CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FEI IVAN FACCINETTO BÖTTGER SISTEMA DE DETECÇÃO E ALARMES DE INCÊNDIO

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FEI IVAN FACCINETTO BÖTTGER SISTEMA DE DETECÇÃO E ALARMES DE INCÊNDIO São Paulo 2010

2 IVAN FACCINETTO BÖTTGER SISTEMA DE DETECÇÃO E ALARMES DE INCÊNDIO Monografia apresentada ao Centro Universitário da FEI como parte dos requisitos para obtenção do título de Engenheiro de Segurança do Trabalho, orientado pelo professor Rubens Schalch. São Paulo 2010

3 Böttger, Ivan Faccinetto Sistema de detecção e alarme de incêndio/ Ivan Faccinetto Böttger. São Paulo, f. : Il. ; 30 cm Monografia - Centro Universitário da FEI. Orientador: Prof. Rubens Schalch 1.Incêndio 2. Detecção 3. Alarme I. Schalch, Rubens, orientador II. Título CDU

4 Oh! quão bom e quão suave é que os irmãos vivam em união. É como o óleo precioso sobre a cabeça, que desce sobre a barba, a barba de Arão, e que desce à orla das suas vestes. Como o orvalho de Hermom, e como o que desce sobre os montes de Sião, porque ali o SENHOR ordena a bênção e a vida para sempre... (SALMO 133)

5 AGRADECIMENTOS À Deus por toda a iluminação e benção que recebo todos os dias de minha vida. Aos meus pais Waldir e Nízia que sempre me apoiaram em toda a minha vida, com seu amor, sua paciência e seu carinho. A minha irmã Regina que é a minha fonte de alegria. Ao Professor. Eng.º Antonio Fernando Berto, pela oportunidade, confiança, amizade, paciência, dedicação e por todos os ensinamentos passados a mim não só nas aulas, mas na vida profissional e pessoal. Ao Professor. Eng.º Rubens Schalch, pelos ensinamentos, pelo profissionalismo e pelas contribuições feitas neste trabalho. Aos Professores Eng.º André Scabbia e Eng.º Wolfganf Leopold Bauer, pelo material fornecido para a pesquisa e pela paciência. Ao Centro Universitário da-fei, pela infra-estrutura necessária ao desenvolvimento e aperfeiçoamento profissional. A todos que de alguma forma contribuíram para a consolidação deste trabalho.

6 RESUMO O entendimento de um sistema de detecção e alarme de incêndio é de importância crescente para os Engenheiros de Segurança do Trabalho. Um fator muito importante para os Engenheiros de Segurança do Trabalho não é somente a estar completamente familiarizado com as Normas existentes e Leis vigentes, mas ser capaz de reconhecer possíveis fraquezas na instalação do sistema e poder usar medidas de engenharia para melhorar a eficácia do sistema em um edifício. O sistema de detecção e alarme de incêndio é uma combinação de dispositivos projetados para sinalizar um alarme em caso de incêndio. Esse sistema pode também realizar o controle de ventiladores, retenção ou liberação de portas corta-fogo, controle da iluminação de emergência, da chamada do elevador e outras funções da emergência. Estas funções adicionais suplementam o sistema básico o qual consiste em dispositivos de detecção e de alarme e de uma unidade central de controle. Este trabalho apresentará sistemas de detecção e alarme de incêndio, com a ênfase nos seus principais dispositivos, instalações, projetos e estudo de caso. Palavras chaves: Incêndio. Detecção. Alarmes.

7 ABSTRACT The understanding of a detection system and fire alarm systems is increasingly important for safety engineers. A very important factor for safety engineers is not only to be completely familiar with the existing rules and laws in force, but being able to recognize possible weaknesses in the system installation and to use engineering measures to improve the effectiveness of the building system.the detection system and fire alarm is a combination of devices designed to signal an alarm in case of fire. This system can also make the control of fans, retention or release of fire doors, lighting control of emergency, call the elevator and other emergency functions. These additional features supplement the basic system which consists of sensing devices and Alarm and a central unit of work control. This present detection systems and fire alarm systems, with emphasis on its main devices, systems, projects and case study. Key words: Fire. Detection. Alarms.

8 LISTA DE TABELAS TABELA 1 - Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do Sistema Global de Segurança Contra Incêndio, com destaque no sistema de detecção e alarme de Incêndio...14 TABELA 2 - Limites aceitáveis para tempo-resposta em função da variação da temperatura...26 TABELA 3 - Características principais de cada tipo de fogo...28 TABELA 4 - Sistema de detecção e alarme de incêndio em função da ocupação...43 TABELA 5 - Condições de fuga das pessoas em emergências...56 TABELA 6 - Natureza dos materiais processados ou armazenados...57 TABELA 7 - Materiais de construção...58 TABELA 8 - Estrutura das edificações...59 TABELA 9 - Análise de modos de falha e efeitos de um sistema de detecção e alarme de incêndio...80

9 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 - Evolução típica do incêndio em compartimentos...12 FIGURA 2 - Gráfico do Plume da fumaça...18 FIGURA 3 - Teste de distribuição da fumaça em deposito...19 FIGURA 4 - Concentração de fumaça no meio do depósito devido a alta temperatura do teto...19 FIGURA 5 - Área de ação de detectores de fumaça...20 FIGURA 6 - Distribuição de detectores de fumaça em tetos inclinados...20 FIGURA 7 - Distribuição de detectores de temperatura e fumaça em tetos lisos...20 FIGURA 8 - Distribuição de detectores de temperatura e fumaça em tetos lisos...21 FIGURA 9 - Influência do layout na instalação dos detectores...21 FIGURA 10 - Influência das trocas de ar na área de cobertura de detectores de Fumaça...22 FIGURA 11 - Sistema de coordenadas tridimensional para classificação de detectores...23 FIGURA 12 - Detector de chama...24 FIGURA 13 - Detector de chama (ultra violeta)...24 FIGURA 14 - Definição do alcance do detector na instalação...24 FIGURA 15 - Detector térmico...25 FIGURA 16 - Detector Termovelocimétrico...25 FIGURA 17 - Diagrama de sensibilidade dos detectores de temperatura...26 FIGURA 18 - Detector de fumaça básico...28 FIGURA 19 - Detector de fumaça básico...28 FIGURA 20 - Diagramas usado nos ensaios de detectores de fumaça...29 FIGURA 21 - Diagramas usado nos ensaios de detectores de fumaça...29 FIGURA 22 - Coordenadas que definem as classes A, B e C...32 FIGURA 23 - Densidade de fumaça e seus efeitos...32

10 FIGURA 24 - Dificuldade de detecção devido a obstáculos (vigas profundas/teto alto)...33 FIGURA 25 - Movimentação do ar no interior de um CPD típico de pequeno porte (piso elevado e ambiente)...34 FIGURA 26 - Penetração da fumaça no detector (favorável e desfavorável)...35 FIGURA 27 - Penetração da fumaça no detector (favorável e desfavorável)...35 FIGURA 28 - Detalhe da aspiração do ar...36 FIGURA 29 - Detalhe da subcentral...36 FIGURA 30 - Princípio de funcionamento do detector de sucção...37 FIGURA 31 - Interligação com outros tipos de detecção...37 FIGURA 32 - Acionador manual...38 FIGURA 33 - Acionador manual...38 FIGURA 34 - Fluxograma para aprovação do sistema pelo Corpo de Bombeiros...47 FIGURA 35 - Sistema completo de detecção e alarme de incêndio...50 FIGURA 36 - Linha aparente com conduto aberto...56 FIGURA 37 - Linha aparente com cabo fixado...56 FIGURA 38 - Linha aparente com conduto fechado...57 FIGURA 39 - Linha embutida...57 FIGURA 40 - Exemplo de damper com acionamento automático...60 FIGURA 41 - Exemplo de damper com acionamento manual...60 FIGURA 42 - Barreiras corta-fogo...60 FIGURA 43 - Barreiras corta-fogo...60 FIGURA 44 - Montagem do detector com tubulação de ferro...65 FIGURA 45 - Montagem do detector com cabo blindado sem tubulação...65 FIGURA 46 - Sistema de fiação com endereçamento coletivo...67 FIGURA 47 - Tipos de circuitos de detecção...69 FIGURA 48 - Sistema convencional de indicação: Indicação paralela com lâmpada controlada pelos detectores...71

11 FIGURA 49 - Sistema digital de indicação: Indicação paralela com lâmpada controlada pela central...71 FIGURA 50 - Linha de controle separadas da linha de detecção...72 FIGURA 51 - Sistema de detecção e alarme de incêndio simples...79 FIGURA 52 - Obstáculos perto do detector de fumaça...82 FIGURA 53 - Instalação de um detector de fumaça próximo a viga...82 FIGURA 54 - Instalação de um detector de fumaça na viga...83 FIGURA 55 - Instalação de um detector de fumaça perto de duto de ar condicionado...83 FIGURA 56 - Calhas e fios instalados posteriormente ao detector...83 FIGURA 57 - Detector e chuveiros automáticos instalados próximos a saída de ar condicionado...84 FIGURA 58 - Detectores instalados próximo a saída de ar condicionado...84 FIGURA 59 - Ilustração referente a problemas no teste de distribuição de fumaça em ambientes com ar condicionado...84 FIGURA 60 - Fiação do acionador manual...85 FIGURA 61 - Reator para lâmpada fluorescente próximo a fiação do sistema de detecção...85 FIGURA 62 - Instalação dos cabos...86 FIGURA 63 - Fiação desorganizada na central...86 FIGURA 64 - Problema de desgaste dos cabos...86 FIGURA 65 - Colocação de silicone nas bordas...86 FIGURA 66 - Interior de uma central de alarmes...87 FIGURA 67 - Fiação interna de uma central de alarmes...87 FIGURA 68 - Emendas e derivações...87 FIGURA 69 - Cabos de alimentação...87 FIGURA 70 - Central em alarme...88 FIGURA 71 - Detalhe do alarmes...88 FIGURA 72 - Central em alarme instalada a 2 metros de altura...88

12 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVO Geral Específico JUSTIFICATIVA REFERÊNCIAL TEÓRICO Detecção - Conceitos Básicos Raio de ação dos detectores automáticos Influência da velocidade do ar Sensibilidade e aprovação de detectores ou sistemas Tipos de detectores Detectores de chama Detectores de temperatura Detectores de fumaça Detectores de sucção Acionadores manuais Central de Controle METODOLOGIA DESENVOLVIMENTO Aspectos legais Legislação Brasileira Definição do sistema de detecção e alarme de incêndio Dimensionamento do sistema de detecção e alarme de incêndio Instalação elétrica do sistema de detecção e alarme de incêndio Regras gerais Proteção contra incêndio em percurso de fuga Proteção contra incêndio em locais de Materiais processados ou armazenados Proteção contra incêndio em locais de materiais de construção e estrutura das edificações i

13 Barreiras corta-fogo Fiação de interligação para detecção, alarmes e controles Proteção da fiação contra induções eletromagnéticas e eletrostáticas Cabos blindados (com shield eletrostático) sem proteção Fiação dos detectores Lay-out da fiação de detectores Indicação paralela Circuitos de controle interligados a circuitos de detecção Detalhes da supervisão dos circuitos de detecção pela central Circuitos de alarme e indicação de saídas de emergência Fiação para alimentação dos sinalizadores e dos quadros sinóticos Fiação para controles prediais Alimentação do Sistema de detecção e alarme de incêndio Análise de Risco do Sistema de detecção e alarme de incêndio Estudo de caso CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ii

14 1. INTRODUÇÃO A preocupação com a detecção automática de incêndio é conhecido desde os anos 40. Detectores lineares rudimentares em forma de cordas com elementos sensíveis ao calor foram utilizados desde o começo desse século como elementos de alarme. As centrais supervisoras também passaram por grande evolução, os antigos sistemas valvulados passaram a ser compostos de circuitos impressos e semicondutores. A detecção de um incêndio ocorre através dos fenômenos físicos que envolvem a combustão dos materiais presentes no ambiente. Fenômenos esses que são classificados em: Primários: radiação visível e invisível do calor gerado pela chama e a variação de temperatura do ambiente devido ao incêndio; Secundários: produção de fumaça e fuligem decorrentes dos materiais em combustão. Os sistemas de detecção e alarme de incêndio prestam um serviço importantíssimo de segurança em caso de incêndio em edificações residências, comerciais e industriais. Esse sistema, em conjunto com as sinalizações de abandono, sistemas de iluminação de emergência, planos de fuga, entre outros, são essenciais para a segurança da vida humana e do patrimônio. Quanto mais rápido o fogo é detectado, mais fácil será de controlá-lo e extingui-lo. Alem disso, são maiores a chances dos ocupantes da edificação escaparem sem sofrer qualquer ferimento. Uma vez que o fogo é descoberto, as seguintes ações são normalmente tomadas: Alertar o controle central do edifício; Fazer a primeira tentativa de extinção; Alertar usuários para o abandono da edificação; Informar o Corpo de Bombeiros. O sistema de detecção e alarme de incêndio é utilizado com o intuito de vencer rapidamente uma série de ações, propiciando a possibilidade de tornar-se 1

15 uma atitude imediata de controle do fogo e de evacuação do edifício, quando essa for necessária (BERTO 1991). Figura 1 Evolução típica do incêndio em compartimentos Fonte: Autor adaptado de BERTO, 1991, p.40 Assim, o principal objetivo desses sistemas é alertar, de maneira rápida, a existência de um princípio de incêndio para que sejam tomadas as medidas necessárias para a sua extinção, controlando a situação. Para que se possa garantir a eficiência do sistema, seu projeto deve estar baseado em uma análise de risco completa, abrangendo todas as áreas da edificação na qual esse sistema será instalado, identificando o melhor tipo de detecção para cada ambiente, se avaliando também, a interface entre o sistema e as pessoas responsáveis pela sua operação. Em conjunto com a análise de risco, devem-se cumprir as exigências específicas referentes às normas envolvidas, as legislações municipal, estadual e federal e em casos particulares, o bom senso aos perigos inerentes ao local de instalação. 2

16 2. OBJETIVO 2.1. Geral Este trabalho irá apresentar os sistemas de detecção e alarmes de incêndio, definindo seus componentes principais, como os tipos de detectores, centrais, subcentrais, painéis, e outros periféricos necessários para o correto funcionamento do sistema. Analisar as normas referentes aos testes e a instalação de sistemas de detecção e alarmes de incêndio, definindo as condições mínimas necessárias para que o sistema funcione corretamente, bem como a Instrução Técnica n 19/2004 Sistemas de detecção e Alarmes de Incêndio do Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do Estado de São Paulo que estabelece os requisitos mínimos necessários para o dimensionamento do sistema. Organizar a maioria das informações técnicas, teóricas e práticas que existem atualmente para que o engenheiro de segurança que é responsável em adquirir e instalar um sistema de detecção e alarme contra incêndios possa analisar qual dos sistemas estudados se enquadra em sua necessidade Específico Estabelecer uma metodologia eficiente para que o engenheiro de segurança possa definir, com êxito, qual sistema de detecção e alarme de incêndio que melhor ira atendê-lo em determinado ambiente a ser monitorado, utilizando medidas de engenharia necessárias para a elaboração correta do projeto de detecção, bem como a sua instalação. Relatar os principais motivos de descrença em relação ao sistema, na maioria das vezes, devido à ausência de um estudo prévio no projeto e no dimensionamento da sensibilidade do sistema. Adequar o sistema de detecção e alarme de incêndio com o Sistema Global de Segurança Contra Incêndio: O Sistema Global de Segurança Contra Incêndio, bem como cada um dos seus oito elementos, funcionam como um sistema de componentes em série, onde a falha de qualquer medida implica na falha do elemento; a falha do elemento, por sua vez, implica na falha do sistema. Falha, nesse caso, deve ser entendida como não funcionar conforme o esperado. Dependendo da importância da medida e do respectivo elemento que apresentar falha, as conseqüências podem assumir proporções catastróficas, onde não se exclui a ocorrência de mortes. (BERTO, 1991, p.27) 3

17 Tabela 1 Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do Sistema Global de Segurança Contra Incêndio, com destaque no sistema de detecção e alarme de incêndio ELEMENTOS Precaução contra início de incêndio Limitação do crescimento do incêndio Extinção inicial do incêndio Limitação da propagação do incêndio PRINCIPAIS MEDIDAS DE PREVENÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO Processo Produtivo do Edifício Correto dimensionamento e execução de instalações de serviço Distanciamento seguro entre fontes de calor e materiais combustíveis Provisão de sinalização de emergência Controle da qualidade dos materiais combustíveis incorporados aos elementos construtivos Controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos elementos construtivos Provisão de equipamentos portáteis de combate Provisão de sistema de hidrantes e mangotinhos Provisão de sistema de detecção e alarme Provisão de sinalização de emergência Compartimentação Horizontal Compartimentação Vertical Controle da quantidade de materiais combustíveis incorporados aos elementos construtivos Controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos elementos construtivos Uso do edifício Correto dimensionamento e execução de instalações do processo Correta estocagem e manipulação de líquidos inflamáveis e combustíveis e de outros produtos perigosos Manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos e instalações que podem provocar o início do incêndio Conscientização do usuário para a prevenção do incêndio Controle da quantidade de materiais combustíveis trazidos para o interior do edifício Manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos de proteção destinados a extinção inicial do incêndio Elaboração de planos para a extinção inicial do incêndio Treinamento dos usuários para efetuar o combate inicial do incêndio Formação e treinamento de brigadas de incêndio Manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos destinados a compor a compartimentação horizontal e vertical Controle da disposição de materiais combustíveis nas proximidades das fachadas (continua) 4

18 Tabela 1 Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do Sistema Global de Segurança Contra Incêndio, com destaque no sistema de detecção e alarme de incêndio (continuação) ELEMENTOS Evacuação segura do edifício PRINCIPAIS MEDIDAS DE PREVENÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO Processo Produtivo do Edifício Provisão de sistema de detecção e alarme Provisão de sistema de comunicação de emergência Provisão de rotas de fuga seguras Provisão de sistemas de iluminação de emergência Provisão de sinalização de emergência Provisão de sistemas de controle de movimento de fumaça (ventilação) Controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos elementos construtivos Uso do edifício Manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos destinados a garantir a evacuação segura Elaboração de planos de abandono do edifício Treinamento de brigadas de evacuação de emergência Precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios Precaução contra o colapso estrutural Rapidez, eficiência e segurança das operações de combate e resgate Fonte: BERTO, 1991 Distanciamento seguro entre edifícios Resistência ao fogo da envoltória do edifício Controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos elementos construtivos da envoltória do edifício Resistência ao fogo dos elementos estruturais Resistência ao fogo da envoltória do edifício Provisão de meios de acesso dos equipamentos de combate as proximidades do edifício Provisão de equipamentos portáteis de combate Provisão de sistema de hidrantes e mangotinhos Provisão de meios de aceso seguro da brigada ao interior do edifício Provisão de sistema de controle do movimento de fumaça (ventilação) Provisão de sinalização de emergência Controle da disposição de materiais combustíveis nas proximidades das fachadas Não se aplica Manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos de proteção destinados ao combate Elaboração de planos de combate ao incêndio Formação e treinamento de brigadas de incêndio Disposição na entrada do edifício de informações úteis ao combate 5

19 3. JUSTIFICATIVA Segundo o Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia, em sua resolução Nº 359 de 31 de Julho de 1991, no seu Art. 4º, dentre as várias atividades relacionadas de responsabilidade do Engenheiro de Segurança, podemos destacar as principais atividades que se relacionam com projeto e instalação de um sistema de detecção e alarme de incêndio: Estudar as condições de segurança dos locais de trabalho e das instalações e equipamentos, com vistas especialmente aos problemas de controle de risco, controle de poluição, higiene do trabalho, ergonomia, proteção contra incêndio e saneamento; Projetar sistemas de proteção contra incêndios, coordenar atividades de combate a incêndio e de salvamento e elaborar planos para emergência e catástrofes; Analisar riscos, acidentes e falhas, investigando causas, propondo medidas preventivas e corretivas e orientando trabalhos estatísticos, inclusive com respeito a custo; Opinar e participar da especificação para aquisição de substâncias e equipamentos cuja manipulação, armazenamento, transporte ou funcionamento possam apresentar riscos, acompanhando o controle do recebimento e da expedição; Porém, muitos dos itens que envolvem o dimensionamento e a aquisição de um sistema de detecção e alarme de incêndio não estão sendo de responsabilidade do Engenheiro de Segurança, ficando a decisão nas mãos de pessoas que não possuem conhecimento técnico e que se preocupam apenas com os valores de implantação do sistema. Claro que o equilíbrio entre custos e benefícios do sistema de detecção e alarme de incêndio deve ser levado em conta para sua compra, já que nem sempre o sistema de custo mais elevado resulta de fato,em um melhor desempenho. Entretanto existem muitos outros fatores que devem ser considerados, que não estão sendo analisados de forma criteriosa por parte dos envolvidos nesse processo. Atualmente no mercado existem sistemas prontos que não atendem a Norma NBR Detectores automáticos de fumaça para proteção contra incêndio, 6

20 onde se especifica, dentre vários itens, que serão objetos de estudo desse trabalho, ensaios para se identificar as sensibilidades de cada tipo de detectores. Também, em experiências extraídas das vistorias em campo, muitos dos sistemas já instalados em edificações comerciais e industriais não atendem a norma NBR 9441 Execução de Sistemas de Detecção e Alarme de Incêndio, não se preocupando com o correto dimensionamento do projeto. 4. REFERÊNCIAL TEÓRICO 4.1. Detecção - Conceitos Básicos Em um incêndio existem fenômenos físicos que através de sensores e circuitos especiais, podem ser detectados. Esses fenômenos estão divididos em primários, que são a variação da temperatura do ambiente, a radiação visível (luz) e a invisível (calor) gerado pela chama, e os secundários, que são a presença da fumaça no ambiente e/ou a fuligem desprendida dos materiais em combustão. O problema da detecção dos fenômenos primários é a dificuldade em ajustar a sensibilidade do sistema para níveis que as variações normais de temperatura e claridade do ambiente não gerem alarmes falsos causando, com o passar do tempo, descrença no sistema. Já na detecção dos fenômenos secundários, a ocorrência de um principio de incêndio produz uma informação de alerta não existente nas condições normais do ambiente. Isto permite estipular uma sensibilidade de atuação do elemento sensor bem maior que na detecção de efeitos primários do fogo. Normalmente, no princípio de incêndio, espera-se que o ar quente suba nos ambientes fechados sem movimentação do ar, devido à dilatação de seu volume, até atingir o teto. Esse ar quente acumulado gera o chamado plume, que contém a fumaça da combustão dos materiais existentes, que são levadas, junto com o ar quente, até o teto. Devido a esse efeito físico da subida do ar quente, os detectores de temperatura e de fumaça normalmente estão fixados no teto, garantindo assim que sejam atingidos pelo calor ou pela fumaça gerados na combustão. Porém, devido a dissipação do calor pelo ar e pela altura da sala, a diferença de temperatura antes e 7

21 depois do princípio de incêndio pode ser insuficiente para alarmar um detector de temperatura. Por isso é mais fácil detectar fisicamente as partículas de fumaça na câmara de medição de um detector do que determinar, através da variação de temperatura no teto, o início de um incêndio. Figura 2 Gráfico do Plume da fumaça Fonte: BAUER, 2005 No entanto, quando o teto sofre um aquecimento devido à radiação solar ou à instalação de um sistema de iluminação artificial potente, forma-se uma camada ar quente no teto que não permite a penetração do ar quente gerado no princípio de um incêndio, dificultando também, a dissipação da fumaça e impedindo a detecção nos primeiros minutos. Este fenômeno é chamado de estratificação do forro. 8

22 Figura 3 Teste de distribuição da fumaça em deposito Fonte: BAUER, 2005 Figura 4 Concentração de fumaça no meio do depósito devido a alta temperatura do teto Fonte: BAUER, Raio de ação dos detectores automáticos Para definir a instalação de detectores, a norma brasileira, como todas as outras normas do mundo, partem da premissa de que a área não sofre um movimento de ar exagerado (< 1m/s) e não existem impedimentos para que o ar quente possa atingir o teto plano. Neste caso, o teto é dividido em áreas iguais com um raio de 4,2 m para detectores de temperatura e 6,3 m para detectores de fumaça, presumindo-se que, dentro da área determinada pela circunferência, as condições de temperatura e da fumaça em caso de incêndio são homogêneas. 9

23 Figura 5 - Área de ação de detectores de fumaça Fonte: NBR 9441:1998, Anexo B, p.30 Figura 6 - Distribuição de detectores de fumaça em tetos inclinados Fonte: NBR 9441:1998, Anexo B, p.31 Na instalação da detecção automática, com e sem previsão de movimentação do ar nos ambientes, os testes específicos incluídos na norma NBR 9441/94, devem ser executados para mostrar a escolha correta do ponto da instalação dos detectores. Figura 7 - Distribuição de detectores de temperatura e fumaça em tetos lisos Fonte: NBR 9441:1998, Anexo B, p.28 10

24 Figura 8 - Distribuição de detectores de temperatura e fumaça em tetos lisos Fonte: NBR 9441:1998, Anexo B, p.30 Figura 9 - Influência do layout na instalação dos detectores Fonte: NBR 9441:1998, Anexo B, p.38 11

25 4.3. Influência da velocidade do ar Porém, se a troca de ar no ambiente for alta, principalmente em escritórios, onde são usados potentes sistemas de ar-condicionado, a área de atuação do detector pode diminuir drasticamente, prejudicando o sistema como um todo. Por isso, antes de se projetar qualquer sistema de detecção, é necessário que o responsável esteja atento a todos os fatores que possam prejudicar a eficiência do sistema. Figura 10 - Influência das trocas de ar na área de cobertura de detectores de fumaça Fonte: NBR 9441:1998, Anexo B, p Sensibilidade e aprovação de detectores ou sistemas A sensibilidade é o grau relativo de resposta de um detector. Pode-se considerar um detector mais sensível aquele que reage com a presença de pequenas proporções de fumaça ou de gases de combustão no ambiente, sendo que o detector menos sensível precisa de uma concentração maior desses gases. Existem ensaios em laboratório, reconhecidos internacionalmente, que permitem a classificação dos detectores, em função de sua sensibilidade, em relação a temperatura absoluta do ar (ex : 60 C), a variação da temperatura em um determinado tempo ( C/min) a densidade ótica e/ou a densidade iônica da fumaça. 12

26 m = db / m Absorção ótica da luz X Classe 3 T f(t) =Variação de temperatura Classe 2 Classe 1 Definição da sensibilidade de detectores no sistema de coordenadas X Y T Y = adimensional (corrente iônica) Y Figura 11 - Sistema de coordenadas tridimensional para classificação de detectores Fonte: Autor adaptado de NBR 11836:1992, Anexo B, p Tipos de detectores Detectores de chama Detectores de chama detectam o fogo pela visão direta da chama e são limitados pela distância e pelo ângulo da visão. Em sistemas sem lentes óticas, no ângulo de 45o, a sensibilidade diminui para a metade da sensibilidade do ângulo de 90o (em relação à superfície plana do receptor). Com lentes apropriadas, os ângulos de visão podem ser alterados. Áreas maiores são supervisionadas por vários detectores com superposição das áreas vigiadas. Caso a fumaça venha a inibir a visão, os detectores de chama podem não entrar em alarme. Por esta razão, a instalação deve ser planejada cuidadosamente para garantir uma visão livre de fumaça para todos os detectores de chama instalados. 13

27 Figura 12 Detector de chama Fonte: SCABBIA, 2008 Figura 13 Detector de chama (ultra violeta) Fonte: SCABBIA, % 75% parede paralela ao eixo de visão do detector Detector Dx0, o D x 0,5 D x 0,75 1cm Área com sensibilidade reduzida 15,40cm 45 o 100% 1,33cm 50% 2cm 62,5% 75% 1,67cm 2,41cm VISTA SUPERIOR Figura 14 -Definição do alcance do detector na instalação Fonte: BAUER,

28 Detectores de temperatura Os detectores de temperatura são destinados a atuar quando a temperatura de um ambiente ultrapassar um valor pré determinado. Existem dois tipos de detectores de temperatura: detectores térmicos (de temperatura fixa), que entram em alarme quando o ar atinge uma determinada temperatura, em um tempo prédeterminado, que define a classificação do detector; detectores termovelocimétricos, que entram em alarme quando a variação da temperatura, em um intervalo de tempo pré-determinado, é maior que os valores do ajuste e/ou quando a temperatura máxima do ar é ultrapassada num intervalo de tempo pré-determinado. Figura 15 - Detector térmico Fonte: SCABBIA, 2008 Figura 16 Detector Termovelocimétrico Fonte: DEWITT, 2007, p.3 15