hidrantes 2007

PCCPCC-2465 SISTEMAS PREDIAIS I

Sistemas Prediais de Combate a Incndios - Hidrantes

Segurana Contra Incndio - Hidrantesgua como agente extintor Elevado calor especfico e latente Baixo custo Mtodos de extino usando guaResfriamento jato slido na base do fogo - choque (presso e vazo adequadas); jato em pequenas gotculas - retira calor do ambiente; encharcamento. Abafamento e sufocao gua para vapor - volume aumenta 1.700 vezes; expulso do ar do ambiente; agente sufocador lquidos pesados. Diluio ou emulsificao gua diluda em lquido inflamvel.PCC-2465 - Sistemas Prediais I2

Segurana Contra Incndio - Hidrantesgua como agente extintorEvitar gua como agenteequipamentos eltricos; certos materiais - carbonetos / perxidos / sdio metlico; materiais empilhados - tenso superficial; objetos frgeis - jato slidoSistema de Reservao

SISTEMA DE PRESSURIZAO

TUBULAO

ESGUICHO JATO FOGO

SISTEMA DE COMANDO

PCC-2465 - Sistemas Prediais I

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Segurana Contra Incndio - HidrantesSistemas de HidrantesRede Pblica de Hidrantesrede pblica de abastecimento de gua; pouca confiabilidade de abastecimento.

Rede Privada de Hidrantesrede interna e externa aos edifcios; reservao / pressurizao / rede de distribuio / pontos terminais.


4

Segurana Contra Incndio - HidrantesSistema de ReservaoUtilizao de gua de fontes, rios, lagos e piscinas; Cuidados: poos de suco, cmara de decantao.


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Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosSistema de pressurizaopor gravidade; por bomba principal (bomba de incndio) ; bomba jockey bomba hidrulica centrfuga destinada a manter o sistema pressurizado em uma faixa pr-estabelecida. tanque de presso.


6

Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosSistema de comandoAcionamento automtico: chaves de fluxo ou pressostatos; Acionamento manual: botoeiras; Ligao das bombas eltricas independente a energia do edifcio; Painel de Sinalizao: energizado, falta fase, falta de comando etc.; Alarme; Indicao das especificaes.


7

Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosComponentes de comando ou sinalizaoChaves de fluxo: aciona o sistema pelo deslocamento de fluido (gua) na tubulao devido a abertura de um hidrante. posio de instalao - direo do fluxo; local da instalao: no prxima a mudanas de direo alterao do fluxo. Pressostatos: acionamento automtico queda da presso.

Botoeiras: acionamento da bomba de incndio Instaladas onde a presso nos hidrantes no suficiente.PCC-2465 - Sistemas Prediais I8

Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosSistema de distribuioAbrigo Hidrante ponto de tomada de gua onde h uma ou duas sadas contendo vlvulas angulares com seus respectivos adaptadores, tampes, mangueiras de incndio e demais acessrios. Esguicho componente adaptado na extremidade das mangueiras, destinado a dar forma, direo e controle do jato, podendo ser do tipo regulvel (neblina ou compacto) ou de jato compacto.


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SeguranaHidrantes/Mangotinhos Contra Incndio - Hidrantes Sistemas de Hidrantes/MangotinhosAbrigos de Mangueiras e Pontos de TomadaHidrantes Abrigos 90cm x 60cm x 17cm Mang. 20m/30m; Abrigos 60cm x 45cm x 17cm Mang. 15m; Proximidades das sadas das reas protegidas (mx. 5m); Prximos s escadas; Cobertura das reas de risco. Altura da tomada entre 1,0 m e 1,5 m. Sinalizao.


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Segurana Hidrantes/Mangotinhos Sistemas deContra Incndio - Hidrantes Hidrantes/MangotinhosMangotinhosCarretel; Esguicho de jato regulvel (slido, meia neblina, neblina total e fechamento do bocal); Mangueira semi rgida de 25 mm (2035m) ou 19 mm (10-45m); Vlvula de abertura automtica; Vlvula Esfera Manual de 1; Critrios de posicionamento: idem aos hidrantes.


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Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosTubos, conexes e vlvulasTubos em ao galvanizado ou cobre (resistentes ao fogo); PVC redes enterradas; Golpe de arete - o tempo de fechamento das vlvulas deve ser maior que 5 segundos (NFPA-14); Teste de estanqueidade: 2x presso de trabalho ou 150 mca 2 horas


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Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosControleAs vlvulas da rede de abastecimento devem ser do tipo indicadoras quando estiverem fechadas (haste ascendente);

Dimetros mnimos do tubos de distribuio:NBR 13714/2000 DN 65 (2 1/2 ) e DN 50 (2).

Limitao de presso: vlvulasredutoras de presso Pmx: 100 mca

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


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Sistemas deContra Incndio - Hidrantes Hidrantes/Mangotinhos Segurana Hidrantes/MangotinhosSuportesResistir 5 vezes o peso da tubulao cheia d'gua + 114kg (NFPA)/100kg (NBR-13714) em cada ponto de suporte; Materiais no ferrosos devem ser resistentes ao fogo; Fixados estrutura do edifcio; Um suporte a cada 4,6 m (NFPA 14)/4,0m (NBR-13714); Ramificaes maiores que 46 cm deve ter pelo menos 1 suporte.


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Segurana Hidrantes/Mangotinhos Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/MangotinhosRegistro de Recalque

Prolongamento da tubulao principal (2 a 4); No passeio, em local de fcil acesso ao caminho do CB; Bem identificado; NBR 13714/2000 - a 1,5 x altura da parede externa da edificao.


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Segurana Hidrantes/Mangotinhos Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/MangotinhosMangueirasComprimentos no maiores que 30 m (lances de 15 m); Mangueiras de 40 ou 65 mm uso do CB; Mangueiras de 25 ou 32 mm uso dos ocupantes. Especificao: Local de aplicao Presso de trabalho Resistncia abraso


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Segurana Hidrantes/Mangotinhos Sistemas de Contra Incndio - Hidrantes Hidrantes/MangotinhosEsguichosJatos compactos Jatos neblina (fog)

Jatos regulveis

Materiais: Bronze, ligas de lato, ligas de alumnio, policarbonatoPCC-2465 - Sistemas Prediais I17

Segurana Contra Incndio - HidrantesSistemas de Hidrantes Tipos de Sistemas de Reservao Sistemas com Reserva de gua para incndio em reservatrio inferior bomba de incndio + tanque de presso; bomba de incndio + bomba jockey. Utilizao: conjunto de edificaes; edificaes horizontais, industriais etc. Sistemas com Reserva de gua para incndio em reservatrio superior gravidade (central / ramificado); gravidade + bomba de incndio. Utilizao: edifcios verticais; edifcios industriais etc..PCC-2465 - Sistemas Prediais I18

Segurana Contra Incndio - Hidrantes

consumo res. incndio

Tanque de presso Reservatrio inferior Bomba de incndio

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


19

Segurana Contra Incndio - HidrantesReservatrio Inferior Bomba de incndio

Bomba Jockey


20

Segurana Contra Incndio - HidrantesReservatrio superior

consumo reserva de incndio

recalque

consumo Reservatrio inferior

Alimentao por gravidade - rede horizontal


21

Segurana Contra Incndio - HidrantesAlimentao por GravidadeReservatrio superior

consumo reserva de incndio

recalque

consumo Bombas de recalque Reservatrio inferior


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Segurana Contra Incndio - Hidrantesreservatrio superior

Alimentao por gravidade e bomba de incndio

consumo reserva de incndio bomba de incndio

chave de fluxo

recalque

consumo bombas de incndio reservatrio inferior


23

Segurana Contra Incndio - HidrantesDimensionamento das Redes de Hidrantes1 - Classificao de Rede Tubulaes Rede aberta - Sistema Ramificado; Rede Fechada - Sistema em malha; Rede mista - Ramificado / Malha. 2 - Equaes Bsicas para a Anlise de Rede 2.1 Equaes de balanceamento das junes; 2.2 Equaes de perda de carga de condutos; 2.3 Equaes de balanceamento dos anis.


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Segurana Contra Incndio - HidrantesEquaes de Balanceamento das JunesPrincpio da Conservao de massaQ1

Q +Q +Q =Q1 2 3

4

Q2 Q3

Q4

Q = 01

(conveno de sinal)

Equaes de perda de carga de condutos

L v h=f h =R Q D 2g2 ij ij

2 ij

h o fator de atrito, funo do nmero de Reynolds e da rugosidade relativa; v a velocidade mdia; L o comprimento total; D o dimetro.

Regimes de escoamento (f)PCC-2465 - Sistemas Prediais I

laminar; crtico; turbulento

hidraulicamente liso; hidraulicamente misto; hidraulicamente rugoso.

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Segurana Contra Incndio - HidrantesEquaes de Balanceamento de Anis

h =0ij

(perdas de carga nos trechos do anel)

Conveno de sinal Resoluo do sistema de equaes

Equaes no lineares Equaes de junes e de anisMtodos utilizados

Hardy - Cross (1936) Newton - Raphson (1955) Teoria Linear (1972) Newton modificado (garantir a convergncia) Elementos finitos (1975)PCC-2465 - Sistemas Prediais I26

Segurana Contra Incndio - HidrantesCritrios de dimensionamento conforme o RSCI SP/2001 As edificaes com rea construda superior a 750m2 ou altura superior a 12 m devem ser protegidas por sistemas de mangotinhos ou de hidrantes. Deve ser considerado o uso simultneo dos dois jatos de gua mais desfavorveis considerados nos clculos, para qualquer tipo de sistema especificado, considerando em cada jato de gua, no mnimo as vazes na Tabela I. O sistema deve ser dimensionado de modo que, em qualquer situao, a presso mxima de trabalho em qualquer ponto do sistema no ultrapasse 1000 kPa.


27

Segurana Contra Incndio - HidrantesCritrios de dimensionamento conforme o RSCI SP/2001Tabela I - Tipos de sistemas de proteo por hidrante ou mangotinho. Tipo Esguicho

Mangueiras de incndioDimetro (mm) Comprimento mximo (m) 453)

Nmero de expedies

Vazo mnima no hidrante mais desfavorvel (L/min) 801)

1 2 3 4 5

jato regulvel jato compacto 13mm ou regulvel jato compacto 16mm ou regulvel jato compacto 19mm ou regulvel jato compacto 25mm ou regulvel

25 ou 32 40 40 40 ou 65 65

simples simples simples simples duplo

ou 100 130 200 400 600

2)

30 30 30 30

OBS.: 1) Edificaes enquadradas nos grupos A, E, F-2 e F-3 da tabela 3 do RSCI SP/2001. 2) Demais ocupaes da Tabela 3, que utilizam sistemas 1 ou 2, no enquadradas na nota 1). 3) Acima de 30 m de comprimento de mangueiras semi-rgidas obrigatrio o uso de carretis axiais.


28

Segurana Contra Incndio - HidrantesCritrios de dimensionamento conforme o RSCI SP/2001 O clculo hidrulico deve ser executado por mtodos adequados para este fim, sendo que os resultados alcanados tm que satisfazer a uma das seguintes equaes:Darcy Weisbach Frmula Universalonde: hf - perda de carga, mca; f - fator de atrito; L - comprimento virtual da tubulao (tubos + conexes), m; d - dimetro interno, m; v - velocidade do fluido, m/s; g - acelerao da gravidade, m/s2.

L v2 hf = f d 2g

Hazen-Williams J = 605 x Q1,85 x C -1,85 x d-4,87 x 105onde: J - perda de carga por atrito, KPa/m; Q - vazo, l/min; C - fator de Hazen Williams - 120 (galvanizado) d - dimetro interno do tubo, mm. 29


Segurana Contra Incndio - HidrantesRedes ramificadas com dois hidrantes em uso simultneoReservatrio superior

Formulao:' H1

ZBZ1 2 = Pd

" H1

lt

1.

= H1

dt

H01

Lm dm Lm dm

2 H' = k req . QR

Q1 Q2

H2 H3H4

H'2

Onde: kreq o coeficiente de perda de carga no requinte

H02

2.

2 H = H' + k R . QR

k R = k t + k m

k t = ( t + ft . L tt ). g.8.d4 2 dt

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

Lm k m = fm . . g. 28.d4 m dmOnde: o ndice t refere-se tubulao; o ndice m refere-se mangueira. 30


Segurana Contra Incndio - HidrantesRedes ramificadas com dois hidrantes em uso simultneo Para o esquema anterior, seguiremos o roteiro proposto. Trata-se de processo iterativo. Roteiro: Passo 1:

H'2 = ZB + (Z 12 ) H 1 Q2 = k req 1/ 2

.H 2

'

1/ 2

Passo 2: Passo 3:

H2 = H'2 + k R . Q 2 2H1 = H2 Z1 2 + k c . Q 1 Q1 = ' k R1/ 2

2 2

Onde: o ndice c refere-se ao conduto

Passo 4:

.H1 / 2 1

Onde:


' k R = k R + k req

31

Segurana Contra Incndio - HidrantesRedes ramificadas com dois hidrantes em uso simultneoPasso 5: Passo 6:ZB' 2 H1 = k req. Q1

Q = QiQLB dB

2

i =1

H1

Q1

" H1 = ZB k B . Q2O ndice B refere-se ao barrilete

Passo 7:

" H1 H1 OK! " H1 H1 reiniciar o processoObs.: coeficiente de perda de carga em singularidade (tabelados)


32

Segurana Contra Incndio - HidrantesExemplo 1Dimensionamento de Sistema de Hidrantes por gravidadeDados: Risco A-2 (tipo 2) mangueira 38 mm comprimento = 20 m esguicho 38 c/ requinte 13 mm Reservatrio superior consumo reserva de incndio1,20

3,00 3,00 3,00

14,50

H01 H02 H03 H04 H05 H06 H07 H08 H09


3,00

hidrante de passeio

3,00 3,00 3,00

3,00 3,00

33

Segurana Contra Incndio - HidrantesDado o esquema anterior, verificar seu dimensionamento segundo as normas do CB de SP. Resoluo: Atender-se- a condio de abastecimento por gravidade aos hidrantes solicitados.Dados: Dados risco a proteger: A-2 (Tipo 2) RT = 12 m3 no total de hidrantes: 10 rea de construo < 5.000 m2 vazo no hidrante mais desfavorvel 130 L/min; dois jatos de gua simultaneamente.

Condies:

Conhecidos

fm 0,015 ft 0,020 kreq = 3.403.977,20 s2/m5, para Q em m3/s e H em mca34


Segurana Contra Incndio - HidrantesConsiderando os dois hidrantes mais desfavorveis e seguindo o roteiro proposto tem-se: Passo 1:

H'2 = ZB + (Z12 ) HH'4 = 16,5 mca (adotado menor que o valor da altura geomtrica)

1 Q2 = k req

1/ 2

.H 21/ 2

'

1/ 2

1 Q2 = 3403977,20

. 16,5

1/ 2

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

35

Segurana Contra Incndio - HidrantesPasso 2:2 H 2 = H '2 + K R Q2

K R = Kt + KmLt 8 Kt = t + ft dt g 2 dt 4 t:reg. globo angular ................... 5,00 t sada lateral ........................ 1,30 t = 6,30

8 Kt = (6,3 + 0) 9,81 2 0,0634Kt = 33044,53 s2/m536

Segurana Contra Incndio - HidrantesPasso 2:

Km = fm

Lm 8 dm g 2 dm

4

20 8 Km = 0,015 0,038 9,81 2 0,0384Km = 312.841,60 s2/m5 KR = 345.886,13 s2/m5H2 = 16,5 + 345.886,13 x 0,0022162

H2 = 18,1765 mca

37

Segurana Contra Incndio - HidrantesPasso 3:2 H 1 = H 2 Z1 2 + K c Q2

:

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

0,02 3,0 8 Kc = 1,3 + 0,063 9,81 2 0,0634 Kc = 11.814,11 s2/m5H1 = 18,18 - 3,0 + 11.814,11 x 0,00220162

H1 = 15,237 mca

38


1 Q1 = K' R

1/ 2

( H1 )1/ 2

K ' R = K R + KreqKR = 345.886,13 s2/m5 Kreq = 3.403.977,20 s2/m5 KR = 3.749.863,33 s2/m5

1 Q1 = 3.749.863,33

1/ 2

(15,237)1/ 2

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

39


H '1 = Kreq Q12H1 = 3.403.977,20 .(0,0020166)2 H1 = 13,84 mca Passo 6:

Q = i =1 Qi2

Q = 0,0042176 m3/s = 4,2176 l/s = 253,06 l/min portanto < 260 l/min Reiniciar o processo40

Segurana Contra Incndio - HidrantesH1" = Z B K B .Q 2 B:1 cotov. 90o ............................... 0,90 1 reg. gaveta ............................. 1,00 1 t sada lateral ....................... 1,30 1 vlv. reteno vertical ........... 12,00 1 entrada de borda ................... 1,00 B = 16,20

LB = 14,5 + 1,5 + 1,2 = 17,200,02 17,20 8 K B = 16,2 + 0,075 9,81 2 0,0754 KB = 54.282,65 s2/m5H1 = 16 - 54.282,65 x 0,00421822

H1 = 15,034 mca

H1 15,237

H1 15,03441

Segurana Contra Incndio - HidrantesConsumo Fundo do Reservatrio

Retorno p/ testeReserva Tcnica

Exemplo 2 Dimensionamento de sistema de hidrantes utilizando bomba para pressurizao da rede.

Cobertura 3,00

Suco bomba Abastecimento por gravidade

1,00

2,50

1,60 1,00 1,20

Recalque

Chave de fluxo 1,50 H1 H1 H1

7o Tipo 3,00 H2

H2

6o Tipo 3,00 H3

5o Tipo 3,00 H4

4o Tipo H5 3o Tipo

42

Segurana Contra Incndio - HidrantesPasso 1:' H 2 = Z B + (Z12 ) + H

H2 = 16,5 mca (adotado

maior que o valor da altura geomtrica + perdas de carga)

1 ( H '2 )1/ 2 Q2 = Kreq 1/ 2 1 Q2 = (16,5)1/ 2 3.403.977,20 Q2 = 0,0022016 m3/s = 2,2016 l/s43

1/ 2

Segurana Contra Incndio - HidrantesPasso 2:2 H 2 = H '2 + K R Q2

t:

1 reg. globo angular ................... 5,00 1 cotovelo 90o ............................ 0,90

K R = Kt + KmLt 8 Kt = t + ft dt g 2 dt 4 Kt = 5,90 8 9,81 2 0,0634Km= 312.841,60 s2/m5

t = 5,90

Kt = 30.946,46 s2/m5 KR= 343.788,06 s2/m5

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

H2 = 18,1664 mca

44

Segurana Contra Incndio - HidrantesPasso 3:2 H 1 = H 2 Z1 2 + K c Q2

:

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

0,02 3,0 8 Kc = 1,3 + 0,063 9,81 2 0,0634 Kc = 11.814,11 s2/m5 H1 = 18,1664 - 3,0 + 11.814,11 x 0,00220162 H1 = 15,224 mca45


1 Q1 = K' R

1/ 2

( H1 )1/ 2

K ' R = K R + Kreq

K R = Kt + KmLt 8 Kt = t + ft Dt g 2 Dt t:4

1 reg. globo angular ................... 5,00

t = 5,0046


8 Kt = 5,0 9,81 2 0,0634Kt = 26.225,82 s2/m5 Km = 312.841,60 s2/m5

KR = 26.225,82 + 312.841,60 KR = 339.067,42 s2/m5 KR = 339.067,42 + 3.403.977,20 KR = 3.743.044,62 s2/m547


1 Q1 = 3.749.863,33

1/ 2

(15,224)1/ 2

Q1 = 0,002016 m3/s = 2,016 l/s Passo 5:

H '1 = Kreq Q

2 1

H1 = 3.403.977,20 .(0,002016)2 H1 = 13,821 mca ( > 6,00 mca)48


Q = i =1 Qi2

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

Clculo da Perda de Carga:1) Perdas na suco

t:

1 reg. gaveta........................ 1,00 2 cotov. 90o ......................... 1,80 1 t sada lateral ........,......... 1,30 1 entrada de borda .............. 1,00 t = 5,1049

Segurana Contra Incndio - HidrantesClculo da Perda de Carga: Lt = 1,00 + 1,60 + 1,00 + 1,20 = 4,80 m

0,02 4,80 8 K S = 5,10 + 0,075 9,81 2 0,0754 KS = 16.660,84 s2/m5 H S = K S . Q2 HS = 16.660,84 x 0,00421662 HS = 0,296 m50

Segurana Contra Incndio - HidrantesClculo da Perda de Carga: 2) Perdas no recalque (at 1) t:1 t sada lateral ..................... 1,30 1 vlv. ret. horizontal .............. 2,50 1 reg. gaveta............................. 1,00 1 cotov. 90o .............................. 0,90 1 t de passagem direta ......... 0,60

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

0,02 4,40 8 K R = 6,30 + 0,063 9,81 2 0,0634 KR = 40.371,11 s2/m551

Segurana Contra Incndio - HidrantesClculo da Perda de Carga: HR = 40.371,11 x 0,00421662 HR = 0,718 m H1 = ZB - Hs - HR H1 = 4,00 - 0,296 - 0,718 H1 = 2,986 m A carga diferencial em 1 que dever ser fornecida pelo conjunto motor-bomba ser de: HCB = 13,821 - 2,986 HCB = 10,835 mca O conjunto motor-bomba escolhido ser: Hman = 10,84 mca e Q = 15,18 m3/h52

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