aval. do dimens. de saídas de emerg. e tempo de abandono de edificações utiliz. mét. de sim....
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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.TRANSCRIPT
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
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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IC/FUPAM 2008-2009 1
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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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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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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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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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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IC/FUPAM 2008-2009 13
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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IC/FUPAM 2008-2009 14
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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IC/FUPAM 2008-2009 16
� 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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IC/FUPAM 2008-2009 17
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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IC/FUPAM 2008-2009 21
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).
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 23
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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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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 31
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:
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 33
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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:
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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).
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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,
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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:
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);
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).
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.
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:
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
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.
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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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:
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
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 51
� 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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 52
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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IC/FUPAM 2008-2009 53
� 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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IC/FUPAM 2008-2009 54
� 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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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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IC/FUPAM 2008-2009 60
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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IC/FUPAM 2008-2009 62
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,
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 64
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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:
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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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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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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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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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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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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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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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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IC/FUPAM 2008-2009 77
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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IC/FUPAM 2008-2009 78
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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IC/FUPAM 2008-2009 83
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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IC/FUPAM 2008-2009 84
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IC/FUPAM 2008-2009 85
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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IC/FUPAM 2008-2009 86
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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IC/FUPAM 2008-2009 87
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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IC/FUPAM 2008-2009 88
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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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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IC/FUPAM 2008-2009 97
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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IC/FUPAM 2008-2009 98
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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IC/FUPAM 2008-2009 99
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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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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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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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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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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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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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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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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IC/FUPAM 2008-2009 132
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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IC/FUPAM 2008-2009 133
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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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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IC/FUPAM 2008-2009 136
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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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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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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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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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.
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
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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IC/FUPAM 2008-2009 161
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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IC/FUPAM 2008-2009 162
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 163
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
Avaliação do Dimensionamento de Saídas de Emergência e Tempo de Abandono de Edificações Utilizando Método de Simulação Computacional
IC/FUPAM 2008-2009 164
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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IC/FUPAM 2008-2009 165
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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IC/FUPAM 2008-2009 166
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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IC/FUPAM 2008-2009 167
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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IC/FUPAM 2008-2009 168
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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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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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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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.
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nº 11/2004 – Saídas de Emergência. Estabelece os requisitos mínimos
para dimensionamento de saídas de emergência e dá outras providências,
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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.
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rotas de fuga em edifícios de grande altura, 2006, Relatório científico
final (Pesquisa de Iniciação Científica) – Faculdade de Arquitetura e
Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, 2006.
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do Município de São Paulo comentado e criticado. São Paulo, Editora
PINI, 1993.
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2001. Regulamento de segurança contra incêndio nas edificações e áreas
de risco para os fins da Lei nº684 de 30 de setembro de 1975 e estabelece
outras providências, 2001.
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Estabelece o Código de Obras e Edificações e dá outras providências,
1992.
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opção para o contexto do Brasil? XXII Encontro Nacional de Engenharia
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Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São
Paulo, São Paulo, SP, 2008.
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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.