o recurso a sistemas de controlo de fumo para a mitigação ... · o aberturas de secção não...
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O Recurso a Sistemas de
Controlo de Fumo para a
Mitigação do Risco de
Incêndio
Autores: Hildebrando Cruz; João Viegas
Enquadramento
> Compartimentação Corta-Fogo
Art.º 18.º da Portaria n.º 1532/2008 estabelece as áreas máximas da compartimentação em função da utilização-tipo.
> Controlo de Fumo
Secção V da Portaria n.º 1532/2008 estabelece qual o caudal que têm de ser extraído por lugar de estacionamento, para a condição de incêndio.
Desenvolvimento de um incêndio confinado
Técnica de Controlo de Fumo
>Os meios de desenfumagem são tanto mais eficazes
quanto mais próximo do foco de incêndio é feita a
extração dos gases.
>Os meios de desenfumagem só são verdadeiramente
eficazes quando postos em funcionamento
atempadamente.
Dtperigo ³Dtdeteção +Dtalarme +Dtevacuação
Δtperigo – intervalo de tempo findo o qual podem ocorrer condições letais para os
ocupantes
Controlo de Fumo
>Objetivo
Retardar o incremento da temperatura na zona sinistrada;
Retardar o aquecimento dos combustíveis;
Permitir a existência de condições ambientais para: o Fuga dos ocupantes dos espaços sinistrados;
o Possibilitar uma rápida intervenção das equipas de bombeiros.
Técnica de Controlo de Fumo
>Espaços Confinados
Varrimento
Hieraquia de pressões
Aplicação das Técnicas de Controlo de
Fumo
>Espaços de amplo pé-direito
Número de aberturas por reservatório de fumo
Área das aberturas
o 0,5m2 a 6m2 cada
o 0,3% a 9,3% da área do cantão
Altura dos painéis de cantonamento
o 0,25H se H<6m
o 2m se H>6m
Área dos reservatórios de fumo o 1600m2
Distância máxima entre painéis de cantonamento
o 60m
Aplicação das Técnicas de Controlo de
Fumo
>Controlo de fumo nos pisos dos parques de
estacionamento cobertos
Por meios passivos:
o aberturas de secção não inferior a 0,06 m² por veículo, umas de admissão e
outras de exaustão.
Por meios ativos:
o caudal de 600m³/h/veículo de extração no piso sinistrado;
o admissão de ar nos pisos adjacentes;
o ventiladores resistindo a 400ºC durante 2 hora.
>Tem um carácter prescritivo<
Parques de Estacionamento Cobertos
> Solução regulamentar apresenta algumas dificuldades: implica o encerramento das aberturas
de comunicação;
obriga à implementação de uma rede de condutas;
a compartimentação dificulta a vigilância do parque para proteção dos utentes contra a pequena criminalidade.
> Art.º 14.º do Decreto-Lei n.º 220/208 prevê o enquadramento de Perigosidade Atípica para sistemas inovadores.
Nova Abordagem ao Controlo de Fumo
> Ventilação em parques de estacionamento cobertos destina-se a: realizar o escoamento dos poluentes emitidos pelos veículos para o
exterior
assegurar o controlo de fumo em caso de incêndio
> A ventilação de impulso baseia-se:
na aplicação de ventiladores de impulso suspensos no teto do parque de estacionamento coberto
o como forma de impor o escoamento do fumo com a direção desejada para a sua exaustão,
o limitando o seu escoamento para as zonas que se pretendem proteger.
exaustão do fumo e a insuflação do ar novo são realizadas através de ductos, providos de ventiladores axiais, situados normalmente na periferia do parque.
Nova Abordagem ao Controlo de Fumo
> Não estão claramente definidas as regras de concepção e dimensionamento dos sistemas de ventilação de impulso, pelo que: a avaliação do desempenho passa por uma atividade experimental
casuística; resultado é determinante para a confirmação da segurança do parque
de estacionamento.
> A avaliação do desempenho realizada pelo LNEC tem sido
conduzida em duas etapas: análise do projeto e ensaio em obra.
>Norma Portuguesa CT 46/SC 2/GT 7
Ventiladores de impulso
Fundamentos físicos
>Caraterização do jato
>Decaimento da velocidade no eixo do jato
um0
= u x, r( )máx
=2k0u0r0
x
x
um/2
umo/2
um
umo
bz
by
z
Potencialcore region Fully develop region
y
Ventiladores de impulso
Fundamentos físicos
>Caraterização do jato
>Forma do jato em Y e em Z
x
um/2
umo/2
um
umo
bz
by
z
Potencialcore region Fully develop region
y
u
um
= e-0,693
y
by
æ
è
çç
ö
ø
÷÷
2
um
um0
=1, 48z
bz
æ
èç
ö
ø÷
17
1- erf 0,68z
bz
æ
èç
ö
ø÷
é
ëêê
ù
ûúú
Escoamento em jato de teto
Fundamentos físicos
>Modelo de Alpert (1972)
18,0HrparaH
Q9,16TTT
35
32
18,0Hrpara
H
rQ38,5TTT
32
15,0HrparaHQ96,0u31
15,0Hrparar
HQ195,0u
65
2131
Metodologia de ensaio
> Malha implementada numa área de 18m x28m;
> 2 Ventiladores de impulso assentes numa estrutura elevada;
> 13 anemómetros colocados a diferentes cotas (4 para escoamento não isotérmico);
> Fonte de calor com 750 kW.
y
x
Pool fire
Resultados de Ensaio
> Decaimento da velocidade no eixo do jato
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00
Um
0/
U0
x-x0/d
Experimental Teórico
um0= u x, r( )
máx=
2 ×9,96 ×u0 × r0
x- x0
Resultados de Ensaio
> Perfil de velocidades vertical no eixo do jato
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1
z/b
z
Um/Umo
Experimental Teórico
um
um0
=1, 48z
bz
æ
èç
ö
ø÷
17
1- erf 0,68z
bz
æ
èç
ö
ø÷
é
ëêê
ù
ûúú
Resultados de Ensaio
> Perfil de velocidades horizontal
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
-3 -2 -1 0 1 2 3
U/U
m
y/by
u
um
= e-0,712
y
by
æ
è
çç
ö
ø
÷÷
2
Resultados de Ensaio > Temperaturas
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 20 40 60 80 100
Alt
ura
do
ch
ão [
m]
T [ºC]
Coluna 1 - sem VIMP
Coluna 1 - com VIMP
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Alt
ura
do
ch
ão [
m]
T [ºC]
Coluna 3 - sem VIMP
Coluna 3 - com VIMP
y
x
Pool fire
Modelo simplificado de dimensionamento
> Baseia-se nos seguintes princípios
Os ventiladores de impulso são orientados de forma a assegurar o
varrimento de todo o espaço do piso do parque de estacionamento,
existindo admissões de ar a montante e exaustões do fumo a jusante;
Os ventiladores de impulso são dispostos de forma a que o seu
desempenho não seja significativamente afetado pelas paredes e pelas
obstruções internas;
O caudal exaurido deve ser compatível com o funcionamento dos
ventiladores de impulso e com o cenário de incêndio previsível,
assegurando a exaustão do fumo gerado no interior do piso do parque
de estacionamento coberto;
Não deve haver escoamento do fumo para outros pisos do parque de
estacionamento coberto ou para outros locais do edifício;
São conhecidas as caraterísticas dos ventiladores de impulso
(velocidade, raio do bocal de saída e as constantes k e k0)
Modelo simplificado de dimensionamento
>Fundamentos físicos
22 yxy,xr
n
1i
xxk
r2
i
i0i0i0
i
2
2
v65
2131
2
ii
i
exx
r2ukuAt
r
x
r
HQ195,0r,xu
v65
2131
Atr
y
r
HQ195,0r,yv
n
1i
xxk
r2
i
i0i0i0
i
2
65
2131
65
2131
v 2
ii
i
exx
r2ukuD
r
HQ195,0
r
HQ195,0
At
Campo de velocidade de I107 à cota z = 2,01 m e
linhas de corrente do modelo simplificado
Escoamento com fonte de calor
Campo de temperatura de I107 à cota z = 2,01 m
e linhas de corrente do modelo simplificado
Simulações
Campos de velocidade e de temperatura da
simulação I107
Escoamento com fonte de calor
Modelo simplificado de dimensionamento
> Cenário de incêndio Potência calorífica Q=8,0 MW
Diluição do fumo D=0
Número de ventiladores de impulso com malha alinhada 15
Número de ventiladores de impulso com malha alternada 15
Conclusões
> Com estes resultados verifica-se que os ventiladores de impulso têm
potencial para efetuar o controlo de fumo em caso de incêndio;
> As condições ambientais para o combate ao incêndio por parte das equipas
de bombeiros são melhoradas através da redução da temperatura, e do
aumento do campo de visibilidade, mitigando o risco de
propagação/generalização do incêndio;
> As constantes caraterísticas dos jatos a introduzir no modelo simplificado
são bastante diferentes entre ventiladores, o que indicia tratar-se de uma
caraterística própria de cada tipo de construção e, assim, de cada
fabricante;
O Recurso a Sistemas de
Controlo de Fumo para a
Mitigação do Risco de
Incêndio
Obrigado pela atenção!