O projeto de sistemas de controlo de fumo baseado no desempenho Paulo Prata Ramos, Arq.
Regulamentos prescritivos A nossa regulamentação é prescritiva Regulamento explicitando um conjunto de medidas a tomar de acordo com as características do edifício Dois edifícios semelhantes terão a mesma abordagem e o mesmo conjunto de soluções
Regulamentos baseados no desempenho Estabelecem objetivos e critérios exigenciais Permitem maior flexibilidade Regulamentação aplicável a edifícios invulgares Maior liberdade criativa aos arquitetos e projetistas de SCIE Permite a inovação conceptual e construtiva
Curso de projeto de SCIE baseado no desempenho 2ª edição - 22 de setembro a 5 de novembro 22 setembro 18h30 sessão aberta Curso com acesso a declaração de formação da CFPA-Europe
O controlo de fumo no RT-SCIE O RT-SCIE permite dois tipos de controlo de fumo Desenfumagem Pressurização Dentro da desenfumagem são possíveis sistemas ativos, passivos ou mistos O termo desenfumagem cria a ideia que não há fumo; será mesmo assim?
Sustentabilidade abaixo da camada de fumo Para garantir uma evacuação segura dos ocupantes o sistema de controlo de fumo deverá assegurar critérios de sustentabilidade da evacuação Critério de sustentabilidade Valor de referência Altura da camada de fumo > 2,0 m Temperatura da camada de fumo < 200ºC Temperatura na camada livre de fumo < 60ºC Fluxo radiante sobre as pessoas < 2.500 kw/m 2
Análise de desempenho das disposições do RT-SCIE Controlo de fumo numa via horizontal protegida com 40 m de comprimento, 1,8 m de largura e 2,8 m de altura Simulações cumprindo na íntegra as disposições regulamentares para controlo de fumo passivo e ativo
Controlo de fumo ativo
10 Controlo de fumo ativo: altura da camada de fumo
Controlo de fumo ativo: temperatura do fumo
12 Controlo de fumo passivo
Figura 2: Gráfico com altura da camada de fumo no sistema passivo Controlo de fumo passivo: altura da camada de fumo
14 Controlo de fumo ativo: temperatura do fumo
Análise de desempenho do RT-SCIE Conclusões Apesar de no RT-SCIE haver duas soluções de controlo de fumo em princípio equivalentes, uma delas é manifestamente insatisfatória Os sistemas passivos funcionam bem nos locais de risco, onde o diferencial térmico é grande Quando o fumo passa para a via o fumo arrefece e diferencial térmico diminui, fazendo com que os sistemas passivos sejam ineficientes
16 Análise de desempenho do RT-SCIE Conclusões O RT-SCIE obriga a que o sistema ativo das via horizontais esteja em subpressão (caudal de extração superior ao de admissão), fazendo com que o sistema aspire o fumo A subpressão faz sentido nos locais de risco mas não nas vias; a sobrepressão seria mais eficaz No RT-SCIE a sobrepressão nas vias só é possível se todos os locais adjancentes dispuserem de controlo de fumo (!!??)
Preservação da vida humana O projeto baseado no desempenho O Tempo de Sustentabilidade da Evacuação (TSE) deve ser consideravelmente superior ao Tempo Necessário para a Evacuação (TNE) TSE >>> TNE
TSE >>> TNE Temperatura Tempo Fumo acumulado Sustentabilidade de evacuação TSE TNE
Desempenho: projeto 4D O projeto de SCIE deve ser feito a 4 dimensões O tempo é um vetor de máxima importância (propagação de incêndio, evacuação) O controlo de fumo deve ser dimensionado em função do tempo necessário à evacuação
Combustão de materiais celulósicos Maior parte do recheio dos edifícios são materiais celulósicos (madeira, papel, tecidos) As celuloses são uma cadeias longas de carbono (C), hidrogénio (H) e oxigénio (O) Celulose Oxigénio Dióxido de carbono Água (C 6 H 10 O 5 )n + 6nO 2 (6CO 2 + 5H 2 O)n Combustão
Combustão do PVC O PVC (policloreto de vinila) é um material usual na construção; a sua fórmula é (C 2 H 3 Cl)n PVC Oxigénio Dióxido de carbono Água Cloreto de hidrogénio 2(C 2 H 3 Cl)n + 5nO 2 (4CO 2 + 2H 2 O + 2HCl)n Combustão Ligação iónica H 2 O + HCl H 2 O + H + + Cl - Ácido clorídrico
Combustão de polímeros O nylon, o poliuretano e outros polímeros são materiais usuais na construção, recheio dos edifícios e vestuário São formados por carbono (C), oxigénio (O), hidrogénio (H) e azoto (N), tendo o azoto ligação com o carbono e com o hidrogénio Dióxido de Nylon Oxigénio carbono Água Cianeto de hidrogénio [NH-(CH 2 ) 5 -CO]n + 7nO 2 (5CO 2 + 5H 2 O + HCN)n Combustão
Sustentabilidade dentro da camada de fumo Critério de sustentabilidade Oxigénio Média 30 minutos Valor de pico Dióxido de carbono (CO2) < 15.000 ppm <25.000 ppm Monóxido de carbono (CO) < 150 ppm < 250 ppm Cloreto de hidrogénio (HCl) < 15 ppm < 25 ppm Cianeto de hidrogénio (HCN) < 30 ppm < 50 ppm Visibilidade > 15% > 10 m (vias) / > 3 (local)
A importância do material combustível A carga de incêndio é determinante para a temperatura da camada de fumo e fluxo radiante A composição química do combustível é determinante para a toxicidade do fumo O controlo de fumo deve ser dimensionado de acordo com a natureza do combustível
Visibilidade A visibilidade é dada a partir das densidade ótica de fumos A visibilidade depende do brilho do objeto que a ver Diferença de visibilidade Bloco autónomo Sinal foto luminescente
Objetivos Proteção do imóvel Temperatura Proteção de bens (conteúdo) Salvaguarda da vida humana Integridade humana
Proteção de bens Os critérios para a proteção de bens em algumas circunstâncias podem ser mais exigentes do que para a preservação da vida humana Proteção de bens (conteúdo) Integridade humana
Produção de fuligem A produção de fuligem pode ser um fator determinante na preservação dos bens (conteúdo) Material Celulose PVC Nylon Produção de fuligem 0,015 kg/kg 0,172 kg/kg 0,075 kg/kg
Metodologia Objetivos Critérios exigenciais Análise de risco Definição de cenários Simulações Redefinir sistemas Não Cumpre? Fim Sim
Utilização da climatização Na Suécia, vários compartimentos de fogo podem ser servidos pelas mesmas condutas, sem necessidade de registos corta-fogo, desde que o caudal de extração seja maior que o caudal do incêndio + + -
Admissão de ar reversível Em Inglaterra, nos sistemas de controlo de fumo por varrimento, é possível fazer a inversão da admissão de ar novo Durante a evacuação Desenvolvimento do incêndio Chegada dos bombeiros Varrimento Camada de fumo preenche a via Inversão do sistema; ar novo pelas costas dos bombeiros
Conclusões Apesar de o RJ-SCIE referir que o objetivo da regulamentação é a salvaguarda da vida humana, não há qualquer garantia que mesmo cumprindo na íntegra o RT-SCIE esse objetivo seja alcançado O dimensionamento dos sistemas de controlo de fumo deve ser feito tendo em conta os objetivos a alcançar, que podem não se limitar apenas à salvaguarda da vida humana
Conclusões O dimensionamento do controlo de fumo deve ser feito tendo em consideração Objetivos definidos pelo dono de obra, que irão determinar os critérios exigenciais Tempo de proteção em função dos critérios Natureza da carga de incêndio
É preciso descobrir uma nova forma de pensar a SCIE Obrigado! paulo.ramos@etu.pt