A importância do controlo de fumo em edifícios industriais...
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A importância do controlo
de fumo em edifícios
industriais e armazéns
Paulo Prata Ramos, Arq.
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Curso de projeto de SCIE baseado no desempenho
• 2ª edição – 4 a 27 de novembro + avaliação
• 4 de novembro 18h30 – sessão aberta
• Curso com acesso a declaração de formação da
CFPA-Europe
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Categoria de risco da UT XII
• Classificação em função de dois critérios
– Densidade de carga de incêndio modificada
– Número de pisos abaixo do plano de referência
• É feita a diferenciação pelo uso específico
– Fabrico
– Armazenagem, que pode ter 10 vezes mais
densidade de carga de incêndio modificada
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Categoria de risco da UT XII
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Exigência de controlo de fumo na UT XII (Art. 306º do RT-SCIE)
• É exigido
– Espaços de armazenagem com área superior a
400 m2, em 2ª categoria de risco ou superior
• Não há exigências
– Espaços de fabrico, independentemente da
categoria de risco (!)
– Espaços de armazenagem com menos de 400 m2,
por maior que seja a carga de incêndio (!)
– Na 1ª categoria de risco
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Locais de risco C agravado (Art. 135º)
• É exigível CF em locais de risco C agravado
– Volume superior a 600 m3
– Carga de incêndio modificada superior a 20.000 MJ
– Potência instalada superior a 250 kW
– Potência de gás superior a 70 kW
– Pintura ou aplicação de vernizes
– Produção, depósito, armazenagem ou
manipulação de 100 litros de líquidos inflamáveis
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A gralha (persistente) da carga de incêndio nos locais C+
• A classificação como C agravado depende da
carga de incêndio modificada e não da
densidade de carga de incêndio modificada
• Exemplos de carga de incêndio de 20.000 MJ
– Artigos de metal (200 MJ/m2) com 100 m2
– Carpintaria (800 MJ/m2 x 1,5) com 16,7 m2
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Métodos de controlo de fumo
• 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?
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Cantões de desenfumagem
• São exigíveis cantões de desenfumagem
– Se área maior que 1.600 m2
– Se dimensão maior que 60 m
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Bocas de saída de fumo
• Teto pouco inclinado (<10%)
– Distância de qualquer ponto a uma boca
inferior a 7 vezes o pé direito de referência
– Máximo de 30 metros
• Teto muito inclinado (>10%)
– Posicionadas acima do pé direito de
referência
Faurecia (Portugal)
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Critérios de dimensionamento
• Ativo
– Uma boca de extração por cada 320 m2
– Caudal de extração de 1 m3/s
– Caudal de admissão de 60% da extração
• Passivo
– Área de admissão de ar compreendida entre 50%
e 100% da área de saída de fumo
– Cálculo devidamente fundamentado (?!)
Michelin (Espanha)
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A influência francesa
• As disposições de CF do RT-SCIE são uma
cópia resumida da IT 246
• A IT 246 tem critérios de dimensionamento que
dependem de três fatores
– Utilização do espaço (três classes)
– Pé direito do espaço
– Altura livre de fumo
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Exemplo da IT 246 para passivo
• Biblioteca com 4 m de pé direito e 2,5 m de
altura livre de fumo
• Área de saída de fumo de 0,38% da área do local
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Regulamentação aplicável à indústria em França
• A IT 246 só é aplicável a edifícios que recebem
público (ERP)
• Código do trabalho
– Área geométrica de exutores – 1% do local
– Área útil de fumo – 0,5% do local (mínimo 1 m2)
– Mínimo um exutor por cada 300 m2
• NF 1510 / APSAD R17 (proteção ambiental)
– Área útil de fumo – 2% do local
– Mínimo quatro exutores por cada 1.000 m2
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Especificidade da indústria
• Espaços amplos (fabrico e armazenagem)
• Carga de incêndio elevada
• Fontes de ignição
– Trabalhos a quente / chama nua
– Reações químicas
• Atmosferas explosivas
• Libertação de gases de combustão tóxicos
• Pé direito elevado
• Ambientes adversos (poeiras)
Propagação rápida, grande área ardida
Probabilidade de causar vítimas
Propagação rápida, grande área ardida
Probabilidade de ocorrência grande
Ineficácia de meios ativos
Menor eficácia dos meios ativos
Probabilidade de ocorrência grande
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Conceito de risco
• De forma simplista, o risco (ou a análise que
dele fazemos) é uma ponderação entre a
probabilidade de ocorrência de um sinistro e a
as consequências desse sinistro
Risco Probabilidade Severidade
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Avaliação do risco na indústria
Tipo Probabilidade Severidade Risco
Fabrico Elevada Elevada Muito elevado
Armazém Moderada Muito elevada Elevado
R = P x S
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Curva do fogo
Tem
pera
tura
Fum
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cum
ula
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Suste
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bili
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vacuação
Tempo
TSE (Tempo de Sustentabilidade da Evacuação)
TNE (Tempo Necessário à Evacuação)
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SCIE: projeto em “4D”
• O projeto de SCIE deve ser feito a 4 dimensões
• O tempo é um vetor de máxima importância
(propagação de incêndio, evacuação, etc.)
• Tendo em conta que o principal objetivo da
regulamentação é a salvaguarda da vida
humana, o controlo de fumo deve ser
dimensionado em função do tempo necessário à
evacuação
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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 < 2,5 kW/m2
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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)
(C6H10O5)n + 6nO2 (6CO2 + 5H2O)n
Celulose Oxigénio
Dióxido de carbono Água
Combustão
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Combustão do PVC
• O PVC (policloreto de vinila) é um material usual
na construção; a sua fórmula é (C2H3Cl)n
2(C2H3Cl)n + 5nO2 (4CO2 + 2H2O + 2HCl)n
PVC Oxigénio
Dióxido de carbono Água
Cloreto de hidrogénio
Combustão Ligação iónica
H2O + HCl H2O + H+ + Cl-
Ácido clorídrico
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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
[NH-(CH2)5-CO]n + 7nO2 (5CO2 + 5H2O + HCN)n
Nylon Oxigénio Água
Cianeto de hidrogénio
Combustão
Dióxido de carbono
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Sustentabilidade dentro da camada de fumo
Critério de sustentabilidadeMédia 30
minutosValor de pico
Oxigénio
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)
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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
• A distribuição do combustível no espaço
também é importante
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Proteção de bens
Diminuição de temperatura
Diminuição do fumo produzido
Minimizar a propagação
SprinklersControlo de fumo
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Sprinklers e controlo de fumo
• Os sprinklers e o controlo de fumo tanto podem
ser considerados como complementares como
sistemas autónomos
• Uma abordagem enquanto sistemas autónomos
permite que sejam redundantes um do outro
• Esta opção é importante no dimensionamento
do sistema de controlo de fumo
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ObjetivosTe
mp
era
tura
Salvaguarda da vida humana
Integridade humana
Proteção de bens (conteúdo)
Proteção do imóvel
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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
Integridade humana
Proteção de bens (conteúdo)
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Produção de fuligem
• A produção de fuligem pode ser um fator
determinante na preservação dos bens
(conteúdo)
MaterialProdução de
fuligem
Celulose 0,015 kg/kg
PVC 0,172 kg/kg
Nylon 0,075 kg/kg
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12 metros é o limite?
• O limite de estratificação do fumo a 12 metros é
determinante para a deteção mas pode não ser
significativo para o controlo de fumo
12 metros ou mais,
desde que
devidamente justificado
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Metodologia
Objetivos
Simulações
Critérios exigenciais
Análise de risco
Definição de cenários
Cumpre?
Fim
Redefinir sistemas
Não
Sim
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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
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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