Sistema de Chuveiros Automáticos – Sprinklers

Objetivo: Estabelecer os requisitos mínimos para o projeto e instalação do sistema de Sprinkler.

Sprinkler: consiste em um sistema integrado de tubulações aéreas e subterrâneas alimentado por uma ou mais fontes de abastecimento automático de água. A parte aérea consiste em uma rede de tubulações dimensionada por tabelas ou por cálculo hidráulico, instalada em edifícios, estruturas ou aereas, normalmente junto ao teto, a qual são conectados chuveiros automáticos, seguindo um padrão regular. O sistema é normalmente ativado pelo calor do fogo e descarrega água sobre a área de incêndio.

Tipos de sistema de chuveiros automáticos

Ação Prévia: utiliza chuveiros automáticos fixados a uma tubulação que contém ar, que pode ou não estar sob pressão, conjugado a um sistema suplementar de detecção instalado na mesma área dos chuveiros automáticos.

Anel Fechado: sistema no qual tubulações subgerais multiplas são conectadas de modo a permitir que a água siga mais do que uma rota de escoamento até chegar a um chuveiro em operação. Os ramais são conectados entre si.

Dilúvio: chuveiros abertos fixados a uma tubulação conectada a uma fonte por uma válvula, que é aberta pela operação de um sistema de detecção instalado na área dos chuveiros. Ao ser aberta a válvula descarrega água em todos os chuveiros juntos.

Grelha: as tubulações subgerais são conectadas por ramais multiplos.

Ocupações

Risco Leve: a quantidade e/ou a combustibilidade do conteúdo (carga incêndio) é baixa, tendendo à moderada, e onde é esperada taxa de liberação de calor de baixa à média.

Risco Ordinário:

Grupo I: a altura de armazenagem não deve exceder 2,4 m e são esperados incêndios com moderada taxa de liberação de calor.

Grupo II: a altura de armazenagem não deve exceder 3,7 m e são esperados incêndios com alta taxa de liberação de calor.

Risco Extra ou Extraordinário:

Grupo I: a quantidade e a combustibilidade do conteúdo são muito altas, podendo haver a presença de pós e outros materiais que provocam incêndio de rápido desenvolvimento. Neste grupo as ocupações não devem possuir líquidos combustíveis e inflamáveis.

Grupo II: compreendem as ocupações com moderada ou substancial quantidade de líquidos combustíveis ou inflamáveis.

Áreas Máximas de Proteção

Leve – 5000

Ordinário – 5000

Extraordinário ( Tabela) – 3000

Extraordinário (Cálculo Hidráulico) – 4000

Requisitos de Instalação

Condições Gerais: A edificação deve ser totalmente protejida por chuveiros automáticos, exceto em áreas onde a proteção não é exigida por norma.

As válvulas e manômetros do sistema devem estar acessíveis para operação, inspeção e manutenção. Os acessórios não podem estar obstruídos permanentemente por paredes, dutos, colunas ou similares.

Áreas Máximas de Proteção: A área máxima de um pavimento protegido por um sistema alimentado por uma coluna principal de alimentação deve ser conforme a Tabela 6 (acima). A área ocupada por mezaninos não deve ser considerada no cálculo de área total permitida.

Nos casos em que um só sistema é utilizado para proteger simultaneamente uma área de risco extraordinário e uma área leve ou ordinário, a área especificada na Tabela 6 (acima) e a área total de cobertura não deve exceder 4800 m².

Área de Cobertura por Chuveiro Automático

A área de cobertura (AC ) será estabelecida pela multiplicação da dimensão S, pela dimensão L.

Área Máxima de Cobertura: em salas pequenas, a área máxima de cobertura de cada chuveiro automático deve ser a área da sala divida pelo número de chuveiros existentes na sala.

Chuveiro Autpmático em Pé e Pendentes de Cobertura Padrão: a máxima área de cobertura para um chuveiro automático em pé e pendente de cobertura padrão deve ser conforme Tabela. Em nenhum caso a área deve ser superior a 21 m².

Distância Máxima Entre as Paredes: em salas pequenas, os chuveiros automáticos podem ser posicionados a até 2,7 m de qualquer parede.

Sob superfícies curvas, a distância horizontal deve ser medida no piso, a partir da parede ou na intersecção da superfície da curva com o piso até o chuveiro automático mais próximo, e não deve ser maior que metade da distância permitida entre chuveiros automáticos.

Distância Mínima Entre Chuveiros Automáticos: as distâncias mínimas chuveiros automáticos e entre o chuveiro automático e a parede, devem ser conforme Tabela:

- A distância do chuveiro automático até a parede deve ser medida perpendicularmente.

Posição do Defletor

Distância Entre o Defletor e os Tetos/Forros: sob tetos sem obstrução, a distância entre o defletor e o teto deve ser no mínimo de 25 mm e no máximo a 300 mm.

Sob tetos com obstruções, o defletor deve ser posicionado entre 25 mm e 150 mm abaixo da superficie inferior do elemento estrutural e a no máximo 560 mm de distância do teto.

Isto com algumas exceções:

a) O defletor pod ser instalado no mesmo nível ou acima da superfície inferior do elemento estrutural caso as distâncias laterais forem respeitadas e o defletor fique a no máximo 560 mm de distância do teto.

b) O defletor pode ser instalado entre 25 mm e 300 mm do teto, desde que haja um chuveiro automático em cada vão formado por dois elementos estruturais.

- A distância máxima entre o teto e o defletor instalado sob ou próximo a uma cumeeira dever ser 0,9 m, medida perpendicularmente.

Obstruções à Descarga dos Chuveiros Automáticos

- Os chuveiros automáticos podem ser instalados em lados opostos de obstruções menores que 1,2 m de largura, desde que a distância entre o eixo longitudinal da obstrução e os chuveiros automáticos não exceda metade da distância máxima permitida entre bicos.

- Os chuveiros automáticos em pé ou pendente devem ser posicionados a uma distância “A” tres vezes maior que a maior dimensão da obstrução (C ou D).

- Para chuveiros automáticos em pé e pendente em ocupações de risco leve e ordinário, somente devem ser considerados as obstruções devido a elementos estruturais.

Situações Especiais

- Todos os espaços encobertos fechados, parcial ou totalmente, de construção combustível, devem ser protegidos, exceto nos seguintes casos:

a) espaços fechados preechidos completamente com isolamento incombustível;

b) espaços fechados sobre pequenas salas isoladas com área de até 4,6 m²;

c) quando forem usados materiais rígidos e as superfícies expostas tiverem um coeficiente de propagação de chama de 25 ou menos.

Escadas:

- Chuveiros automáticos devem ser instalados sob todas as escadas combustíveis.

- Caso a área sob qualquer lance de escadas seja usado para armazenagem, este deve ser protegido por chuveiros automáticos.

Projeto e Dimensionamento

1 Limitação das áreas

Área máxima de um pavimento controlada por um jogo de válvulas, para cada risco de ocupação:

2 Pressão máxima

Os sistemas de chuveiros automáticos devem ser projetados para operar a uma pressão máxima de 1200 Kpa (120 mca).

3 Capacidade efetiva dos reservatórios

Calculada em função do tempo mínimo de funcionamento dos chuveiros para cada classe de risco de ocupação.

Classificação dos Riscos Tempo mínimo de funcionamento do sistema de chuveiros automáticos

Risco Leve 30 minRisco Ordinário (Grupo I) 60 minRisco Ordinário (Grupo II) 60 minRisco Ordinário (Grupo III) 60 minExtraordinário 90 min

4 Dimensionamento

4.1 Método de Dimensionamento po Tabela

- os diâmetros das tubulações são determinados de acordo com o número de chuveiros instalados;

- considera-se que as perdas de carga são bastante reduzidas em função da utilização de tubulações com diâmetros relativamente elevados para o número de chuveiros que alimentam;

- a quantidade máxima de chuveiros que podem ser alimentados por uma tubulação depende:

do material da tubulação; da classe do risco de ocupação; do local a ser protegido; do posicionamento do chuveiro;

- para o dimensionamento so sistema utilizando-se a NBR 10897/07, devem ser atendidas as tabelas e recomendações a seguir.

Tabela 1 – Ocupações de risco leve

Tabela 2 – Ocupações de risco ordinário

4.2 Método de Dimensionamento po Cálculo Hidráulico

os diâmetros das tubulações são determinados de modo a garantir uma densidade preestabelecida e distribuída com um razoável grau de uniformidade sobre a área de operação, na qual o conjunto de chuveiros operará simultaneamente;

são os fatores a serem considerados: o espaçamento máximo entre os chuveiros; a área máxima de cobertura por chuveiro; o diâmetro nominal do chuveiro de acordo com a classe de risco de

ocupação da área a ser protegida.

Etapas de Cálculo

a. Definição da Área de Operação (H)

Determinada levando-se em conta a região do sistema mais desfavorável, do ponto de vista hidráulico, em relação à válvula de governo e alarme – VGA do sistema.

Um dos lados da área de operação, paralelo aos ramais, deve ter a dimensão de aproximadamente 1,2 vezes a raiz quadrada da área de operação. Podem ser incluídos chuveiros de ambos os lados do subgeral.

Quando a área de operação for um corredor protegido por um único ramal, deve ser considerada uma quantidade máxima de 5 chuveiros.

A área de operação deve ser considerada a área de projeção horizontal.

b. Determinação da densidade requerida

A densidade, em mm/min, corresponde à área de operação determinada, varia em função da classe de risco de ocupação local.

c. Definição da quantidade de chuveiros da área de operação

A área de cobertura de um chuveiro, Ac, é dada por

d. A quantidade de chuveiros, N, na área de operação, A, é dada por:

N= AAc

e. Cáculo da pressão no chuveiro

Cada chuveiro de um sistema hidraulicamente calculado deve proporcionar uma descarga de água que corresponda, no mínimo, à densidade estipulada.

A pressão necessária, P, para proporcionar tal descarga é obtida em função do fator “K” do chuveiro, conforme Tabela.

P=( 10.QK )

2

Diâmetro Nominal do Chuveiro (mm)

Tipo do Orifício do Chuveiro

Diâmetro Nominal (mm) e Tipo da

Rosca

Fator “K”

10 Pequeno 10 BSPT 57 +/- 5%15 Médio 15 BSPT 80 +/- 5%20 Grande 20 BSPT 115 +/- 5%

A pressão mínima no chuveiro deve ser de 50 Kpa (5 mca).

f. Cálculo da vazão dos chuveiros

Q= K10

√P

Onde:

Q = vazão em l/min

K = fator de perda de carga

P = pressão em Kpa

g. Cáculo da perda de carga

A perda de carga nas tubulações é calculada através da fórmula de Hazen-Willians:

J=605.Q1,85

C1,85 . D4,87 . 105

Onde:

J = perda de carga, em Kpa/m

Q = vazão, em l/min

D = diâmetro interno do tubo, em mm

C = fator de Hazen-Willians

h. Distâncias entre ramais e entre chuveiros nos ramais

Para ocupações de risco leve e ordinário, as distâncias entre ramais e entre chuveiros nos ramais não deve exceder 4,6 m;

Para ocupações de risco extraordinário e pesado, as distâncias entre ramais e entre chuveiros nos ramais não deve exceder 3,70 m;

A distância das paredes aos chuveiros não deve exceder da metade da distância entre os chuveiros nos ramais ou entre ramais;

Em ocupações de risco leve com dependências de no máximo 75 m² de área, a distância entre a parede e o chuveiro pode chegar até 2,70 m, desde que seja respeitada a área máxima de cobertura permitida por chuveiro;

A distância mínima entre chuveiros deve ser de 1,80 m, para evitar que atuação de um chuveiro não venha a retardar a atuação do adjacente;