O projeto de sistemas de controlo de fumo baseado no desempenho

Paulo Prata Ramos, Arq.

Regulamentos prescritivos

A nossa regulamentao prescritiva Regulamento explicitando um conjunto de medidas

a tomar de acordo com as caractersticas do edifcio Dois edifcios semelhantes tero a mesma

abordagem e o mesmo conjunto de solues

Regulamentos baseadosno desempenho

Estabelecem objetivos e critrios exigenciais Permitem maior flexibilidade Regulamentao aplicvel a edifcios invulgares Maior liberdade criativa aos arquitetos e projetistas

de SCIE Permite a inovao conceptual e construtiva

Curso de projeto de SCIE baseado no desempenho

2 edio - 22 de setembro a 5 de novembro 22 setembro 18h30 sesso aberta Curso com acesso a declarao de formao da

CFPA-Europe

O controlo de fumono RT-SCIE

O RT-SCIE permite dois tipos de controlo de fumo Desenfumagem Pressurizao

Dentro da desenfumagem so possveis sistemas ativos, passivos ou mistos

O termo desenfumagem cria a ideia que no h fumo; ser mesmo assim?

Sustentabilidade abaixo da camada de fumo

Para garantir uma evacuao segura dos ocupantes o sistema de controlo de fumo dever assegurar critrios de sustentabilidade da evacuao

Critrio de sustentabilidade Valor de referncia

Altura da camada de fumo > 2,0 m

Temperatura da camada de fumo < 200C

Temperatura na camada livre de fumo < 60C

Fluxo radiante sobre as pessoas < 2.500 kW/m2

Tabela 1

Critrio de sustentabilidadeValor de referncia

Altura da camada de fumo> 2,0 m

Temperatura da camada de fumo< 200C

Temperatura na camada livre de fumo< 60C

Fluxo radiante sobre as pessoas< 2.500 kW/m2

Tabela 2

Distncias mximas a percorrerPortugalFrana

No piso de sada *Em impasse1530

Com alternativa3050

Nos pisos at via verticalEm impasse1530

Com alternativa3040

* O regulamento portugus no particulariza o piso de sada, sendo aplicvel o valor geral

Tabela 3

Sistema de SCIETempo de evacuaoSustentabilidade da viaProteo de bens

Resistncia ao fogo da estrutura

Compartimentao corta-fogo

Reao ao fogo dos revestimentos

Vias de evacuao

Sinaltica de emergncia

Ilumino de emergncia

Deteo de Incndios

Controlo de fumo

Meios de 1 interveno

Meios de 2 interveno

Extino automtica

Sheet3

Anlise de desempenho das disposies 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

Simulaes cumprindo na ntegra as disposies regulamentares para controlo de fumo passivo e ativo

Controlo de fumo ativo

Controlo de fumo ativo: altura da camada de fumo

10

Controlo de fumo ativo: temperatura do fumo

Controlo de fumo passivo12

Controlo de fumo passivo: altura da camada de fumo

Figura 2: Grfico com altura da camada de fumo no sistema passivo

Controlo de fumo ativo: temperatura do fumo

14

Anlise de desempenho do RT-SCIE Concluses

Apesar de no RT-SCIE haver duas solues de controlo de fumo em princpio equivalentes, uma delas manifestamente insatisfatria

Os sistemas passivos funcionam bem nos locais de risco, onde o diferencial trmico grande

Quando o fumo passa para a via o fumo arrefece e diferencial trmico diminui, fazendo com que os sistemas passivos sejam ineficientes

Anlise de desempenho do RT-SCIE Concluses

O RT-SCIE obriga a que o sistema ativo das via horizontais esteja em subpresso (caudal de extrao superior ao de admisso), fazendo com que o sistema aspire o fumo

A subpresso faz sentido nos locais de risco mas no nas vias; a sobrepresso seria mais eficaz

No RT-SCIE a sobrepresso nas vias s possvel se todos os locais adjancentes dispuserem de controlo de fumo (!!??)

16

O projeto baseado no desempenho

Preservao da vida humana O Tempo de Sustentabilidade da Evacuao (TSE)

deve ser consideravelmente superior ao Tempo Necessrio para a Evacuao (TNE)

TSE >>> TNE

TSE >>> TNETe

mpe

ratu

ra

Fum

o ac

umul

ado

Sust

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ade

de e

vacu

ao

Tempo

TSE

TNE

Desempenho: projeto 4D

O projeto de SCIE deve ser feito a 4 dimenses O tempo um vetor de mxima importncia

(propagao de incndio, evacuao) O controlo de fumo deve ser dimensionado em

funo do tempo necessrio evacuao

Combusto de materiais celulsicos

Maior parte do recheio dos edifcios so materiais celulsicos (madeira, papel, tecidos)

As celuloses so uma cadeias longas de carbono (C), hidrognio (H) e oxignio (O)

(C6H10O5)n + 6nO2 (6CO2 + 5H2O)n

Celulose OxignioDixido de

carbono gua

Combusto

Combusto do PVC

O PVC (policloreto de vinila) um material usual na construo; a sua frmula (C2H3Cl)n

2(C2H3Cl)n + 5nO2 (4CO2 + 2H2O + 2HCl)n

PVC OxignioDixido de

carbono guaCloreto de hidrognio

Combusto Ligao inica

H2O + HCl H2O + H+ + Cl-cido clordrico

Combusto de polmeros

O nylon, o poliuretano e outros polmeros so materiais usuais na construo, recheio dos edifcios e vesturio

So formados por carbono (C), oxignio (O), hidrognio (H) e azoto (N), tendo o azoto ligao com o carbono e com o hidrognio

[NH-(CH2)5-CO]n + 7nO2 (5CO2 + 5H2O + HCN)n

Nylon Oxignio guaCianeto de hidrognio

Combusto

Dixido de carbono

Sustentabilidade dentro da camada de fumo

Critrio de sustentabilidadeMdia 30 minutos

Valor de pico

Oxignio

Dixido de carbono (CO2) < 15.000 ppm 15%

> 10 m (vias) / > 3 (local)

Tabela 1

Critrio de sustentabilidadeMdia 30 minutosValor de pico

Oxignio> 15%

Dixido de carbono (CO2)< 15.000 ppm 10 m (vias) / > 3 (local)

Tabela 2

Distncias mximas a percorrerPortugalFrana

No piso de sada *Em impasse1530

Com alternativa3050

Nos pisos at via verticalEm impasse1530

Com alternativa3040

* O regulamento portugus no particulariza o piso de sada, sendo aplicvel o valor geral

Tabela 3

Sistema de SCIETempo de evacuaoSustentabilidade da viaProteo de bens

Resistncia ao fogo da estrutura

Compartimentao corta-fogo

Reao ao fogo dos revestimentos

Vias de evacuao

Sinaltica de emergncia

Ilumino de emergncia

Deteo de Incndios

Controlo de fumo

Meios de 1 interveno

Meios de 2 interveno

Extino automtica

Sheet3

A importncia do material combustvel

A carga de incndio determinante para a temperatura da camada de fumo e fluxo radiante

A composio qumica do combustvel determinante para a toxicidade do fumo

O controlo de fumo deve ser dimensionado de acordo com a natureza do combustvel

Visibilidade

A visibilidade dada a partir das densidade tica de fumos

A visibilidade depende do brilho do objeto que a ver

Bloco autnomo

Sinal foto luminescente

Diferena de visibilidade

ObjetivosTe

mpe

ratu

ra

Salvaguarda da vida humana

Integridade humana

Proteo de bens (contedo)

Proteo do imvel

Proteo de bens

Os critrios para a proteo de bens em algumas circunstncias podem ser mais exigentes do que para a preservao da vida humana

Integridade humana

Proteo de bens (contedo)

Produo de fuligem

A produo de fuligem pode ser um fator determinante na preservao dos bens (contedo)

MaterialProduo de

fuligem

Celulose 0,015 kg/kg

PVC 0,172 kg/kg

Nylon 0,075 kg/kg

Tabela 1

MaterialProduo de fuligem

Celulose0,015 kg/kg

PVC0,172 kg/kg

Nylon0,075 kg/kg

Tabela 2

Distncias mximas a percorrerPortugalFrana

No piso de sada *Em impasse1530

Com alternativa3050

Nos pisos at via verticalEm impasse1530

Com alternativa3040

* O regulamento portugus no particulariza o piso de sada, sendo aplicvel o valor geral

Tabela 3

Sistema de SCIETempo de evacuaoSustentabilidade da viaProteo de bens

Resistncia ao fogo da estrutura

Compartimentao corta-fogo

Reao ao fogo dos revestimentos

Vias de evacuao

Sinaltica de emergncia

Ilumino de emergncia

Deteo de Incndios

Controlo de fumo

Meios de 1 interveno

Meios de 2 interveno

Extino automtica

Sheet3

Metodologia

Objetivos

Simulaes

Critrios exigenciais

Anlise de risco

Definio de cenrios

Cumpre?

Fim

Redefinir sistemas

No

Sim

Utilizao da climatizao

Na Sucia, vrios compartimentos de fogo podem ser servidos pelas mesmas condutas, sem necessidade de registos corta-fogo, desde que o caudal de extrao seja maior que o caudal do incndio

+ + -

Em Inglaterra, nos sistemas de controlo de fumo por varrimento, possvel fazer a inverso da admisso de ar novo

Admisso de ar reversvel

Durante a evacuao

Varrimento

Desenvolvimento do incndio

Camada de fumo preenche a via

Chegada dos bombeiros

Inverso do sistema; ar novo pelas costas dos bombeiros

Concluses

Apesar de o RJ-SCIE referir que o objetivo da regulamentao a salvaguarda da vida humana, no h qualquer garantia que mesmo cumprindo na ntegra o RT-SCIE esse objetivo seja alcanado

O dimensionamento dos sistemas de controlo de fumo deve ser feito tendo em conta os objetivos a alcanar, que podem no se limitar apenas salvaguarda da vida humana

Concluses

O dimensionamento do controlo de fumo deve ser feito tendo em considerao Objetivos definidos pelo dono de obra, que iro

determinar os critrios exigenciais Tempo de proteo em funo dos critrios Natureza da carga de incndio

preciso descobrir uma nova forma de pensar a SCIE

Obrigado!

paulo.ramos@etu.pt

Nmero do slide 1O projeto de sistemas de controlo de fumo baseado no desempenhoRegulamentos prescritivosRegulamentos baseadosno desempenhoCurso de projeto de SCIE baseado no desempenhoO controlo de fumono RT-SCIESustentabilidade abaixo da camada de fumoAnlise de desempenho das disposies do RT-SCIEControlo de fumo ativoControlo de fumo ativo: altura da camada de fumoControlo de fumo ativo: temperatura do fumoControlo de fumo passivo Controlo de fumo passivo: altura da camada de fumoControlo de fumo ativo: temperatura do fumoAnlise de desempenho do RT-SCIE ConclusesAnlise de desempenho do RT-SCIE ConclusesO projeto baseado no desempenhoTSE >>> TNEDesempenho: projeto 4DCombusto de materiais celulsicosCombusto do PVCCombusto de polmerosSustentabilidade dentro da camada de fumoA importncia do material combustvelVisibilidadeObjetivosProteo de bensProduo de fuligemMetodologiaUtilizao da climatizaoAdmisso de ar reversvelConclusesConclusesNmero do slide 34