas nos cálculos segundo o

COE e as duas pares baseadas na IT nº11; sendo que as duas primeiras

apresentam um layout de escadas e as duas últimas, uma segunda

alternativa.

o Simulação S05:

Nesta simulação, cada uma das duas escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 2,10m, o que, de acordo com a modulação

do software, corresponde a dois nós (nodes). Já a que percorre os

pavimentos subterrâneos possui 1,20m de largura,

correspondendo a um nó (node). Ou seja, para o

programa (de acordo com a lógica adotada neste

Caso 1), nas escadas dos tipos é possível a

passagem de duas pessoas por vez, enquanto nos

pavimentos subterrâneos só passa

uma pessoa.

Com as simulações, verificou-

se que as 2640 pessoas presentes no

edifício – 60 nos subsolos e 2580 no

restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam

cerca de 24min21,6s para deixar o

edifício utilizando as duas portas

existentes (lembrando que este valor

é uma média das cinco simulações

realizadas, cujos tempos estão na

tabela acima).

Primeiramente, examinando os

mapas de potencial dos pavimentos

(Floor Potential Maps) da simulação

selecionada para análise, pode-se

compreender qual será o caminho

predominante adotado pelos

ocupantes.

Simulação S051 24:16,72 24:31,33 24:14,84 24:22,25 24:23,0

Média 24:21,6

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Como pode ser visto ao lado, existe uma deformação na divisão da

população nos pavimentos-tipo – uma parte bem maior dos ocupantes vai ser

direcionada para a escada acima, o que pode implicar em congestionamentos

maiores nesta escada.

Quanto ao térreo, percebe-se que as saídas estão “divididas” em dois

blocos: um superior e outro inferior. Os ocupantes vindos dos pavimentos

subterrâneos, devido ao posicionamento da porta da escada, integram-se ao

bloco superior; sendo assim, provavelmente haverá formação de grandes

aglomerações de ocupantes

nesta saída, já que toda a

população dos subsolos e mais

dois terços da população do

restante do edifício irão se dirigir

a ela.

Analisando o processo de

evacuação simulado, vê-se que a

população relativamente pequena

dos subsolos não chega a gerar congestionamento na entrada das escadas

ou mesmo no interior delas. Já nos pavimentos-tipo, que possuem

populações bem maiores, os ocupantes começam a se dirigir e se aglomerar

ao redor das entradas das escadas, começando o congestionamento. Como

as escadas tem uma largura maior (passam 2 pessoas juntas por vez), o fluxo

é um pouco mais rápido, evitando que a população fique muito tempo

esperando neste

congestionamento e

protegendo a população de

eventuais efeitos do incêndio

que possa estar acontecendo

em seu respectivo pavimento

(como já descrito, este tipo de

dado não é produzido pelo

buildingEXODUS por si só e não está disponível de outra forma para este

trabalho).

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Antes do primeiro minuto depois do

alarme, toda a população já se concentra

ao redor das entradas de escadas. Vê-se

que o gargalo formado na entrada da

caixa localizada na parte superior da

planta é muito maior que o da caixa de

baixo devido à deformação no mapa de

potencial do piso, já descrita acima. Isso apresenta uma influência direta no

tempo final, visto que aumenta o fluxo

e o congestionamento nessa escada,

atrasando a evacuação.

De modo geral, o que se vê é

uma evacuação mais rápida nos

primeiros pavimentos – os nove

primeiros pavimentos se esvaziam

antes dos 6min de evacuação (fora

estes, apenas o 30º também se esvazia). Mesmo assim, alguns ocupantes

dos pavimentos mais baixos ainda precisam esperar por algum tempo antes

de conseguirem adentrar nas escadas. Embora a situação dos últimos

pavimentos seja crítica, ela é pior nos pavimentos intermediários (do 10º ao

20º) – os gargalos são maiores nestes andares porque os ocupantes dos

pavimentos mais baixos conseguem entrar nas escadas e os que estão acima

acabam por não se locomoverem, impedindo a entrada de novas pessoas na

escada.

Até este ponto, não houve

formação de gargalos na saída

superior no térreo, por mais que a

maior parte da população esteja

sendo direcionada para ela. Isso

pode ser explicado pelo

congestionamento nas escadas que

torna mais lento o fluxo de ocupantes chegando ao térreo, conseqüentemente

diminuindo a ocorrência de gargalos. Além disso, a largura das saídas (2,0m

cada) facilita a saída dos ocupantes, contribuindo para que haja menos

Gargalo no 15º pavimento.

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aglomerações. O fluxo na caixa inferior mantém-se até os 7min de

evacuação, continuando, a partir daí,

apenas na escada superior.

A evacuação continua de baixo

para cima, mas começa também,

simultaneamente a ser de cima pra baixo,

com o esvaziamento dos últimos

pavimentos – mantendo os intermediários

como mais críticos (pensando num

incêndio real). O térreo continua sem congestionamentos nas saídas.

O último ocupante entra na escada (no 27º pavimento) aos 19min10,

chegando ao pavimento de saída com

24min12. A partir daí, são mais 12seg

até sua saída para a segurança, no

exterior da edificação – apenas porque

não há gargalos na porta.

Nesta simulação e no arquivo

gerado ao final da simulação (S05AE),

percebe-se que há uma predominância de mulheres entre os últimos

ocupantes, confirmando que elas possuem velocidades mais reduzidas e

menor capacidade de passar a frente (Gene) e por isso acabam ficando para

trás, conforme já descrito anteriormente.

Últimos ocupantes.

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Além disso, como colocado na análise dos mapas de potencial, a

deformação existente faz com que o número de ocupantes que utilizam a

escada e, conseqüentemente, a saída de cima seja quatro vezes maior do

que o número dos que utilizam a de baixo.

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o Simulação S06:

Nesta simulação, cada uma das escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 1,20m, o que, de acordo com a modulação

do software, corresponde a um nó (node). A escada única que percorre os

pavimentos subterrâneos também possui 1,20m de largura, do mesmo modo

correspondente a um nó (node). Ou seja, para o programa (de acordo com a

lógica adotada neste Caso 1), nestas escadas só é possível a passagem de

uma pessoa por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 2586

pessoas presentes no edifício – 6 nos subsolos e

2580 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

31min07,9s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Primeiramente, examinando os mapas de potencial dos pavimentos

(Floor Potential Maps) da simulação selecionada para análise, pode-se

compreender qual caminho será seguido pelos ocupantes em direção às

saídas.

Simulação S061 28:03,22 33:22,63 30:16,04 31:43,95 32:13,9

Média 31:07,9

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IC/FUPAM 2008-2009 101

Como pode ser visto ao lado,

os pavimentos-tipo apresentam uma

pequena deformação na distribuição

do direcionamento dos ocupantes – a

área potencial da escada localizada

acima é maior do que a da caixa

embaixo - o que indica que talvez

haja sobrecarga de população na

escada acima. Quanto ao térreo,

como possui o mesmo layout da

simulação S06, também apresenta

saídas “divididas” em dois blocos.

Analisando a evacuação

simulada, vê-se que a população dos

pavimentos subterrâneos é

insuficiente para configurar qualquer

tipo de congestionamento (são

apenas 2 pessoa por pavimento).

Quanto aos pavimentos-tipo, a

situação é bem diferente. Depois que as escadas ficam “lotadas” com a

entrada dos primeiros ocupantes (algo

que acontece cerca de 45seg depois

que o “alarme de incêndio” é dado)

começa a formação de gargalos na

entrada. Como o mapa de potencial

ainda apresenta pequenas

deformações – porém bem menores do

que no exemplo anterior – uma parcela

um pouco maior da população vai ser

direcionada para a caixa de escada localizada na parte superior. Entretanto,

inicialmente, não parece ser uma parcela considerável a ponto de apresentar

grande influência no tempo final da evacuação (apesar da divisão da

população não ser equilibrada, a diferença não é excessiva, podendo

configurar um fluxo equivalente nas duas caixas de escada).

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IC/FUPAM 2008-2009 102

A grande problemática deste

caso está na largura das escadas

(1,20m), que só permite a

passagem de um ocupante por vez

– no caso anterior (S05), como a

escada permite a passagem de

dois ocupantes por vez, o fluxo é mais fluido, com menos congestionamentos

nas escadas e, conseqüentemente, aglomerações menores nas portas de

acesso.

Já no térreo, o fluxo é bem

mais tranqüilo e sem

congestionamentos nas saídas.

Isso porque, como descrito na

simulação anterior, o

congestionamento nas escadas

atrasa (de certa forma) a chegada

dos ocupantes no térreo,

diminuindo a possibilidade de formação de gargalos graças à menor

população. A largura de 2,0m de cada uma das portas externas também

garante uma saída constante e quase sem espera.

Continuando com a análise da

evacuação, percebe-se que, assim como

no exemplo anterior, o padrão inicial é de

os pavimentos mais baixos (do 1º ao 9º)

apresentarem um esvaziamento mais

rápido, enquanto os pavimentos

intermediários (do 10º ao 20º) têm um

comportamento mais crítico, com maiores

congestionamentos e os pavimentos mais

altos, uma situação um pouco melhor. Entretanto, cabe colocar mais uma vez

que qualquer tipo de congestionamento pode ser considerado como um ponto

crítico, já que representaria uma possível exposição prolongada da população

ao fogo e à fumaça (gases tóxicos).

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IC/FUPAM 2008-2009 103

O fluxo na escada inferior no

layout se mantém até o 15º minuto,

enquanto o último ocupante do

gargalo superior entra na escada 29

minutos depois do início da

evacuação. Isso contraria a idéia

inicial de que os fluxos seriam quase

equivalentes pela deformação no mapa de potencial ser mínima – entretanto,

não se pode dizer que este fluxo foi mais rápido apenas por isso; a velocidade

dos ocupantes também deve ser considerada como um fator determinante do

abandono.

Depois que os primeiros pavimentos se esvaziam, têm-se uma

inversão do padrão: os ocupantes dos andares intermediários conseguem

entrar primeiro nas escadas, mantendo vários ocupantes ainda aglomerados

nos andares superiores. No pavimento de saída, a situação se mantém

estável, sem congestionamentos, até que o último ocupante deixe o edifício,

com 32min14s.

Analisando o arquivo gerado ao final desta simulação (S06AE), vê-se

que os últimos ocupantes apresentam tempos de espera superiores a 3

minutos – em alguns casos, superior a 4 minutos (os valores estão em

segundos).

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IC/FUPAM 2008-2009 104

Além disso, pode-se ver que por causa da deformação observada nos

mapas de potencial, a saída de cima (Door_2) é utilizada por um número

quase duas vezes maior de ocupantes do que a saída de baixo (Door_1) e

por um período de tempo também quase duas vezes maior.

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IC/FUPAM 2008-2009 105

Comparando-se com a S05, têm-se uma diferença de 7 minutos entre

os dois tempos finais médios, sendo

menor o valor do modelo baseado

nos cálculos do COE. Essa diferença pode ser explicada – novamente – pela

largura das escadas: no caso do COE, a largura possibilita a passagem de

dois ocupantes por vez, enquanto no caso da IT, só é possível a passagem

de um ocupante na escada. Isso torna o fluxo mais dinâmico no primeiro

caso, diminuindo conseqüentemente o tempo final.

o Simulação S07:

Nesta simulação - que segue as

características da S05, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada – verificou-se

que, com essa nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 18min41,3s para

abandonar a edificação (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Começando novamente a análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da simulação selecionada, percebe-se que,

assim como na simulação anterior, os pavimentos-tipo apresentam uma

pequena deformação na distribuição do direcionamento dos ocupantes – a

área potencial da escada à direita é maior do que a da caixa à esquerda - o

que indica que talvez haja sobrecarga de população na escada à direita.

Simulação S05 Simulação S06Média 24:21,6 31:07 ,9

Simulação S071 18:41,92 18:37,83 18:34,54 18:44,55 18:47,9

Média 18:41,3

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IC/FUPAM 2008-2009 106

O pavimento térreo também

apresenta simetria com relação a sua

planta; entretanto, toda a população

dos pavimentos subterrâneos será

direcionada para a saída da direita,

de acordo com a posição da porta da

caixa de escada – isso significa que

mais pessoas sairão pela direita do

que pela esquerda, o que pode

implicar em maiores aglomerações

nesta porta.

Analisando a simulação, vê-se

que os subsolos possuem

populações bem reduzidas, não

chegando a configurar nenhum tipo

de congestionamento. Já nos

pavimentos-tipo, a população que

não entrou na escada – por esta ter

atingido sua capacidade máxima –

começa a se aglomerar na entrada da mesma aos 45 segundos – há uma

pequena deformação do lado esquerdo, fazendo mais pessoas irem para o

lado direito, mas parece ser mínima, ou seja, pelo menos a princípio, não se

pode dizer que o tempo final da

evacuação será afetado.

Os maiores gargalos

formam-se predominantemente

entre o 5º e o 20º pavimentos.

Neste exemplo, os últimos

andares estão se esvaziando mais rápido (o 30º pavimento já está vazio),

possuindo gargalos menores até que os primeiros pavimentos. Talvez por

conta da deformação já descrita os gargalos do lado esquerdo são menores

que os do lado direito – porém isso só poderá ser comprovado com a

evolução da simulação.

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IC/FUPAM 2008-2009 107

O fluxo nas escadas é

facilitado pela largura da escada,

que possibilita a passagem de duas

pessoas por vez, contribuindo para a

diminuição dos gargalos nas portas

de entrada das escadas. Entretanto,

é possível considerar a presença de

congestionamento, causado mais

pelas aglomerações geradas nas entradas em cada pavimento, o que controla

a chegada de ocupantes no pavimento de saída.

No térreo, a princípio, não

há formação de aglomerações

nas saídas e o fluxo é tranqüilo,

garantido – assim como nas duas

simulações anteriores – pelo fluxo

nas escadas e pelos 2,0m de

largura das portas, que garantem

um abandono constante e quase imediato. Como toda a população do

subsolo é direcionada para a porta da direita, formam-se pequenos gargalos

rápidos nesta porta – depois que toda a população do subsolo sai, aos 2

minutos, a situação se “normaliza”.

3 minutos após o

“alarme”, nas caixas localizadas

do lado esquerdo, só há

pequenas aglomerações (de no

máximo 10 pessoas) até o 12º

pavimento; todos os outros já

foram abandonados. Nas caixas do lado direito, contudo, os gargalos dos

pavimentos acima do 20º ainda são consideráveis e tem menos mobilidade.

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IC/FUPAM 2008-2009 108

O fluxo continua do lado

esquerdo até 12min30, quando

o último ocupante deixa a

escada no pavimento de saída.

Levando em consideração que

a última pessoa a entrar nesta

escada o fez 4 minutos após o

início da evacuação, isso representa uma média de 8 minutos de

deslocamentos no interior da escada. Ao mesmo tempo, na escada do lado

direito, os últimos ocupantes que ainda estavam em seus respectivos

pavimentos conseguem finalmente entrar, chegando ao pavimento de saída 6

minutos depois.

Quando todos já estão na escada, a possibilidade de passagem de

dois ocupantes por vez torna

tudo mais dinâmico e mais

rápido – não há

congestionamento, o fluxo é

constante. Apesar disso, a

predominância é de uso da

coluna interna, a “mais

próxima” da saída.

Novamente, percebe-se uma predominância feminina entre os últimos

ocupantes a deixar o edifício, conforme se vê no arquivo gerado ao final desta

simulação (S07AE). Isso confirma mais uma vez as mulheres possuem

velocidades mais reduzidas e menor capacidade de passar a frente (Gene).

Além disso, também se vê que todas elas (as 15 últimas ocupantes a deixar o

edifício) esperaram mais de 4 minutos em congestionamentos.

Últimos ocupantes.

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IC/FUPAM 2008-2009 109

Com relação à deformação no mapa de potencial, uma análise das

saídas da edificação mostra que a porta à direita (Door_2) foi utilizada por

quase 600 ocupantes a mais que a outra (Door_1), demonstrando uma

deformação um pouco mais significativa do que se esperava.

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IC/FUPAM 2008-2009 110

Comparando com a S05 – que possui os mesmos padrões de

dimensões, mas com layout

diferente – é possível dizer que o

layout apresentado na S07 mostrou-se muito mais eficaz, já que o tempo final

médio das simulações caiu em 6 minutos – o que significa dizer, a grosso

modo, que a população estaria em segurança no exterior do edifício,

protegida do fogo e de seus efeitos (calor, fumaça) cerca de 6 minutos antes

do que no outro caso.

Centralizando a escada que percorre os subsolos no lado de maior

dimensão do pavimento ao invés de fazê-lo no de menor dimensão reduz em

mais de 7m a distância máxima a ser percorrida por um ocupante, o que

diminui o tempo final para esvaziamento dos andares subterrâneos. Com

relação aos pavimentos-tipo, têm-se a mesma situação descrita para o

exemplo 1: o layout das escadas da S07 cria um “raio de influência” – os nós

próximos direcionados para cada escada, de acordo com o mapa de potencial

– quase uniforme, levando os ocupantes a percorrerem mais ou menos a

mesma distância para chegar à escada, sem que alguns andem muito mais

que outros. Já na S05, esse raio é mais disforme, com alguns ocupantes

percorrendo poucos metros e outros percorrendo o dobro ou até mesmo o

triplo dessas distâncias.

Simulação S05 Simulação S07Média 24:21,6 18:41 ,3

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IC/FUPAM 2008-2009 111

Embora isso pudesse gerar um congestionamento maior – já que

praticamente todos os ocupantes chegariam juntos à escada – como colocado

anteriormente, a variação da velocidade e do tempo de resposta ao “alarme”

de cada ocupante evita a ocorrência dessa situação. Além disso, como a

largura da escada permite a passagem de dois ocupantes por vez, cria-se um

maior dinamismo no deslocamento, contribuindo para uma evacuação mais

rápida.

o Simulação S08:

Nesta simulação – que segue as

características da S06, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada e no fato de

possuir três saídas para o exterior no pavimento

térreo – verificou-se que, com essa

nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 50min06,6s

para abandonar a edificação

(lembrando que este valor é uma

média das cinco simulações

realizadas, cujos tempos estão na

tabela acima).

Começando novamente a

análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da

simulação selecionada, percebe-se

que todos os pavimentos apresentam

uma simetria na distribuição do

direcionamento dos ocupantes –

salvo uma distorção mínima nos

pavimentos-tipo, privilegiando a

escolha pela escada da esquerda – o

que indica que possivelmente não

haverá sobrecarga de população em

Simulação S081 50:43,92 49:42,83 49:53,14 49:58,65 50:14,5

Média 50:06,6

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IC/FUPAM 2008-2009 112

nenhuma das escadas, apenas um contingente um pouco maior de ocupantes

de um dos lados, demorando um pouco mais do que o outro lado.

Quanto ao térreo, percebe-se que as saídas estão “divididas” em três

faixas: os ocupantes que descem dos pavimentos-tipo pela esquerda ou saem

pela porta mais a esquerda; os que descem pela direita, saem pela porta mais

a direita; e os que sobem dos pavimentos subterrâneos saem pela porta

intermediária. Ou seja, existe certo balanço na distribuição da população;

entretanto, não há um fluxo “cruzado” de pessoas ao longo do pavimento.

Analisando a simulação, pode-se ver que, nos subsolos, sendo a

população de 2 pessoas por pavimento, não ocorrem congestionamentos ou

aglomerações. Já nos demais andares, assim que as escadas atingem sua

capacidade máxima de ocupação,

começa a formação de gargalos

na entrada, sendo que todos os

ocupantes já se encontram

aglomerados nas portas aos

45seg. Verifica-se que os piores

casos (os gargalos maiores) estão mais uma vez nos últimos pavimentos da

edificação – acima do 20º.

No pavimento de saída, o

fluxo é bem lento e controlado,

conseqüência do

congestionamento nas escadas e

nas entradas das mesmas.

Observa-se que a saída do meio

só é mesmo utilizada pelos

ocupantes vindos dos pavimentos subterrâneos.

Novamente, apresenta-se uma tendência de evacuação de baixo para

cima, com o esvaziamento inicial dos primeiros pavimentos e aglomerações

cada vez maiores conforme a altura aumenta. Mais uma vez, vale ressaltar o

perigo que esta situação poderia representar para a população numa situação

de incêndio real, que está mais distante das saídas e quase que inacessíveis

para usos de medidas alternativas para evacuação.

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IC/FUPAM 2008-2009 113

Os últimos ocupantes do

lado direito entram na escada

antes de percorridos 30 minutos

da evacuação, deixando a

edificação aos 33min. Do lado

esquerdo, os últimos ocupantes

só conseguem entram na escada com 45 minutos de simulação, ou seja, 15

minutos depois. Isso por causa da deformação no mapa de potencial já

descrita no início deste caso.

Entretanto, contrariando as

expectativas iniciais, esta

deformação causou sim uma

diferença significativa na

evacuação da população.

Até que estes últimos ocupantes percorram

toda a escada e cheguem ao térreo, correm mais 5

minutos, estando eles no exterior do edifício com

50min14,5s.

Ao analisar o arquivo gerado ao final da

simulação (S08AE), confirma-se a previsão sobre o

uso das saídas: a Door_1, localizada à esquerda é

utilizada por 500 ocupantes a mais do que a

Door_2, localizada à direita, o que representa uma média de

aproximadamente 20 ocupantes por andar – isso por causa da distorção no

mapa de potencial. Já a Door_3, localizada entre as duas outras, foi utilizada

apenas pelos ocupantes advindos dos subsolos.

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IC/FUPAM 2008-2009 114

Comparando-se com a S07 – que possui o mesmo layout, porém com

dimensionamentos diferentes,

obtidos através dos critérios do

COE – verifica-se que este caso – baseado nos critérios da IT – apresenta um

tempo quase três vezes superior ao anterior. Isso porque os cálculos segundo

o COE resultam em larguras que permitem a passagem de duas pessoas por

vez nas escadas, enquanto do dimensionamento da IT nº11 só é possível um

ocupante por vez, gerando congestionamentos muito maiores nas escadas e,

conseqüentemente, aglomerações muito maiores nas entradas das mesmas.

Essa mesma situação pode ser vista no exemplo 1, quando se compara os

casos baseados no COE com os baseados na IT (entretanto, neste exemplo,

como a população é bem maior e a situação, bem mais crítica).

No caso de um incêndio real, essa redução em dois terços do tempo é

muito significativa para a segurança da população, levando à conclusão de

que a opção por uma escada mais larga seria mais acertada para este caso.

Simulação S07 Simulação S08Média 18:41,3 50:06 ,6

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IC/FUPAM 2008-2009 115

Quando a comparação é feita com a S06 – que apresenta o mesmo

padrão de dimensões, mas com

layouts diferentes – percebe-se que,

para este caso específico, ou seja, para estes valores obtidos, o layout mais

conveniente seria o primeiro (o da S06, que apresenta um tempo médio final

20 minutos menor), pois define um “raio de influência” – os nós próximos

direcionados para cada escada, de acordo com o mapa de potencial – com

geometria mais irregular, retardando a chegada de parte dos ocupantes à

escada que já se encontra congestionada – devido à sua largura limitada – e

com grande aglomeração na entrada. A situação vista na S08, na qual a

população chega quase que ao mesmo tempo às escadas, vê-se a formação

de gargalos muito grandes que perduram por muito tempo, o que não é muito

interessante já que oferece mais riscos à população.

Cabe ressaltar novamente que o modelo ideal de layout e

dimensionamento é aquele que promova a evacuação mais rápida possível,

com o menor tempo de espera possível para todos os ocupantes envolvidos e

menor período de exposição da população ao fogo e aos gases tóxicos

produzidos – seja a exposição durante o percurso pelo pavimento, seja na

espera para entrar na escada.

Exemplo 3: � Edifício residencial, com 14 pavimentos e 2 subsolos, cada um com área

de 280 m². Para este edifício, foram elaboradas seis simulações (S09,

S10, S13, S14, S15 e S16). As ímpares são baseadas nos cálculos

segundo o COE enquanto as pares são baseadas na IT nº11, sendo as

duas primeiras com os valores exatos, as duas do meio colocando-se uma

segunda caixa de escadas e as duas últimas acrescentando-se um

módulo na largura calculada para as escadas.

o Simulação S09:

Nesta simulação, a escada – única – que percorre os pavimentos-tipo

possui uma largura de 1,20m, o que, de acordo com a modulação do

software, corresponde a um nó (node). A escada que percorre os pavimentos

subterrâneos também possui 1,20m de largura, também correspondendo a

Simulação S06 Simulação S08Média 31:07,9 50:06 ,6

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IC/FUPAM 2008-2009 116

um nó (node). Ou seja, para o programa (de acordo com a lógica adotada

neste Caso 1), nestas escadas só é possível a passagem de uma pessoa por

vez.

Com as simulações, verificou-se que as 286

pessoas presentes no edifício – 20 nos subsolos e

266 no restante do edifício – seguindo as

características descritas acima, levam cerca de

04min25,3s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Primeiramente, examinando os mapas de potencial dos pavimentos

(Floor Potential Maps) da simulação selecionada para análise, pode-se

compreender qual será o caminho

predominante adotado pelos

ocupantes.

Como pode ser visto ao lado,

todos os pavimentos apresentam uma

simetria na distribuição do

direcionamento dos ocupantes para

as caixas de escada e para as saídas

– o que indica que possivelmente não

haverá sobrecarga de população em

nenhuma delas. As Internal Doors

inseridas nos pavimentos-tipo atraem

o fluxo interno aos apartamentos para

as respectivas portas, organizando-o.

No térreo, entretanto, a

população que sobe dos pavimentos

subterrâneos (escada na parte

superior da planta) é direcionada para a saída da direita, enquanto os

ocupantes que descem dos pavimentos-tipo (escada na parte inferior da

planta) são direcionados para a saída da esquerda, de acordo com o

posicionamento das portas das caixas de escadas.

Simulação S091 04:23,82 04:19,83 04:28,8

4 04:24,95 04:29,3

Média 04:25,3

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IC/FUPAM 2008-2009 117

Analisando a evacuação, pode-

se ver que não há congestionamentos

nos corredores dos pavimentos-tipo,

visto que a população por pavimento

(19 pessoas) é bem reduzida e

está dividida entre os quatro

apartamentos existentes em cada

andar. Acontecem apenas

eventuais formações de

pequenos “gargalos” na entrada

da escada de alguns pavimentos

devido ao congestionamento na própria escada. Isso por causa da largura da

escada – que permite a passagem de apenas um ocupante por vez – e pelas

características de cada ocupante – que

determinam suas condições de

deslocamento, velocidade, etc..

No pavimento térreo, o fluxo de

ocupantes também é controlado ao

longo da evacuação, sem a formação de gargalos nas saídas. Nesta imagem,

também é possível ver a divisão de fluxos de acordo com o mapa de potencial

do pavimento.

Entretanto,

percebe-se que, devido à

largura limitada da saída

(1,0m) e pelo fato da

população vinda dos

pavimentos superiores

não se dividir entre as duas saídas, chega uma hora que começa a formação

de um gargalo na saída da esquerda, intensificado pelo fluxo de ocupantes

advindos da escada continuar constante. Quando o último ocupante deixa a

caixa de escada, o que se tem é o gargalo apresentado na imagem ao lado.

Isso acontece com cerca de 3min45s de evacuação; sendo o tempo final

dessa simulação analisada 4min29,3s, isso significa que a população fica

cerca de 45 seg. no térreo apenas esperando para sair para o exterior.

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IC/FUPAM 2008-2009 118

Num contexto real,

isso exigiria algumas

providências, como, por

exemplo, aumentar a

largura da porta.

Entretanto, vale reafirmar

que, num contexto real,

não existiria um “mapa de potencial”, ou seja, possivelmente a população se

dividiria entre as duas saídas existentes, diminuindo este tempo final. Para

que a simulação chegasse mais próximo da situação real, seria preciso

ajustar o mapa de potencial de forma a corrigir tal deformação de fluxo.

O arquivo gerado no final da simulação (S09AE) indica que os últimos

ocupantes a deixar o edifício esperaram entre um e três minutos em

congestionamentos, sendo a maioria deles provenientes dos últimos

pavimentos.

Últimos ocupantes.

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IC/FUPAM 2008-2009 119

o Simulação S10:

Nesta simulação, a escada – única – que percorre os pavimentos-tipo

possui uma largura de 1,20m, o que, de acordo com a modulação do

software, corresponde a um nó (node). A escada que percorre os pavimentos

subterrâneos também possui 1,20m de largura, igualmente correspondendo a

um nó (node). Ou seja, para o programa (de acordo com a lógica adotada

neste Caso 1), nestas escadas só é possível a passagem de uma pessoa por

vez.

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IC/FUPAM 2008-2009 120

Com as simulações, verificou-se que as 338

pessoas presentes no edifício – 2 nos subsolos e

336 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

05min30,2 para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Primeiramente, examinando os mapas de potencial dos pavimentos

(Floor Potential Maps) da simulação

selecionada para análise, pode-se

compreender qual será o caminho

predominante adotado pelos

ocupantes.

Como pode ser visto ao lado,

todos os pavimentos também

apresentam simetria na distribuição

do direcionamento dos ocupantes,

como na simulação anterior, o que

indica que possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas. As Internal

Doors inseridas nos pavimentos-tipo

atraem o fluxo interno aos

apartamentos para as respectivas

portas, organizando-o.

No térreo, entretanto, assim como na simulação anterior, a população

que sobe dos pavimentos subterrâneos (escada na parte superior da planta) é

direcionada para a saída da

direita, enquanto os ocupantes

que descem dos pavimentos-

tipo (escada na parte inferior da

planta) são direcionados para a

saída da esquerda, de acordo

com o posicionamento das portas das caixas de escadas.

Simulação S101 05:21,32 05:44,93 05:23,44 05:17,95 05:43,7

Média 05:30,2

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IC/FUPAM 2008-2009 121

Analisando a evacuação,

percebe-se que não há

congestionamento nos corredores

dos pavimentos-tipo com relação

ao caminho até a escada;

entretanto, em alguns

pavimentos, formaram-se gargalos na entrada devido ao congestionamento

nas escadas, provocado pelo alto número de ocupantes – são 70 pessoas a

mais nos andares-tipo do que na simulação anterior.

Esse congestionamento nas

escadas é um dos principais

condicionantes do tempo final desta

evacuação, por manter muitos

ocupantes esperando sua vez para

conseguir acessar a escada – isso

acontece sobretudo nos pavimentos mais elevados, já que a população dos

andares abaixo consegue entrar na escada e quem está acima permanece

parado. Numa situação real, isso

pode ser prejudicial a estas

pessoas que esperam por muito

tempo nos acessos às escadas:

dependendo da proximidade com

o foco, estas podem ser

prejudicadas pelos efeitos do incêndio (fumaça, calor, etc.).

No térreo, a formação de gargalos (como no exemplo anterior) é

mínima. Isso porque, como já descrito, há um congestionamento maior nas

escadas, o que, de certa forma, retarda a chegada dos ocupantes no

pavimento de saída e diminui a quantidade de pessoas que se desloca em

direção ao exterior da edificação ao mesmo tempo, evitando-os.

Além desta questão do

térreo, o que se vê de diferente

entre os dois casos é o tempo final: nesta, é cerca de 1min15s a mais que na

simulação anterior. Porém, neste caso, a população conta com 52 pessoas a

mais – sendo que a população dos subsolos cai de 20 para 2 pessoas e a dos

Ocupante esperando no 12º pavimento o momento de entrar na escada congestionada.

Simulação S09 Simulação S10Média 04:25,3 05:30,2

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IC/FUPAM 2008-2009 122

pavimentos-tipo sobe em 70 – ou seja, é um aumento no tempo

razoavelmente proporcional ao aumento da população. Para comprovar, o

último ocupante nas escadas chega ao térreo com 5min16s, ou seja, são

menos de 30seg até que ele e

os demais ocupantes que

ainda estão no térreo deixem a

edificação – menos que na

simulação anterior na qual a

população ainda levava 45seg

para sair do edifício.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S10AE), verifica-se

que dos últimos 17 ocupantes a deixar a edificação, 12 passaram mais de 3

minutos parados esperando em congestionamentos e aglomerações – valor

superior ao caso anterior (S09).

Fora isso, não é possível comparar os dimensionamentos da S10 com

a S09 para concluir qual deles é mais eficiente, visto que ambos os cálculos

tiveram como resposta uma caixa de escada com 1,20m de largura e que,

neste primeiro caso, ambos possuem plantas com o mesmo layout. O que

caberia aqui seria uma comparação entre os cálculos de população segundo

cada uma das normas, o que será deixado para a conclusão final deste

exercício.

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IC/FUPAM 2008-2009 123

o Simulação S13:

Nesta simulação, optou-se por duplicar o número de escadas

necessário para os pavimentos-tipo obtido com os cálculos segundo o COE.

Assim, colocou-se duas caixas de escadas de 1,20m de largura, o que, de

acordo com a modulação do software, corresponde a um nó (node) cada. O

layout dos pavimentos subterrâneos foi mantido. Ou

seja, para o programa, continua sendo possível a

passagem de apenas uma pessoa por vez nestas

escadas.

Com as simulações, verificou-se que as 286

pessoas presentes no edifício – 20 nos subsolos e 266 no restante do edifício

– seguindo as características descritas acima, levam cerca de 02min46,5s

para deixar o edifício utilizando as duas portas existentes (lembrando que

Simulação S131 02:46,12 02:46,43 02:46,64 02:44,65 02:48,6

Média 02:46,5

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IC/FUPAM 2008-2009 124

este valor é uma média das cinco simulações realizadas, cujos tempos estão

na tabela acima).

Começando novamente a

análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da

simulação selecionada, percebe-se

que assim com nas duas primeiras

simulações, todos os pavimentos

apresentam uma simetria na

distribuição do direcionamento dos

ocupantes, o que indica que

possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas. As Internal

Doors inseridas nos pavimentos-tipo

atraem o fluxo interno aos

apartamentos para as respectivas

portas, organizando o fluxo.

No térreo, entretanto, a população que sobe dos pavimentos

subterrâneos é direcionada para a saída da direita, enquanto os ocupantes

que descem dos pavimentos-tipo são divididos de acordo com o layout das

escadas (quem desce pelo lado direito, sai pelo lado direito; quem desce pela

esquerda, sai pela esquerda), o que representa que pode haver pequenos

congestionamentos na saída da direita.

Analisando a evacuação, pode-

se ver que o fluxo de ocupantes é

normal em todos os pavimentos, sem

congestionamentos nas portas ou nos

corredores. Isso porque a população

por pavimento é bem reduzida – são

apenas 19 ocupantes por andar-tipo e 10 nos subsolos. Nas escadas, o fluxo

é contínuo, sem congestionamentos; o máximo de aglomeração que se forma

na entrada envolve até 5 ocupantes, apenas esperando que o da frente passe

para que ele possa também entrar na escada – ou seja, é correspondente à

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IC/FUPAM 2008-2009 125

largura da entrada e da escada (que só permite a passagem de uma pessoa

por vez) e não de excesso de

ocupantes nela.

A facilidade no

deslocamento é tamanha que

antes mesmo de completar-se o

primeiro minuto após o início da

evacuação – ou seja, do

momento no qual o alarme de incêndio é “disparado” – toda a população já

adentrou as caixas de escadas (20 ocupantes já deixaram o edifício).

Este fluxo contínuo

e sem congestionamento

nas escadas faz com que

a população chegue

muito mais rápido no

pavimento de saída,

demorando apenas o

tempo necessário para seu deslocamento através dos pisos. Isso, combinado

com a largura reduzida das saídas (apenas 1,0m cada, por escolha para este

exemplo), provoca a formação de aglomerações ao redor das portas,

atrasando a saída dos ocupantes. A situação ainda é um pouco mais crítica

do lado direito porque todos os 20 ocupantes dos pavimentos subterrâneos

são direcionados para esta saída.

Com 2min20seg, os

últimos ocupantes que

estavam nas escadas

chegam ao térreo, e levam

quase 30seg para

conseguirem sair para o

exterior devido aos gargalos

existentes nas saídas, resultando num tempo final de 2min46. Apesar de

estes congestionamentos nas saídas externas serem provocados pela largura

limitada das mesmas, não se pode dizer que isso tenha influenciado

diretamente o tempo de evacuação dos ocupantes – até porque são apenas

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IC/FUPAM 2008-2009 126

30seg de congestionamento nas saídas depois que o fluxo nas escadas se

encerra.

Para testar esta teoria, realizou-se uma nova simulação alterando as

larguras das External Exits de 1,0 para 2,0m. O resultado foi um tempo final

de 02min43,2s, apenas 3 segundos menor do que a média obtida no primeiro

caso.

Como conclusão sobre este assunto, pode-se dizer que com saídas

mais largas não se formam gargalos nas portas, mas a evacuação em si não

sofre grandes alterações. A diferença mais significante seria, no caso de um

incêndio real, referente à segurança dos ocupantes individualmente: sem os

congestionamentos cada um deles estaria seguro no exterior do edifício

alguns segundos antes – demorando apenas o tempo correspondente ao seu

deslocamento pelo pavimento-tipo, escadas e térreo – ficando exposto aos

efeitos do fogo (calor, gases tóxicos) por menos tempo.

Comparando-se com a

primeira situação – na qual havia

apenas uma escada – vê-se que o tempo final diminui para quase que a

metade, graças à divisão da população entre as duas escadas e as duas

saídas. No primeiro caso, o congestionamento na entrada da caixa de escada

agravava a situação e aumentava o tempo de espera; no segundo caso, por

existirem duas escadas, os ocupantes entravam quase que imediatamente ao

chegarem até a entrada, uma vez que a “concorrência” caiu pela metade.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S13AE), percebe-

se a predominância da população dos últimos pavimentos (13º e 14º) entre os

últimos ocupantes a deixar a edificação, confirmando que o tempo de

evacuação é proporcional ao deslocamento ao longo do edifício através das

escadas na maioria dos casos. Entretanto, percebe-se que o penúltimo

ocupante a deixar o prédio estava no 2º subsolo – o que indica que o seu

tempo de espera (de quase 2 minutos) foi parado na aglomeração formada na

saída para o exterior.

Simulação S09 Simulação S13Média 04:25,3 02:46,5

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IC/FUPAM 2008-2009 127

o Simulação S14:

Nesta simulação, também se optou por duplicar o número necessário

de escadas calculado para os pavimentos-tipo, porém a partir dos cálculos

segundo a IT nº11. Assim, colocou-se duas caixas de escadas de 1,20m de

largura, o que, de acordo com a modulação do software, corresponde a um nó

(node) cada. O layout dos pavimentos subterrâneos

foi mantido. Ou seja, para o programa, continua

sendo possível a passagem de apenas uma pessoa

por vez nestas escadas.

Com as simulações, verificou-se que as 338

Simulação S141 02:56,32 02:57,13 02:58,64 03:01,35 02:57,4

Média 02:58,1

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IC/FUPAM 2008-2009 128

pessoas presentes no edifício – 2 nos subsolos e 336 no restante do edifício –

seguindo os parâmetros descritos acima, levam cerca de 02min58,1s para

deixar o edifício utilizando as duas portas existentes (lembrando que este

valor é uma média das cinco simulações realizadas, cujos tempos estão na

tabela acima).

Novamente começou-se a

análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da

simulação selecionada. Percebe-se

que assim com nas outras simulações

já realizadas para este exemplo,

todos os pavimentos apresentam uma

simetria na distribuição do

direcionamento dos ocupantes, o que

indica que possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas. As Internal

Doors inseridas nos pavimentos-tipo

atraem o fluxo interno aos

apartamentos para as respectivas

portas, organizando o fluxo.

No térreo, entretanto, a população é novamente dividida, da mesma

forma que na simulação anterior, possivelmente implicando em

congestionamentos na saída da direita.

Ao analisar a evacuação, percebe-se um comportamento bem

semelhante ao caso anterior (S13), até porque os parâmetros básicos das

rotas de fuga são os mesmos – mesmos layouts, saídas com mesma largura,

mesmo número de escadas com larguras iguais. A diferença mais marcante

entre as duas simulações é no número de ocupantes: nesta, são 52 pessoas

a mais, sendo que a população dos subsolos é diminuída em 18,

aumentando, conseqüentemente, em 70 o número de ocupantes nos

pavimentos-tipo. Isso contribui para maiores aglomerações nas portas – tanto

as das escadas como as que levam a exterior do edifício. Resumidamente, o

que se poderia comparar entre as duas normas seria – mais uma vez – a

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IC/FUPAM 2008-2009 129

questão do cálculo da população estimada por pavimento, assunto que será

tratado na conclusão final deste exercício.

O fluxo nos pavimentos-tipo é

constante, com formação de

ocasionais gargalos, conforme já dito,

pelo número elevado de ocupantes.

Em alguns pisos, alguns ocupantes

ficam parados por alguns segundos

esperando a vez de entrar na escada (agora, apresentando algum

congestionamento, ainda que bem sutil). Apesar disso, toda a população já se

encontra dentro das caixas de escada – alguns ocupantes já fora do edifício –

antes do primeiro minuto, assim como na S13.

A população também chega com muita rapidez no pavimento de saída,

causando a formação de gargalos em ambas as portas. Como já colocado, a

população maior leva a gargalos maiores; entretanto, quando comparado com

a simulação anterior, o tempo final é apenas 15seg maior. Os últimos

ocupantes chegam ao térreo aos 2min30 e perdem cerca de 30seg em

congestionamentos até conseguirem sair – valores semelhantes ao exemplo

anterior.

A diferença mais

marcante é a

quantidade de pessoas

que ficam aglomeradas

nas portas por mais

tempo; na S13 os

gargalos são

constantes, mas pequenos, indicando que os ocupantes não passam muito

tempo neles. Nesta S14, os gargalos ganham dimensões maiores, indicando

que mais ocupantes permanecem neles por mais tempo. Isso serve mais

como uma indicação para situações reais – mais uma vez lembrando que

mais tempo em congestionamentos significa mais tempo de possível

exposição aos efeitos nocivos do incêndio (que não podem ser avaliados aqui

porque tais dados não estão disponíveis).

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IC/FUPAM 2008-2009 130

Analisando o output (S14AE), verifica-se que os últimos ocupantes a

deixar a edificação tiveram tempos de espera entre 15 e 30 segundos – o que

está bem distante da média de 2 minutos das duas primeiras simulações.

Para verificar se estes gargalos são realmente diferenciais no tempo de

evacuação, foi feita uma nova simulação duplicando a largura das saídas

externas (passando de 1,0 para 2,0m) a fim de diminuir as eventuais

aglomerações e, conseqüentemente, facilitar a saída dos ocupantes. Viu-se

que os gargalos realmente diminuem – apesar de ainda existirem – enquanto

o tempo é reduzido em 15seg – algo que talvez não pareça muito expressivo,

mas, num incêndio envolvendo mais de 300 pessoas, pode fazer uma grande

diferença para a integridade física dos últimos ocupantes (pois significaria 15

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IC/FUPAM 2008-2009 131

segundos a menos de uma possível exposição à fumaça, gases tóxicos,

fogo).

Comparando-se com a primeira situação de cálculo segundo a IT nº11

(S10) – na qual havia apenas uma

escada – vê-se que assim como no

caso baseado no COE o tempo final diminui para quase a metade, graças à

divisão da população entre as duas escadas e as duas saídas (no primeiro

caso, toda a população era direcionada – segundo o mapa de potencial –

para uma mesma porta).

o Simulação S15:

Nesta simulação, optou-se por aumentar a largura da escada em um

módulo, segundo os padrões do COE, para estabelecer mais um ponto de

comparação entre as duas normas com relação ao dimensionamento das

rotas de fuga. Assim, colocou-se uma caixa de escadas de 1,80m de largura,

o que, de acordo com a modulação do software, corresponde a dois nós

(nodes). O layout dos pavimentos subterrâneos foi novamente mantido. Ou

seja, para o programa, agora nas escadas dos tipos é possível a passagem

de duas pessoas por vez, enquanto nos pavimentos subterrâneos continua a

passar apenas uma pessoa.

Com as simulações, verificou-se que as 286

pessoas presentes no edifício – 20 nos subsolos e

266 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

04min24,5s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Simulação S10 Simulação S14Média 05:30,2 02:58,1

Simulação S151 04:21,32 04:25,13 04:27,44 04:20,75 04:28,2

Média 04:24,5

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Novamente começou-se a

análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da

simulação selecionada. Percebe-se

que assim com nas duas primeiras

simulações, todos os pavimentos

apresentam uma simetria na

distribuição do direcionamento dos

ocupantes, o que indica que

possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas. As Internal

Doors inseridas nos pavimentos-tipo

atraem o fluxo interno aos

apartamentos para as respectivas

portas, organizando o fluxo.

No térreo, o direcionamento da população para as saídas se dá da

mesma forma que nas simulações S09 e S10 (todas estas possuem layouts

semelhante, com diferenças apenas no dimensionamento das escadas).

No referente à evacuação, pode-se ver que o fluxo nos pavimentos

subterrâneos é tranqüilo e

constante, sem gargalos. Nos

pavimentos-tipo, os ocupantes

dirigem-se sem problemas para a

caixa de escadas, sem

aglomerações na entrada da

mesma já que, neste caso, é

possível a passagem de dois ocupantes por vez, o que dá maior dinamismo e

rapidez ao deslocamento.

Como resultado, tem-se a entrada de todos os ocupantes na escada

antes de a evacuação completar 1min, sem que nenhuma aglomeração tenha

se formado na entrada da escada em nenhum andar. Em compensação, isso

– combinado com a escada mais larga - leva os ocupantes a chegar mais

rapidamente no pavimento de saída, causando congestionamento na porta

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utilizada (como foi descrito acima, uma deformação no mapa de potencial leva

todos os ocupantes que descem

dos pavimentos-tipo para a saída

da esquerda).

Os últimos ocupantes

chegam ao andar térreo com

3min30; porém, o último deles só

consegue deixar o prédio aos

4min29, ou seja, fica praticamente 1 minuto parado na aglomeração apenas

esperando sua vez de passar – isso se for considerado que a última pessoa a

chegar ao térreo é a última a

sair, algo que pode não

corresponder ao real, o que

significaria que o último

ocupante a deixar a

edificação teria esperado

mais do que 1 minuto até

conseguir sair. Se fosse um incêndio de verdade, um tempo de espera de 1

minuto poderia ser extremamente prejudicial à população.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S15AE), vê-se que

os últimos ocupantes a sair apresentam tempo de espera variando entre

1min30 e 2min50 – como já foi visto que não ocorrem congestionamentos nos

pavimentos, isso significa que todo este tempo de espera foi na aglomeração

da porta térrea.

Para verificar a influência da largura da saída nestes gargalos, realizou-

se uma nova simulação aumentando a largura da porta de 1,0 para 2,0m. O

tempo final obtido foi 36seg menor do que a média obtida anteriormente, com

a formação de aglomerações bem menores – ou seja, já significa uma maior

segurança para a população (num caso real, a população se dividiria

naturalmente entre as duas saídas, principalmente ao encontrar grandes

congestionamentos pela frente, o que já diminuiria significativamente os

gargalos).

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IC/FUPAM 2008-2009 134

Comparando-se com o primeiro exemplo (S09), vê-se que com uma

escada maior os ocupantes

conseguem chegar ao pavimento de

saída mais rápido e sem congestionamentos; entretanto, se as saídas não

forem bem posicionadas e dimensionadas, isso pode levar a formação de

grandes aglomerações nas portas, mantendo a população no interior do

edifício – ainda que no pavimento de saída – por mais tempo, sujeita aos

vários efeitos do incêndio – até mesmo eventuais colapsos estruturais.

o Simulação S16:

Simulação S09 Simulação S15Média 04:25,3 04:24,5

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IC/FUPAM 2008-2009 135

Nesta simulação, optou-se por aumentar a largura da escada em um

módulo, segundo os padrões da IT nº11, para continuar a estabelecer mais

um ponto de comparação entre as duas normas com relação ao

dimensionamento das rotas de fuga. Assim, colocou-se uma caixa de escadas

de 1,65m de largura, o que, de acordo com a modulação do software,

corresponde a dois nós (nodes). O layout dos pavimentos subterrâneos foi

novamente mantido. Ou seja, para o programa, agora nas escadas dos tipos

é possível a passagem de duas pessoas por vez, enquanto nos pavimentos

subterrâneos continua a passar apenas uma pessoa.

Com as simulações, verificou-se que as 338

pessoas presentes no edifício – 2 nos subsolos e

336 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

05min26,4s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos

estão na tabela acima).

Começando novamente a

análise pelos mapas de potencial dos

pavimentos (Floor Potential Maps) da

simulação selecionada, percebe-se

que todos os pavimentos apresentam

uma simetria na distribuição do

direcionamento dos ocupantes, o que

indica que possivelmente não haverá

sobrecarga de população em

nenhuma das escadas. As Internal

Doors inseridas nos pavimentos-tipo

atraem o fluxo interno aos

apartamentos para as respectivas

portas, organizando o fluxo.

No térreo, o direcionamento da

Simulação S161 05:26,32 05:24,83 05:31,14 05:20,35 05:29,3

Média 05:26,4

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população para as saídas se dá novamente da mesma forma que nas

simulações S09 e S10 e na simulação anterior (todas estas possuem layouts

semelhante, com diferenças apenas no dimensionamento das escadas).

Analisando o processo de evacuação simulado, percebe-se um

comportamento bem semelhante à simulação anterior (S15), porém com uma

diferença significativa com relação à população – assim como já foi descrito

com relação às simulações S13 e S14 – já que a IT gera uma população

estimada bem maior que o COE (como já colocado, comparação entre os

métodos de cálculo de população nas duas normas será tratado na conclusão

final do presente exercício).

O fluxo nos pavimentos-

tipo é contínuo, com toda a

população se direcionando para a

caixa; como a população por

pavimento é maior aqui (5

pessoas a mais por andar), há

formação de aglomerações na

entrada das escadas em vários

pisos. Como a largura da escada permite a passagem de duas pessoas por

vez, não há grandes congestionamentos nas escadas, o que contribui para

amenizar o gargalo que se forma nas entradas – no primeiro exemplo (S10),

onde a escada só permite a passagem de uma pessoa por vez, as

aglomerações são bem maiores.

Por conta disso, a população

leva mais ou menos o mesmo

tempo para deixar os pavimentos e entrar na escada (cerca de 1min04), mas

os últimos ocupantes só chegam ao pavimento de saída aos 4min26 –

representando um aumento de 1 minuto com relação à situação anterior (o

que não é muito já que há 70 pessoas a mais descendo). O tempo final da

evacuação é de 5min30, o que significa que alguns ocupantes esperaram por

mais de 1 minuto até conseguirem atingir o exterior do edifício.

Analisando o arquivo gerado ao final da simulação (S16AE), vemos

que os últimos ocupantes a deixar o prédio apresentam tempos de espera

superiores à 2 minutos – chegando a mais de 3 minutos em alguns casos.

Simulação S10 Simulação S16Média 05:30,2 05:26,4

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IC/FUPAM 2008-2009 137

Foi realizada uma outra simulação, desta vez com saídas maiores

(2,0m ao invés de apenas 1,0m) para verificar a influência disso na formação

e dimensão dos gargalos nas portas. O tempo final desta nova situação foi 41

segundos menor, com uma aglomeração menos significativa na saída em

questão. Ou seja, esse aumento já garantiria maior segurança para a

população – lembrando que, se fosse um incêndio real, uma parte da

população se direcionaria naturalmente para a outra saída (a da direita),

especialmente ao visualizar o congestionamento que estaria se formando na

outra saída, já aliviando um pouco o tamanho dos gargalos.

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IC/FUPAM 2008-2009 138

Caso 1 - Conclusões

Conclusão sobre o Exemplo 1: Comparando-se os quatro casos (S01, S02, S03 e S04), observa-se

maior eficiência nas duas opções de layout com valores obtidos pelos critérios

do COE, o que já indica que escadas

mais largas é mesmo uma opção melhor

neste caso.

Como já colocado, nenhuma das normas estabelece que seja

necessário que todas as rotas de fuga da edificação devam ter o valor total

calculado; este valor só precisa ser alcançado somando-se todas as rotas de

mesmo tipo delimitadas. Apesar disso, estabeleceu-se como premissa deste

trabalho que todas as escadas inseridas nos layouts teriam a largura total

calculada - até porque se isso não fosse feito, em todos os casos obter-se-ia

um desenho igual para ambas as normas, impedindo que se estabelecesse

qualquer parâmetro de comparação entre elas.

Sendo assim, todos os layouts obtidos para as medidas da IT serviriam

também como exemplo de uma situação real baseada no COE, permitindo um

segundo parâmetro de comparação.

Por isso, quando é colocado que os dois casos baseados no COE

mostraram-se mais eficientes, isso equivale a dizer que, de certa forma, os

critérios da IT resultaram em rotas sub-dimensionadas – e que os critérios do

próprio COE também, já que não exigem que ambas as escadas tenham essa

mesma largura obtida por cálculo. Sub-dimensionadas porque quando a

largura das escadas foi ampliada (S01 e S03) teve-se como resultado tempos

significativamente menores (3 minutos no primeiro caso e 8 minutos no

segundo), o que pode fazer uma grande diferença para a segurança da

população.

Simulação S01 13:12,9Simulação S02 16:46,9Simulação S03 10:23,0Simulação S04 18:19,9

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IC/FUPAM 2008-2009 139

Conclusão sobre o Exemplo 2: Comparando-se os quatro casos apresentados (S05, S06, S07 e S08)

observa-se maior eficiência – assim como no exemplo 1 – nas duas opções

de layout com valores obtidos pelos

critérios do COE, indicando que as

escadas mais largas são configuram uma

opção bem melhor neste caso.

Como nenhuma das normas estabelece que seja necessário que todas

as rotas de fuga da edificação contem com o valor total calculado, desde que

a soma da largura de todas as rotas de mesmo tipo alcance tal valor, adotou-

se como premissa para este trabalho que todas as escadas inseridas nos

layouts teriam a largura total calculada – isso já foi explicado anteriormente –

até para que o desenho não fosse igual para ambas as normas, impedindo a

criação de parâmetros de comparação. Isso equivaleria a dizer que todos os

layouts obtidos para as medidas da IT serviriam também como exemplo de

uma situação real baseada no COE.

Sendo assim, quando é colocado que os dois casos baseados no COE

são os mais eficientes, isso equivale a dizer que os critérios da IT resultaram,

de certa forma, em rotas sub-dimensionadas – e que os critérios do próprio

COE também, por não exigirem que todas as escadas tenham o valor

calculado.

Chamou-se de sub-dimensionadas porque quando as larguras foram

ampliadas (S05 e S07) teve-se como resultado tempos extremamente

reduzidos (7 minutos no primeiro caso e 32 minutos no segundo), o que

poderia transformar toda a evacuação do edifício e integridade da população.

Conclusão sobre o Exemplo 3: Comparando-se os seis casos

(S09, S10, S13, S14, S15 e S16),

observa-se uma maior eficiência e

agilidade na evacuação nos dois

exemplos que possuem duas escadas, a

S13 (baseado no COE) e a S14 (baseada na IT). Apesar de as duas normas

Simulação S05 24:21,6Simulação S06 31:07,9Simulação S07 18:41,3Simulação S08 50:06,6

Simulaçã o S09 04:25,3Simulaçã o S10 05:30,2Simulaçã o S13 02:46,5Simulaçã o S14 02:58,1Simulaçã o S15 04:24,5Simulaçã o S16 05:26,4

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IC/FUPAM 2008-2009 140

terem exigido apenas uma escada em cada pavimento, percebe-se que a

existência de duas torna a evacuação mais dinâmica e garante mais

segurança aos ocupantes do edifício – considerando que eles só estarão

seguros ao atingirem o exterior da edificação.

Entretanto, quando as simulações foram feitas com os dados de

cálculo (S09 e S10), o resultado mostrou que tais valores são suficientes para

garantir a saída dos ocupantes em tempos aceitáveis. Quando as larguras

foram aumentadas em um módulo de acordo com cada norma (S15 e S16),

obtiveram-se apenas alguns segundos de diferença entre os resultados (1

segundo no caso do COE e 18 segundos no caso da IT). Avaliando-se de um

modo mais geral e pensando (como já colocado) que há uma deformação no

encaminhamento da população com relação à saída – apenas uma das portas

é utilizada pela população proveniente dos pavimentos-tipo – percebe-se que

estes decréscimos de tempo são praticamente inválidos, entrando numa

possível “margem de erro” do software.

Já quando se coloca duas caixas de escada ao invés da caixa única

exigida pelas duas normas, têm-se uma redução de 50% no tempo de saída

da população, o que seria muito mais interessante para um edifício real do

que meros segundos. Apesar de parecer sobressalente – já que ficou

comprovado que uma caixa única é suficiente para o edifício em questão – tal

recurso também se mostra essencial se considerar-se que poderia acontecer

algum tipo de obstrução na escada em algum pavimento ou até mesmo em

vários – a escada poderia até mesmo tornar-se inutilizável.

Se um edifício conta apenas com a caixa exigida pelas normas, uma

parte da população do prédio (ou até mesmo a população toda, num caso

extremo) poderia estar condenada, ficando impossibilitada de deixar a

construção, pelo menos da maneira tradicional – os ocupantes só

conseguiriam deixar o prédio com ajuda especializada, por métodos

alternativos (pelas janelas, pela cobertura), que podem ser prejudicados

dependendo da altura e implantação da edificação.

Resumindo, a segunda caixa seria também uma medida preventiva

contra eventuais obstruções na escada principal (talvez projetada exatamente

como uma escada de emergência, com uma posição diferenciada, de forma a

“privilegiar” o uso da outra escada).

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IC/FUPAM 2008-2009 141

Caso 2 – Montagem e Análises

Para o Caso 2, todos os layouts, detalhes e populações determinados para as

14 simulações do Caso 1 foram mantidos, alterando-se apenas as escadas de

acordo com a nova forma de interpretação. Como já descrito, aqui as escadas foram

inseridas pela capacidade de passagem. Dessa forma, não se considerou as

larguras calculadas enquanto valores fixos, mas a conversão desses números em

unidades de passagem.

Levando em consideração os módulos adotados por cada norma (0,60m para

o COE e 0,55m para a IT), as unidades de passagem foram convertidas em largura

de acordo com a modulação do programa (0,76m por Stair Node). Por exemplo, as

escadas de 2,10m da simulação S05 e da S07 contêm três unidades de passagem

cada, sendo inseridas no software como escadas de 2,28m, para serem exibidos

três Stair Nodes.

Assim, as 14 simulações serão refeitas para comparação com o Caso anterior

e para análise das possíveis formas de interpretação do software.

Exemplo 1: o Simulação S01:

Nesta simulação, cada uma das duas escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 1,50m, o que corresponde a duas unidades

de passagem, sendo representada por dois nós (nodes). A que percorre os

pavimentos subterrâneos possui 1,20m de largura, também correspondendo a

duas unidades de passagem, sendo representada por dois nós (nodes). Ou

seja, em todas as escadas será possível a

passagem de duas pessoas por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 1764

pessoas presentes no edifício – 54 nos subsolos e

1710 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de 13min19,7s para deixar o edifício

utilizando as duas portas existentes (lembrando que este valor é uma média

das cinco simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Simulação S011 13:30,62 13:11,13 13:28,24 13:17,85 13:11,0

Média 13:19,7

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IC/FUPAM 2008-2009 142

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

possíveis deformações existentes – da S01 do Caso 1. De todos os modelos

realizados, este (e sua variação, S03) foi o único no qual não houve diferença

nas escadas quando se adaptou o desenho aos critérios definidos para o

Caso 2 – apenas nos subsolos. Sendo assim, provavelmente não se verificará

muitas diferenças entre a simulação analisada aqui e a que foi analisada no

Caso 1.

Como pode ser observado,

com o aumento da dimensão das

escadas subterrâneas, a entrada

das mesmas não chegam a

apresentar aglomerações. Já nos demais pavimentos formam-se algumas

aglomerações nas entradas das escadas quando estas já estão no limite de

sua capacidade, não sendo possível a entrada de mais nenhum ocupante até

que algum deles chegue ao pavimento de saída.

Por causa desta “limitação” nas

escadas, alguns ocupantes ficam presos nos

gargalos formados nas portas por muito tempo,

- especialmente nos pavimentos centrais do

edifício – podendo ser prejudicados pelos

efeitos do incêndio (num caso real). É

exatamente este tempo de espera que

influencia diretamente o tempo final de evacuação neste caso.

No pavimento térreo, o fluxo

de ocupantes é constante – pois,

como já colocado, o

congestionamento ocorre nas

escadas, portanto a chegada de

indivíduos no andar de saída é bem

controlada. Apenas formam-se rápidas aglomerações nas portas de saída

(com não mais do que dez pessoas) devido à própria velocidade da

população, que não sai imediatamente ao chegar à porta (esse processo

envolve uns 2 ou segundos).

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IC/FUPAM 2008-2009 143

Assim como já foi observado outras vezes, a evacuação ocorre

preferencialmente de baixo para cima, com a saída, primeiramente, dos

ocupantes dos primeiros andares, mantendo os ocupantes dos últimos

andares por mais tempo no interior do edifício. Como é possível observar no

Footfall Map ao lado (gerado ao final

da simulação, para indicar os

caminhos seguidos pelos

ocupantes), todos os ocupantes

advindos dos subsolos saíram pela

porta da esquerda, não havendo

novamente fluxo cruzado neste pavimento de saída. Com relação aos

caminhos seguidos, percebe-se que os desenhos correspondem realmente ao

mapa de potencial, como já foi explicado.

o Simulação S02:

Nesta simulação, cada uma das duas escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 1,20m, o que corresponde a de duas

unidades de passagem, sendo representada por dois nós (nodes). A que

percorre os pavimentos subterrâneos também possui 1,20m de largura,

também correspondendo a duas unidades de passagem e sendo

representada por dois nós (nodes). Ou seja, em todas as escadas será

possível a passagem de duas pessoas por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 1714

pessoas presentes no edifício – 4 nos subsolos e

1710 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

13min15,5s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

possíveis deformações existentes – da S02 do Caso 1. Neste caso, todas as

escadas sofreram alterações – todas tiveram um aumento de um nó; desta

Simulação S021 13:13,32 13:12,13 13:20,14 13:15,95 13:15,9

Média 13:15,5

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IC/FUPAM 2008-2009 144

forma, provavelmente haverá diferença entre a simulação analisada para este

caso e a que foi analisada no Caso 1.

Novamente não se observa

aglomerações nas entradas das

escadas subterrâneas, devido ao

aumento da dimensão. Nos

demais pavimentos formam-se

aglomerações nas entradas

quando estas já estão no limite de sua capacidade, não sendo possível a

entrada de mais nenhum ocupante até que algum deles chegue ao pavimento

de saída.

Assim como a maioria dos casos observados até agora, tem-se um

esvaziamento do edifício começando pelos primeiros andares, enquanto os

últimos (e especialmente os centrais) continuam

mais críticos por mais tempo. Também se

observa uma predominância feminina entre os

últimos ocupantes a entrar nas escadas; isso

devido a velocidades menores e menor “poder”

(Drive) para conseguir passar a frente de outros

ocupantes.

No pavimento de saída, diferentemente do exemplo anterior, vê-se a

formação de aglomerações

imensas nas saídas do edifício

que perduram até o final da

evacuação – essas aglomerações

são as responsáveis pelo

aumento em quase 1 minuto do

tempo final. Para se corrigir este

problema e otimizar a evacuação, seria preciso aumentar a largura das

saídas, para evitar que a população espere por muito tempo no interior do

edifício, colocando sua vida em risco.

Comparando-se com a

S01, que possui o mesmo padrão

de layout com as diferenças devido às normas, vê-se um tempo final quase

Simulação S01 Simulação S02Média 13:19,7 13:15,5

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IC/FUPAM 2008-2009 145

igual – até porque, com esta nova interpretação da montagem de escadas no

software, os dois exemplos ficaram com escadas equivalentes, com duas

unidades de passagem cada.

o Simulação S03:

Nesta simulação – que segue as

características da S01, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada – verificou-se

que, com essa nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 10min22,5s para

abandonar a edificação (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

possíveis deformações existentes – da S03 do Caso 1. De todos os modelos

realizados, este e sua variação, S01, foram os únicos nos quais não houve

diferença nas escadas quando se adaptou o desenho aos critérios definidos

para o Caso 2 – apenas nos subsolos. Sendo assim, provavelmente não se

verificará muitas diferenças entre a simulação analisada aqui e a que foi

analisada no Caso 1.

Nesta simulação,

observam-se as mesmas

características das demais: sem

congestionamentos ou

aglomerações no subsolo e

nem nas portas de saída do

pavimento térreo (apenas

formações rápidas devido ao tempo de deslocamento dos indivíduos);

aglomerações nas escadas dos pavimentos-tipo, principalmente do meio para

o topo do edifício; evacuação de baixo para cima, com esvaziamento

preliminar dos primeiros pavimentos.

Simulação S031 10:20,92 10:21,13 10:23,34 10:23,85 10:23,6

Média 10:22,5

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IC/FUPAM 2008-2009 146

Com relação ao caminho

adotado, pela aproximação às

paredes, percebe-se que os

ocupantes seguiram sim o mapa

de potencial do pavimento. Além

disso, também se vê que os

ocupantes dos pavimentos

subterrâneos seguiram todos para a saída da direita – o que poderia ter

congestionado um pouco esta porta

caso o fluxo de ocupantes não fosse

controlado pelo congestionamento

no interior das escadas.

Comparando-se com a S01,

vê-se uma diminuição de quase 3

segundos pela nova organização das escadas, pelo mesmo motivo da

diminuição ocorrida entre as

mesmas simulações no Caso 1:

nesta segunda simulação todos os pontos do pavimento-tipo possuem quase

que a mesma distância das escadas, levando todos os ocupantes a

percorrerem caminhos equivalentes sem que nenhum deles demore muito

mais que o outro. Como cada um tem sua velocidade e resposta ao alarme,

não se tem uma situação na qual todos chegam às escadas ao mesmo

tempo.

Como o fluxo é controlado pela própria capacidade da escada, a

vantagem está realmente na diminuição do tempo total de deslocamento nos

pavimentos – inclusive no térreo, como pode ser visto pela distância entre

escadas e saídas.

o Simulação S04:

Nesta simulação – que segue as

características da S02, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada – verificou-se

que, com essa nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 12min44,5s para abandonar a edificação

Simulação S01 Simulação S03Média 13:19,7 10:22,5

Simulação S041 12:36,92 12:43,83 12:47,54 13:03,95 12:30,6

Média 12:44,5

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(lembrando que este valor é uma média das cinco simulações realizadas,

cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

possíveis deformações existentes – da S04 do Caso 1. Neste caso, todas as

escadas sofreram alterações – todas tiveram um aumento de um nó; desta

forma, provavelmente haverá

diferença entre a simulação

analisada para este caso e a que

foi analisada no Caso 1.

Analisando a simulação,

não se vê nada muito diferente.

Novamente apresenta-se como

um padrão o esvaziamento de baixo para cima, com aglomerações nas

entradas das escadas nos

pavimentos-tipo (especialmente

os centrais).

O fluxo no pavimento

térreo também é controlado pelo

congestionamento no interior das

escadas. Assim como na S02,

verifica-se a formação de grandes aglomerações nas saídas para o exterior

devido às larguras limitadas das portas (passam apenas 2 pessoas por vez).

Uma medida para evitar, ou pelo menos amenizar, tal situação seria aumentar

a largura das saídas ou colocar um número maior de portas para que a

população se divida entre elas.

Analisando o Footfall Map

do pavimento de saída, vê-se

mais uma vez a influência do

mapa de potencial no

direcionamento dos ocupantes:

deslocamentos bem próximos às paredes e ausência de fluxo no centro do

pavimento – os ocupantes dos subsolos são direcionados para a saída mais

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próxima, dependendo da posição da saída da escada, sem divisão entre as

duas portas existentes.

Quando se compara esta

simulação com a S03, que

apresenta o mesmo layout, mas com escadas de dimensões diferentes – na

S03 passam três pessoas simultaneamente nas escadas – vê-se que a

diminuição na largura resulta em quase 2min30 a mais no tempo final. Isso

significa que o dimensionamento da S04 pode ser insuficiente, pois, apesar

de não apresentar um tempo relativamente alto, com uma largura um módulo

maior a população consegue deixar o edifício mais rapidamente.

Comparando-se com a

S02, vê-se uma diminuição de

quase 30 segundos com esta nova distribuição das escadas. Apesar de

parecer repetitivo, o motivo principal disso é a distância mais uniforme de

todos os pontos dos pavimentos até as saídas, levando os ocupantes a

percorrerem mais ou menos as mesmas distâncias e chegar mais rápido nas

escadas. Como agora passam duas pessoas simultaneamente nas escadas,

apesar dos congestionamentos e aglomerações que a chegada de muitos

ocupantes na escada pode causar, por estar mais perto, os primeiros

ocupantes chegam bem mais rápidos às escadas e, por conseqüência,

também as deixam bem mais rápido, agilizando o processo de abandono.

Exemplo 2: o Simulação S05:

Nesta simulação, cada uma das duas escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 2,10m, o que corresponde a três unidades

de passagem, sendo representada por três nós (nodes). Já a que percorre os

pavimentos subterrâneos possui 1,20m de largura, duas unidades de

passagem, sendo representada por dois nós

(nodes). Ou seja, nas escadas dos tipos é possível

a passagem de três pessoas por vez, enquanto nos

pavimentos subterrâneos passam duas pessoas.

Com as simulações, verificou-se que as 2640

Simulação S02 Simulação S04Média 13:15,5 12:44,5

Simulação S03 Simulação S04Média 10:22,5 12:44,5

Simulação S051 42:04,32 41:40,73 41:29,24 41:01,25 45:41,3

Média 42:23,3

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pessoas presentes no edifício – 60 nos subsolos e 2580 no restante do

edifício – seguindo os parâmetros descritos acima, levam cerca de

42min23,3s para deixar o edifício utilizando as duas portas existentes

(lembrando que este valor é uma média das cinco simulações realizadas,

cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

deformações existentes – da S05 do Caso 1.

Neste caso, todas as

escadas sofreram alterações –

todas tiveram um aumento de um

nó; desta forma, provavelmente

haverá diferença entre a

simulação analisada para este

caso e a que foi analisada no

Caso 1. Como pode ser visto na

imagem ao lado, a deformação no

mapa dos pavimentos-tipo é bem

grande, levando muito mais

pessoas para a escada superior do que para a inferior. Essa pode ser uma

das causas do elevado tempo final de abandono – mais de 40 minutos – mas

essa conclusão só será possível ao se analisar todas as simulações

referentes a este exemplo 2.

Apesar disso, como todas as

escadas sofreram alterações – todas

tiveram um aumento de um nó –

provavelmente haverá diferença entre

a simulação analisada para este caso e

a que foi analisada no Caso 1.

Analisando a simulação, vê-se a

comum formação de gargalos na

entrada da escada dos pavimentos-tipo

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devido à superlotação da mesma – entretanto, neste caso, como descrito

acima, isso só acontece na escada superior, pois pouquíssimos ocupantes

dirigem-se para a escada inferior.

No térreo, tem-se um fluxo

constante, com formação de

gargalos na saída superior. Isso

porque todos os ocupantes

vindos do subsolo são

direcionados para ela assim como

a maioria dos ocupantes dos

pavimentos-tipo – tudo por causa

dos mapas de potencial, como já explicado.

O padrão de esvaziamento do prédio foi o mesmo verificado até agora

em quase todas as simulações realizadas: de baixo para cima, com grandes

aglomerações nos andares centrais e aglomerações um pouco menores nos

últimos andares. A entrada de ocupantes na escada de baixo mantém-se

apenas nos dois primeiros minutos, com a saída desses ocupantes em menos

de 10 minutos – isso significa que os demais 30 minutos de evacuação

ocorrem apenas na outra escada.

o Simulação S06:

Nesta simulação, cada uma das escadas que percorrem os

pavimentos-tipo possui largura de 1,20m, o que corresponde a de duas

unidades de passagem, sendo representada por dois nós (nodes). A que

percorre os pavimentos subterrâneos também possui 1,20m de largura,

também correspondendo a duas unidades de passagem e sendo

representada por dois nós (nodes). Ou seja, em todas as escadas será

possível a passagem de duas pessoas por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 2586

pessoas presentes no edifício – 6 nos subsolos e

2580 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

19min52,1s para deixar o edifício utilizando as duas

Simulação S061 19:49,12 19:45,43 19:50,94 19:58,05 19:57,3

Média 19:52,1

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portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

deformações existentes – da S06 do Caso 1. Ou seja, há uma deformação –

menor que o da S05, mas ainda assim bem significativa – fazendo com que a

maioria dos ocupantes dirija-se

para a escada superior.

Como todas as escadas

deste caso sofreram alterações –

todas tiveram um aumento de um

nó – provavelmente haverá

diferenças entre a simulação

analisada para este caso e a que

foi analisada no Caso 1, especialmente com relação ao tempo.

Analisando a simulação,

não se vê nada de novo. Mesmo

abandono rápido nos pavimentos

subterrâneos, mesmo padrão de

abandono no edifício (de baixo

para cima, com grandes

aglomerações nos tipos). No

térreo, o fluxo também é

controlado pelo

congestionamento nas escadas, com a formação de aglomerações rápidas

nas saídas, mais devido à velocidade dos ocupantes do que por excesso de

pessoas tentando sair ao mesmo tempo. Como descrito, a deformação no

mapa de potencial leva a um uso bem reduzido da escada inferior – sendo

que o fluxo através dela se encerra bem no início da evacuação.

Analisando o Footfall Map do pavimento de saída, percebe-se o

caminho direcionado pelo mapa de potencial – os ocupantes dos pavimentos

subterrâneos dirigem todos para a saída superior. Além disso, percebe-se um

uso muito maior da rota superior pelas cores de densidade (quanto mais

quente a cor, maior o fluxo de pessoas que passou por aquele nó).

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Comparando-se

com a S05, percebe-se

que a deformação no

mapa de potencial da

S05 inviabilizou a

execução de uma

simulação correta, pois

o tempo desta é mais de duas vezes maior do que o da S06, que apresenta

escadas com capacidade menor – na S05 passam três pessoas por vez

enquanto na S06 passam apenas

duas. Esse tipo de problema

impede que sejam realizadas análises e comparações corretas, uma vez que

não correspondem a situações que possam acontecer – a menos que se

considere que houve algum tipo de problema ou obstrução que impediu o uso

da outra escada, obrigado toda a população a utilizar uma única rota para

deixar a edificação.

o Simulação S07:

Nesta simulação – que segue as

características da S05, diferindo apenas no

posicionamento das caixas de escada – verificou-se

que, com essa nova distribuição dos elementos, a

população levou cerca de 20min01,6s para

abandonar a edificação (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – inclusive as

possíveis deformações existentes – da S07 do Caso 1. Neste caso, todas as

escadas sofreram alterações – todas tiveram um aumento de um nó; desta

forma, provavelmente haverá diferença entre a simulação analisada para este

caso e a que foi analisada no Caso 1.

Apesar de seguirem um

mesmo padrão de dimensões, a

S05 e a S07 foram geradas a partir de arquivos diferentes. Sendo assim, não

Simulação S05 Simulação S06Média 42:23,3 19:52,1

Simulação S071 20:05,92 19:53,13 20:00,44 20:00,45 20:08,1

Média 20:01,6

Simulação S05 Simulação S07Média 42:23,3 20:01,6

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se encontra na S07 uma deformação idêntica no mapa de potencial – apesar

de ainda haver deformações, estas são bem menores e bem menos críticas.

Isso já fica claro ao se comparar os tempos finais das duas – que agora caiu

pela metade.

Sem deformações

muito significativas e com

uma escada que permite a

passagem de três pessoas

simultaneamente, todos os

ocupantes conseguem

entrar na escada pouco mais de um minuto após o alarme. No caso de

incêndio real, isso configuraria uma situação muito positiva, desde que o

edifício – em especial as escadas – tenha sido projetado de acordo com as

normas vigentes, pois significa que a população já está em segurança,

protegida do fogo e dos gases

tóxicos.

Por causa dessa facilidade

de passagem nas escadas, a

população acaba chegando muito

rápido ao pavimento de saída, em

grandes volumes, o que acarreta

na formação de aglomerações nas saídas – nada muito preocupante, mas

mesmo assim o ideal seria se não

se formasse nenhum gargalo. Essas

aglomerações também são

provocadas pelo direcionamento de

toda a população do subsolo para a

mesma saída – a da direita – como

se vê no Footfall Map do pavimento.

o Simulação S08:

Nesta simulação – que segue as características da S06, diferindo

apenas no posicionamento das caixas de escada – verificou-se que, com

essa nova distribuição dos elementos, a população levou cerca de

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18min05,7s para abandonar a edificação

(lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na

tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve

alterações no mapa de potencial dos andares, mantendo-se os mesmos

desenhos – inclusive as possíveis deformações existentes – da S08 do Caso

1. Neste caso, todas as escadas sofreram alterações – todas tiveram um

aumento de um nó; desta forma, provavelmente haverá diferença entre a

simulação analisada para este caso e a que foi analisada no Caso 1.

Assim como na S06, a

deformação no mapa de potencial

é mínima e no lado direito – o que

indica que um número maior de

ocupantes vai se dirigir para a

escada da esquerda, mas não a

ponto de influenciar toda a

evacuação.

Como as escadas são um pouco mais limitadas – passa uma pessoa a

menos que no caso anterior (S07) – demora mais tempo até que todos os

ocupantes entrem nas escadas.

Tem-se o típico padrão de

abandono observado até agora, com

aglomerações nas entradas das

escadas, esvaziando do edifício de

baixo para cima e fluxo constante no

térreo, controlado pelo

congestionamento no interior das escadas.

Simulação S081 18:01,62 18:07,03 18:09,84 18:03,95 18:06,4

Média 18:05,7

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Pelo Footfall Map, observa-

se que o lado esquerdo apresentou

um fluxo de densidade bem maior

(cores mais quentes, tons de

vermelho) conforme esperado pela

deformação no mapa de potencial.

Como foi colocada uma terceira

saída centralizada entre as outras

duas já existentes, toda a população do subsolo foi direcionada para ela,

diminuindo as aglomerações nas outras portas.

Comparando-se com a

S07, que possui o mesmo layout,

mas com escadas de dimensões diferentes, vê-se que os dois tempos são

bem parecidos. Entretanto, a S08 – cujas escadas possuem menor

capacidade de passagem – apresenta tempo final 2 minutos menor. Isso pode

ser explicado talvez pela existência de aglomerações nas saídas da S07, que

atrasam a saída de alguns ocupantes – como já dito, a capacidade de

passagem nas escadas dessa simulação faz com que o volume de pessoas

que chegam ao térreo seja muito alto e constante.

Quando a comparação é

feita com a S06, têm-se

novamente tempos bem parecidos, mas a S08 continua sendo mais eficiente.

Isso porque – apesar de repetitivo – o layout permite uma distribuição mais

regular do “raio de influência” – os nós próximos direcionados para cada

escada, de acordo com o mapa de potencial – levando os ocupantes para as

escadas mais rapidamente, sendo que todos percorrem mais ou menos as

mesmas distâncias.

Como as escadas só permitem a passagem de duas pessoas por vez,

o volume de pessoas chegando ao pavimento de saída não é muito alto,

evitando a formação de aglomerações que possam atrasar ainda mais os

ocupantes nas portas de saída.

Simulação S07 Simulação S08Média 20:01,6 18:05,7

Simulação S06 Simulação S08Média 19:52,1 18:05,7

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Exemplo 3: o Simulação S09:

Nesta simulação, a escada – única – que percorre os pavimentos-tipo

possui uma largura de 1,20m, o que corresponde a duas unidades de

passagem, sendo representada por dois nós (nodes). A que percorre os

pavimentos subterrâneos também possui 1,20m de largura, também

correspondendo a duas unidades de passagem e sendo representada por

dois nós (nodes). Ou seja, em ambas será possível a passagem de duas

pessoas por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 286

pessoas presentes no edifício – 20 nos subsolos e

266 no restante do edifício – seguindo as

características descritas acima, levam cerca de

04min24,8s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – sem

deformações – da S09 do Caso 1. Como todas as escadas deste caso

sofreram alterações – todas tiveram um aumento de um nó – provavelmente

haverá diferenças entre a simulação analisada para este caso e a que foi

analisada no Caso 1.

Analisando a

simulação, percebe-se que o

comportamento dos

ocupantes não sofre

alterações com relação a

S09 do Caso 1. Sem

deformações no mapa de potencial e com uma população por pavimento

relativamente baixa, os ocupantes dirigem-se organizadamente para a

escada, conseguindo entrar na mesma quase que imediatamente – a

capacidade de passagem de duas pessoas por vez garante isso.

Simulação S091 04:25,82 04:24,63 04:21,14 04:26,45 04:26,3

Média 04:24,8

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O que se vê de diferente é que, devido a já citada capacidade maior de

passagem na escada, os ocupantes chegam muito mais rápido ao térreo e

começam a se aglomerar na

porta de saída – que foi

elaborada com apenas 1,0m

de largura – sendo esta a

causa principal do tempo

final de mais de 4 minutos.

Um agravante é o fato de

todos os ocupantes vindos dos pavimentos-tipo serem direcionados para uma

mesma saída – a da esquerda – tornando a situação ainda mais crítica. Pela

porta da direita, passam apenas os ocupantes vindos dos pavimentos

subterrâneos.

Uma nova simulação foi realizada, desta vez aumentando-se a largura

das portas para 2,0m para observar o que acontece. Vê-se que, com esta

alteração, quase não há formação de aglomerações na porta da esquerda –

têm-se apenas os gargalos rápidos formados pelo próprio tempo necessário

aos ocupantes para realmente passarem pela porta, conforme já colocado

anteriormente – e um tempo final 20 segundos menor.

Portanto, é possível concluir que a largura das saídas deve ser

compatível com a largura das escadas para não prejudicar o abandono da

população.

o Simulação S10:

Nesta simulação, a escada – única – que percorre os pavimentos-tipo

possui uma largura de 1,20m, o que corresponde a duas unidades de

passagem, sendo representada por dois nós (nodes). A que percorre os

pavimentos subterrâneos também possui 1,20m de largura, também

correspondendo a duas unidades de passagem e

sendo representada por dois nós (nodes). Ou seja,

em ambas será possível a passagem de duas

pessoas por vez.

Com as simulações, verificou-se que as 338

Simulação S101 05:23,82 05:26,63 05:26,24 05:25,85 05:28,9

Média 05:26,3

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pessoas presentes no edifício – 2 nos subsolos e 336 no restante do edifício –

seguindo os parâmetros descritos acima, levam cerca de 05min26,3s para

deixar o edifício utilizando as duas portas existentes (lembrando que este

valor é uma média das cinco simulações realizadas, cujos tempos estão na

tabela acima).

Como o layout não foi modificado, não houve alterações no mapa de

potencial dos andares, mantendo-se os mesmos desenhos – sem

deformações – da S10 do Caso 1. Como todas as escadas deste caso

sofreram alterações – todas tiveram um aumento de um nó – provavelmente

haverá diferenças entre a simulação analisada para este caso e a que foi

analisada no Caso 1.

Já foi descrito na Análise de Resultados que neste Exemplo 3 ambas

as normas (COE e IT) resultaram em larguras de escada iguais, variando

apenas na estimativa de população. Por isso, nada mais lógico do que um

comportamento parecido com a simulação anterior, S09, e com a S10 do

Caso 1.

Como a população é

maior, nos pavimentos-tipo

há formação de gargalos

rápidos quando os

ocupantes tentam entrar na

escada – não pela escada

ter atingido sua capacidade total, mas pela velocidade de deslocamento dos

ocupantes.

Assim como no

modelo anterior, a

capacidade maior da escada

faz com que os ocupantes

cheguem muito mais rápido

ao pavimento de saída e

comecem a se aglomerar

próximo à saída da esquerda – para a qual todos são direcionados segundo o

mapa de potencial.

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IC/FUPAM 2008-2009 159

Como a população agora

é maior – são cerca de 60

pessoas a mais – os gargalos deste caso são mais críticos e demoram mais

para se dissolver. Quando se compara o tempo final das duas simulações, vê-

se que a diferença entre elas é de um minuto, causado pela demora dessas

60 pessoas na aglomeração formada na porta.

Quando se aumentou a largura da porta para 2,0m, a redução no

tempo foi de 45 segundos, sendo que não foi verificada formação de nenhum

gargalo significativo.

o Simulação S13:

Nesta simulação, optou-se por duplicar o número de escadas

necessário para os pavimentos-tipo obtido com os cálculos segundo o COE.

Assim, colocou-se duas caixas de escadas de 1,20m de largura, o que

corresponde a duas unidades de passagem, sendo representada por dois nós

(nodes) cada. O layout dos pavimentos subterrâneos foi mantido. Ou seja,

para o programa, continua sendo possível a passagem duas pessoas por vez

nestas escadas.

Com as simulações, verificou-se que as 286

pessoas presentes no edifício – 20 nos subsolos e

266 no restante do edifício – seguindo as

características descritas acima, levam cerca de

02min47,5s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

O mapa de potencial

continua o mesmo da S13

do Caso 1, sem

deformações. Com a

existência de duas escadas

agora, a população dos

pavimentos-tipo se dividem entre elas e, conseqüentemente, – também por

causa do mapa de potencial – entre as duas saídas do térreo. A capacidade

Simulação S09 Simulação S10Média 04:24,8 05:26,3

Simulação S131 02:45,92 02:46,33 02:47,44 02:50,35 02:47,4

Média 02:47,5

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IC/FUPAM 2008-2009 160

de passagem nas escadas

continua maior – passam

duas pessoas por vez –

levando os ocupantes a

chegarem ao pavimento de

saída mais rapidamente.

Entretanto, a divisão

da população entre as duas portas já provoca uma diminuição considerável

nas aglomerações e, por conseqüência, no tempo final – isso com as portas

com 1,0m de largura. Testando-se portas com 2,0m, obtêm-se 10 segundos a

menos no tempo final, sem formação de nenhum tipo de gargalo.

Comparando-se com a

S09 – que possui os mesmos

padrões de dimensões, mas apenas uma escada – observa-se uma redução

quase que pela metade do tempo final pela divisão da população entre as

duas saídas. Se o mapa de potencial tivesse sido manipulado no primeiro

modelo (S09), talvez os resultados obtidos tivessem sido bem parecidos.

o Simulação S14:

Nesta simulação, optou-se por duplicar o número de escadas

necessário para os pavimentos-tipo obtido com os cálculos segundo a IT.

Assim, colocaram-se duas caixas de escadas de 1,20m de largura, o que

corresponde a duas unidades de passagem, sendo representada por dois nós

(nodes) cada. O layout dos pavimentos subterrâneos foi mantido. Ou seja,

para o programa, continua sendo possível a passagem duas pessoas por vez

nestas escadas.

Com as simulações, verificou-se que as 338

pessoas presentes no edifício – 2 nos subsolos e

336 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

03min03,4s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

Simulação S09 Simulação S13Média 04:24,8 02:47,5

Simulação S141 03:04,32 03:03,13 03:04,44 03:02,15 03:03,1

Média 03:03,4

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O mapa de potencial

continua o mesmo da S14

do Caso 1, sem

deformações, levando a um

comportamento parecido

com a simulação anterior (S13) – até porque os cálculos do Exemplo 3

resultaram em valores idênticos, variando apenas na estimativa de população.

Como foram colocadas duas escadas agora, os ocupantes dos pavimentos-

tipo são divididos entre elas, sem formação de aglomerações na entrada das

escadas, sem congestionamentos no interior das mesmas.

Essa divisão da

população também acontece

no térreo, entre as duas

portas – de acordo com o

mapa de potencial. Como a

capacidade de passagem da

escada é maior neste Caso

2, os ocupantes chegam mais rápidos ao térreo e começam a se aglomerar

nas saídas – que só possuem 1,0m e só permitem a passagem de duas

pessoas por vez. Esse congestionamento nas saídas, apesar de ser

visivelmente menor que na S10, interfere diretamente no tempo final de

abandono.

Comparando-se com a

S10 – que possui os mesmos

padrões de dimensões, mas apenas uma escada – vê-se que, assim como

ocorre entre a S09 e a S13, a redução de tempo é quase que pela metade

com a introdução da segunda escada, cuja principal conseqüência é a divisão

da população entre as duas portas do térreo, pois não há congestionamento

no interior das escadas.

Testando-se, numa nova simulação, portas com 2,0m, obtêm-se

apenas 2 segundos a menos no tempo final, sem formação de nenhum tipo

de gargalo, mostrando que o grande diferencial é realmente a divisão da

população entre as duas saídas existentes.

Simulação S10 Simulação S14Média 05:26,3 03:03,4

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o Simulação S15:

Nesta simulação, optou-se por aumentar a largura da escada em um

módulo, segundo os padrões do COE, para estabelecer mais um ponto de

comparação entre as duas normas com relação ao dimensionamento das

rotas de fuga. Assim, colocou-se uma caixa de escadas de 1,80m de largura,

o que corresponde a três unidades de passagem, sendo representada por

três nós (nodes). O layout dos pavimentos subterrâneos foi novamente

mantido. Ou seja, para o programa, agora nas escadas dos tipos é possível a

passagem de três pessoas por vez, enquanto nos pavimentos subterrâneos

continuam a passar duas.

Com as simulações, verificou-se que as 286

pessoas presentes no edifício – 20 nos subsolos e

266 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

04min29,9s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

O mapa de potencial continua o mesmo da S15 do Caso 1, sem

deformações. Com o aumento da capacidade da escada dos pavimentos-tipo,

não há congestionamentos nem formação de gargalos nas escadas. Por outro

lado, novamente a

população chega muito

rapidamente ao pavimento

de saída e todos os

ocupantes são direcionados

para a mesmo porta devido

ao mapa de potencial. Isso

leva a formação de um

grande gargalo, como pode ser visto na figura, especialmente porque a porta

possui apenas 1,0m de largura. Depois que todos os ocupantes chegam ao

térreo, ainda levam um minuto até conseguirem sair por causa dessa

aglomeração.

Testando, numa nova simulação, uma largura de 2,0m na porta da

esquerda – a utilizada por toda a população vinda dos pavimentos-tipo – tem-

Simulação S151 04:30,92 04:29,43 04:28,84 04:36,35 04:23,9

Média 04:29,9

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se um tempo final quase 40 segundos menor. Isso já significa 40 segundos a

menos de exposição a gases tóxicos.

Comparando-se com a

S09 – que possui uma escada

um módulo de passagem menor – observa-se um tempo final quase

equivalente, mostrando mais uma vez que a grande questão deste layout é a

largura das saídas e o gargalo que ela gera – além, é claro, da não divisão da

população para a outra saída também.

Esta última conclusão pode ser validada pela comparação com a S13,

que apresenta como tempo final um valor correspondente a quase que

metade da S15.

o Simulação S16:

Nesta simulação, optou-se por aumentar a largura da escada em um

módulo, segundo os padrões da IT, para estabelecer mais um ponto de

comparação entre as duas normas com relação ao dimensionamento das

rotas de fuga. Assim, colocou-se uma caixa de escadas de 1,65m de largura,

o que corresponde a três unidades de passagem, sendo representada por

três nós (nodes). O layout dos pavimentos subterrâneos foi novamente

mantido. Ou seja, para o programa, agora nas escadas dos tipos é possível a

passagem de três pessoas por vez, enquanto nos pavimentos subterrâneos

continuam a passar duas.

Com as simulações, verificou-se que as 338

pessoas presentes no edifício – 2 nos subsolos e

336 no restante do edifício – seguindo os

parâmetros descritos acima, levam cerca de

05min31,5s para deixar o edifício utilizando as duas

portas existentes (lembrando que este valor é uma média das cinco

simulações realizadas, cujos tempos estão na tabela acima).

O mapa de potencial continua o mesmo da S16 do Caso 1, sem

deformações, levando a um comportamento parecido com as simulações

anteriores (S09, S10 e S15) – até porque os cálculos do Exemplo 3

resultaram em valores idênticos, variando apenas na estimativa de população

– nesta S16, são cerca de 60 pessoas a mais nos pavimentos-tipos. Com o

Simulação S09 Simulação S15Média 04:24,8 04:29,9

Simulação S161 05:33,92 05:30,13 05:31,44 05:37,15 05:25,2

Média 05:31,5

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aumento da capacidade da escada dos tipos, não há congestionamentos nem

formação de gargalos nas

escadas.

Entretanto, há uma

conseqüência negativa desse

fato: os ocupantes chegam muito

rapidamente ao pavimento de

saída e são todos direcionados

para a porta da esquerda devido ao mapa de potencial. Isso leva a formação

de um grande gargalo, pois a porta possui apenas 1,0m de largura. No último

minuto da simulação, os últimos ocupantes já estão no térreo, impedidos de

deixar o prédio imediatamente

devido à aglomeração na

porta.

Simulando um novo

modelo, com uma porta de

2,0m de largura, tem-se uma

redução de quase um minuto no tempo final – o minuto que os ocupantes

ficam aglomerados – e o congestionamento na saída é quase nulo – apenas a

demora decorrente da velocidade de deslocamento dos ocupantes.

Assim como nos modelos

baseados no COE, comparando-

se com a S10 – que possui uma escada um módulo de passagem menor –

observa-se um tempo final quase equivalente (são apenas 5 segundos de

diferença), mostrando que o “problema” principal deste layout é a largura das

saídas e o gargalo que ela gera – além, é claro, da não divisão da população

para a outra saída também, como se pode observar quando se compara a

S10 com a S14 (o tempo da primeira é praticamente o dobro da segunda).

Caso 2 - Conclusões

Conclusão sobre o Exemplo 1: Comparando-se os quatro casos (S01,

S02, S03 e S04) observa-se uma “divisão” na

eficiência: na primeira parte (o primeiro layout), o

Simulação S10 Simulação S16Média 05:26,3 05:31,5

Simulação S01 13:19,7Simulação S02 13:15,5Simulação S03 10:22,5Simulação S04 12:44,5

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caso baseado na IT é um pouco mais rápido; na segunda, o caso do COE é o

mais rápido.

Como já colocado algumas vezes, este trabalho adotou a premissa de

que todas as escadas inseridas em qualquer um dos layouts desenhados

teriam como largura o valor total encontrado com os cálculos, sem divisões

entre os “módulos” mínimos de 1,20m – apesar disso não ser exigência de

nenhuma das duas normas. Isso por uma questão de comparação já que,

caso o contrário, todos os desenhos seriam iguais, variam apenas – em

alguns casos – a população estimada para cada pavimento.

Sendo assim, todos os layouts obtidos para as medidas da IT serviriam

também como exemplo de uma situação real baseada no COE, permitindo um

segundo parâmetro de comparação.

Apesar de baseados em normas diferentes, neste Exemplo 1, todos os

layouts acabaram com escadas idênticas – com duas unidades de passagem

cada – apesar da escada do modelo do COE possuir 0,30m a mais. Sendo

assim, parece aleatório falar que uma norma foi mais eficiente que a outra

usando o tempo final de abandono como parâmetro. Mais uma vez, cabe aqui

descrever as vantagens e desvantagens de cada layout e explicar porque o

módulo a mais do COE não resultou em diferenças.

Primeiramente, tais diferenças de tempos resultam diretamente do

posicionamento das escadas nos pavimentos-tipo. Nos dois primeiros, as

escadas estão dispostas no centro das laterais, o que gera distâncias

irregulares – alguns ocupantes percorrem o dobro da distância de outros,

demorando mais tempo e, conseqüentemente, “atrasando” o final da

evacuação. Nos outros dois modelos, as escadas estão opostas

diagonalmente, o que cria distâncias mais regulares até a escada, acelerando

o processo de abandono.

Quanto à diferença de largura, os critérios do COE estabelecem

módulos de 0,30m para determinar a largura das escadas. Entretanto, o

módulo de passagem considerado por esta norma é de 0,60m – ou seja, uma

pessoa ocupa um espaço de 0,60m quando está se deslocando. Sendo

assim, quando o resultado é um valor múltiplo de 0,30, mas não múltiplo de

0,60, tem-se apenas uma escada mais “confortável” para os ocupantes, pois

se tratando de capacidade de passagem, não existe diferença prática.

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Conclusão sobre o Exemplo 2: Comparando-se os quatro casos

apresentados (S05, S06, S07 e S08) observa-se

aqui maior eficiência nos dois modelos baseados

nos valores obtidos com a IT nº11. Entretanto, apenas de mais conclusões,

deve-se colocar que os modelos baseados no COE possuem mais

deformações nos mapas de potencial do que os baseados na IT –

especialmente o modelo da S05, que mal pode ser utilizado para

comparações – o que influencia bastante no comportamento dos ocupantes e,

por conseqüência, no tempo final de abandono.

Até agora, não se pode ver nenhum dimensionamento ineficiente por

insuficiência. Nos casos observados aqui, parece ser exatamente o contrário.

As escadas dos modelos do COE permitem a passagem de três pessoas por

vez – uma a mais que no modelo da IT – o que dinamiza e agiliza a chegada

dos ocupantes no pavimento de saída. Porém, se este não estiver

corretamente dimensionado para absorver e permitir o abandono de todo este

volume de pessoas, o que ocorre é o observado nas simulações: começam a

se formar grandes aglomerações nas portas, que atrasam ainda mais a saída

dos ocupantes.

Com relação aos layouts, ocorre o mesmo que no exemplo anterior:

layouts que privilegiem uma distribuição regular dos espaços – praticamente

todos os pontos do pavimento possuem a mesma distância com relação à

saída – tendem a ser mais eficientes (mais rápidos) porque a população

consegue chegar mais rápido ao local de segurança – seja uma escada, seja

a saída para o exterior do edifício.

Conclusão sobre o Exemplo 3: Comparando-se os seis casos (S09, S10,

S13, S14, S15 e S16), observa-se uma maior

eficiência e agilidade na evacuação nos dois

exemplos que possuem duas escadas, a S13

(baseado no COE) e a S14 (baseada na IT).

Apesar de ambas as normas terem exigido apenas uma, percebe-se que a

inserção da segunda caixa torna a evacuação mais dinâmica e garante maior

Simulação S05 42:23,3Simulação S06 19:52,1Simulação S07 20:01,6Simulação S08 18:05,7

Simulação S09 04:24,8Simulação S10 05:26,3Simulação S13 02:47,5Simulação S14 03:03,4Simulação S15 04:29,9Simulação S16 05:31,5

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segurança aos ocupantes – considerando-se escadas projetadas

corretamente, protegidas contra o fogo e gases tóxicos, e que levarão ao

pavimento de saída para que a população possa abandonar a edificação o

quanto antes.

As simulações “oficiais” (S09 e S10) – com os valores realmente

encontrados no cálculo – já apresentam layout suficiente para garantir a

segurança dos ocupantes e o abandono rápido. Os valores finais destes

casos são aceitáveis – como, conforme descrito anteriormente, a população

não se divide entre as duas portas existentes, os tempos acabam sendo um

pouco mais altos do que seriam num caso real, mas ainda assim não são

muito elevados.

Quando a capacidade de passagem da escada foi aumentada (S15 e

S16), observou-se um resultado “pior”, pois a população chegou ainda mais

rápido ao pavimento de saída, que não estava completamente adaptado para

absorver todo este contingente – tanto por apresentar saídas de largura

reduzida como por não haver novamente divisão da população entre as duas

portas.

Portanto, mais uma vez conclui-se que tão importante quanto

dimensionar corretamente as escadas para permitir que os ocupantes deixem

os pavimentos nos quais se encontram é o correto dimensionamento das

saídas do edifício, uma vez que precisam permitir o abandono imediato dos

ocupantes, sem formação de aglomerações.

Como última questão, é importante colocar que, por mais que tenha

ficado claro que uma escada única já é suficiente para edificações como esta,

a segunda escada é de grande importância para a segurança da população.

Não só por permitir um abandono mais rápido – nestes casos, a redução dos

tempos finais foi por volta de 50% – mas também porque, existindo apenas

uma escada por pavimento, se acontece alguma coisa que impeça seu uso –

uma obstrução na entrada ou uma contaminação do interior – os ocupantes

podem estar condenados, simplesmente porque não há outra rota de fuga.

Por mais trágico que possa parecer, se o edifício contar apenas com

uma escada, a população teria que aguardar a equipe de resgate para

conseguir – se possível – deixar o edifício por rotas alternativas.

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7. Conclusões Finais

O objetivo deste trabalho era comparar os métodos de dimensionamento de

rotas de fuga determinados pelo Código de Obras e Edificações do município de

São Paulo (simulações ímpares) com os da Instrução Técnica nº11 (simulações

pares), utilizando para isso as simulações com o software buildingEXODUS. Além

disso, também comparar as diferentes interpretações permitidas pelo programa para

a construção do modelo (para isso, criaram-se dois Casos de modelos para

análises).

A tabela abaixo mostra todas as médias de tempos finais obtidas nas 28

simulações realizadas ao longo deste trabalho.

Caso 1 Caso 2Simulação S01 13:12,9 13:19,7Simulação S02 16:46,9 13:15,5Simulação S03 10:23,0 10:22,5Simulação S04 18:19,9 12:44,5Simulação S05 24:21,6 42:23,3Simulação S06 31:07,9 19:52,1Simulação S07 18:41,3 20:01,6Simulação S08 50:06,6 18:05,7Simulação S09 04:25,3 04:24,8Simulação S10 05:30,2 05:26,3Simulação S13 02:46,5 02:47,5Simulação S14 02:58,1 03:03,4Simulação S15 04:24,5 04:29,9Simulação S16 05:26,4 05:31,5

Comparando-se todas as simulações realizadas, nos dois Casos elaborados,

percebem-se diferenças não apenas entre os diferentes dimensionamentos, mas

também entre as diferentes interpretações do software. Não se pode deixar de falar

que, por mais pesquisas que se realizem, por mais que os dados do software sejam

de fontes extremamente confiáveis, resultado de muitos estudos, as simulações

geradas pelo programa podem apresentar erros – como aconteceu em vários

exemplos realizados neste trabalho. Além disso, não correspondem totalmente à

realidade (são apenas simulações, não correspondem 100% ao que aconteceria

numa situação verídica) uma vez que não contam com possíveis imprevistos e não

consideram, por exemplo, a fadiga dos ocupantes – a velocidade de todas as

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IC/FUPAM 2008-2009 169

pessoas se mantêm constantes ao longo de todo o processo, só sofrendo alterações

de acordo com as configurações dos nós (Seat e Boundary Nodes, por exemplo).

Com relação aos critérios de dimensionamento das duas normas, a

comparação entre eles depende do método de interpretação adotado. Seguindo os

parâmetros deste trabalho de adotar os valores calculados em todas as escadas e

utilizando-se da interpretação do software do Caso 1 (de inserir as escadas de

acordo com medidas e não com as unidades de passagem que elas representam)

têm-se situações nas quais a IT aparece como sub-dimensionada para edificações

de tal magnitude (altas, com grandes populações e grandes pavimentos). Todos os

modelos baseados na IT no primeiro Caso apresentaram tempos finais de abandono

maiores do que os modelos baseados no COE, alguns deles tempos muito mais

elevados.

Apesar de que numa situação real o comportamento dos ocupantes possa ser

completamente diferente, pela análise das simulações – dos congestionamentos,

das aglomerações que se formam, do motivo pelo qual eles acontecem – pode-se

concluir que, nestes modelos, o problema é realmente a limitação na largura das

escadas. A demora na evacuação dos edifícios é justamente porque a população

tem dificuldade em acessar as escadas.

Esta é uma das formas de ver a situação. Ela depende de uma interpretação

baseada, como colocado acima, em valores fixos e não em unidades de passagem.

Uma leitura cuidadosa das duas normas demonstra que a interpretação mais correta

seria realmente a segunda, uma vez que a própria forma de dimensionamento

baseia-se nos módulos de passagem, na largura que um ocupante ocupa enquanto

se locomove. Embora os valores destes módulos sejam diferentes (no Código de

Obras considera-se 0,60m e na Instrução Técnica, 0,55m), há um consenso de que

a largura mínima admitida seja de 1,20m – ou seja, suficiente para a passagem de

duas pessoas.

As diferenças na interpretação devem-se ao programa considerar como

módulo de passagem nas escadas uma largura de 0,76m. Lembrando que o

programa foi desenvolvido por uma universidade britânica (University of Greenwich)

e que se baseia em estudos internacionais, não surpreende essa diferença de

modulação, até porque os critérios de dimensionamento de escadas no exterior nem

sempre são a partir de unidades de passagem – em alguns países até se utilizam

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IC/FUPAM 2008-2009 170

códigos baseados em desempenho ao invés de códigos prescritivos, como os

brasileiros.

As diferentes interpretações também podem ser associadas com a discussão

entre implementar os códigos baseados em desempenho no lugar dos prescritivos.

Enquanto estes estabelecem regras para o dimensionamento – baseado em

medidas pré-estabelecidas – os outros permitem inovações desde que se atinjam

alguns objetivos – sendo que a eficiência precisa ser comprovada. Escolher entre

montar os modelos para o programa por medidas absolutas ou por equivalência de

unidades de passagem entra justamente nesse mérito. Entretanto, este trabalho não

tem como objetivo discutir a validade de cada código – especialmente porque ambos

possuem suas vantagens e desvantagens, sendo sua aplicação relativa à cultura e

tradições de cada localidade.

Com relação à segunda interpretação – na qual as escadas foram inseridas a

partir das unidades de passagem que contêm e não da largura específica – percebe-

se que os tempos finais de quase todos os exemplos são próximos. Tendo os

modelos baseados no COE escadas maiores, essa proximidade equivale a dizer que

os valores obtidos com a IT já são suficientes para permitir o abandono da

população.

Por outro lado, a afirmação acima só pode ser feita considerando-se o

preceito básico utilizado neste trabalho: de que todas as escadas contassem com o

valor total obtido com os cálculos. Nos casos brasileiros, como isso não é exigido

por nenhuma das normas, o procedimento mais adotado é dividir o valor calculado

entre várias escadas, todos com a largura mínima de 1,20m. Pensando que todos os

cálculos baseados na Instrução Técnica nº 11 tiveram como resultado escadas de

1,20m, pode-se adotar os modelos de número par elaborados como modelos mais

“realistas” também, ou seja, aqueles que correspondem ao que seria feito por

arquitetos para edifícios reais.

Já foi dito que se deveriam adotar os valores calculados em todas as

escadas, uma vez que o objetivo é permitir a evacuação de todos os ocupantes.

Pensando-se num edifício com duas escadas, por exemplo, no caso de algum

problema obstruir uma delas, é importante que a restante tenha capacidade de

permitir o abandono rápido de todos os ocupantes, sem congestionamentos. Se a

largura é calculada para o total da população da edificação – por mais que seja um

valor estimado – seria lógico considerar que uma escada com este valor permitiria o

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abandono de todos os ocupantes. Porém, por outro lado, algumas edificações

podem resultar em valores muito altos e, devido a suas dimensões, em números

elevados de escadas, não sendo viável utilizar o valor em todas elas.

Observando sob esta ótica, conclui-se que o procedimento adotado nos

projetos brasileiros possui grande validade – os modelos elaborados mostraram sua

eficiência. Mas, pensando na segurança da população antes de critérios

econômicos, mesmo que as normas exijam apenas uma escada, deve-se projetar

sempre um mínimo de duas – pensando na consideração feita no parágrafo anterior.

Quanto aos modelos que resultaram em tempos finais muito diferentes nesse

segundo Caso, como já colocado foi por problemas no mapa de potencial. O

programa trabalha com posições (os nós) que apresentam potenciais diferentes.

“The smaller the potential, the more attractive”. Se houver problemas com os

potenciais, os ocupantes serão atraídos para um lado e não para o outro – que foi o

que aconteceu em alguns modelos do Exemplo 2.

Uma distribuição errônea dos potenciais ao longo do pavimento – gerada pelo

próprio programa por motivos que não foram identificados – fez com que a divisão

da população fosse prejudicada, levando para um dos lados volumes muito maiores.

As únicas formas de corrigir seriam ou refazer todo o modelo (e esperar que as

deformações não ocorram novamente, uma vez que as causas não foram

identificadas) ou alterar manualmente o potencial de cada nó – o que seria um

trabalho bem demorado.

Optou-se por não corrigir os mapas exatamente para verificar a influência das

deformações, para avaliar o quanto elas afetariam a simulação como um todo, como

elas influenciariam o tempo final – principalmente pelo software não ser

comercializado abertamente e não ser amplamente conhecido. Talvez para

trabalhos futuros, essas análises sejam importantes, levando os usuários do

programa a optar por corrigir os mapas de potencial ou não.

Com relação às evacuações analisadas, em todas as simulações realizadas

observou-se uma tendência ao esvaziamento inicial dos primeiros pavimentos, numa

evacuação de baixo para cima. Concluiu-se que isso é porque os ocupantes destes

pavimentos enfrentam menos “concorrência” para conseguir entrar nas escadas. Por

exemplo, para o primeiro pavimento, não há ninguém entrando na escada no

pavimento abaixo – considerando o térreo como pavimento de saída – e nenhum

ocupante vai tentar subir. Num edifício de 15 pavimentos, os ocupantes do 15º

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IC/FUPAM 2008-2009 172

enfrentam o congestionamento gerado pela entrada dos ocupantes dos 14

pavimentos inferiores, sendo muito mais difícil para eles conseguirem uma chance

de entrar na escada.

Nos modelos criados para este trabalho, não se especificou o pavimento no

qual o incêndio teve início, realizando evacuações totais e simultâneas em todos os

andares. Por isso a existência de tanto congestionamento, pois todos os ocupantes

tentam deixar o edifício ao mesmo tempo. Uma opção para amenizar os

congestionamentos seria executar uma evacuação faseada.

Considerando que os incêndios têm início em um pavimento específico, a

prioridade seria evacuar a população do respectivo pavimento, dos cinco superiores

e dos cinco inferiores – pensando em evitar as conseqüências de uma possível

propagação vertical do incêndio. Para tanto, quando o alarme fosse acionado em um

pavimento qualquer, o sistema de segurança do edifício não ativaria os alarmes de

todos os pavimentos, apenas nos pavimentos subseqüentes especificados

anteriormente (que não precisam necessariamente ser cinco). Retirar os ocupantes

destes 11 pavimentos seria uma medida preventiva, uma vez que o fogo poderia se

alastrar, assim como os gases tóxicos. Garantindo a segurança desta população, os

ocupantes dos andares mais superiores poderiam ser retirados e, posteriormente,

dos inferiores – apenas se fosse necessário, se a integridade da estrutura estivesse

comprometida.

Um dos agravantes das evacuações simultâneas é o pânico gerado em toda a

população do edifício, mesmo em casos que não haja necessidade para tanto. Em

muitos casos, não é preciso evacuar toda a edificação, uma vez que não se trata de

incêndios generalizados. Quando o alarme é ativado em todo o edifício, o que pode

acontecer é a saída de ocupantes localizados em pavimentos distantes do foco

principal, nos quais não há risco de contaminação, enquanto os ocupantes dos

andares realmente críticos não conseguem sair porque as escadas estão

congestionadas.

Tal método poderia ter sido adotado nas simulações realizadas neste trabalho

– o software buildingEXODUS permite a programação de detalhes como a ativação

do alarme em cada andar (e sem o alarme, os ocupantes não se dirigem para as

saídas) – mas, por opção, escolheu-se realizar evacuações simultâneas para

trabalhar com os modelos mais simples possíveis o que, de certa forma,

corresponderia à pior das situações – todos os ocupantes tentando sair ao mesmo

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IC/FUPAM 2008-2009 173

tempo. Apesar deste trabalho se encerrar por aqui, trabalhos futuros poderiam

aproveitar as mesmas propostas de exemplo realizando simulações com abandono

faseado, para fins de análise e comparação.

Apesar de tudo o que foi colocado anteriormente indicar que seria a melhor

opção, para se instalar um sistema de abandono faseado é necessário muito estudo,

adoção cuidadosa de medidas, treinamento e preparação da população. Em países

como o Brasil, no qual a segurança contra incêndio ainda é um tema em

crescimento, sem uma tradição realmente forte, tal método pode não apresentar

total eficiência, uma vez que exige extremo cuidado na preparação e programação

assim como pessoal treinado para garantir seu funcionamento.

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Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional

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8. Bibliografia

BERTO, Antonio Fernando. Medidas de proteção contra incêndios:

aspectos fundamentais a serem considerados no projeto

arquitetônico dos edifícios, 1991, Dissertação (Mestrado em Arquitetura

e Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de

São Paulo, São Paulo, SP, 1991.

CORPO DE BOMBEIROS DO ESTADO DE SÃO PAULO. Instrução Técnica

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para dimensionamento de saídas de emergência e dá outras providências,

2004.

GONÇALVES, Rafael Otoni. Segurança contra incêndio em edifícios de

grande altura, 2004, Relatório científico final (Pesquisa de Iniciação

Científica) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São

Paulo, São Paulo, SP, 2004.

OMINE, Eliza Miyuki. Comparação de métodos de dimensionamento de

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final (Pesquisa de Iniciação Científica) – Faculdade de Arquitetura e

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2001. Regulamento de segurança contra incêndio nas edificações e áreas

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Estabelece o Código de Obras e Edificações e dá outras providências,

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prescritivos x Códigos baseados no desempenho: Qual é a melhor

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9. Anexos

Ao final de todas as simulações realizadas foi gerado um arquivo com

informações detalhadas sobre a simulação (Output List). Como eles são muito

extensos – alguns contam com mais de 100 páginas – optou-se por organizá-los no

CD em anexo, para fins de consulta.