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Texto Técnico da Escola Politécnica da USP Departamento de Engenharia de Construção Civil Sistema de Chuveiros Automáticos Ana Cecília de Oliveira Castro Carolina Furlanetto Mendes Lúcia Helena de Oliveira São Paulo – 2016 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 4 2. ELEMENTOS E COMPONENTES DO SISTEMA DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS ........ 5 2.1 Sistema de abastecimento de água ..................................................................................... 6 2.2 Sistema de pressurização ......................................................................................................... 6 2.3 Sistema de distribuição ............................................................................................................ 7 2.3.1 Válvula de governo e alarme ................................................................................................................. 7 2.3.2 Tubulações ................................................................................................................................................... 8 3. TIPOS DE SISTEMAS ........................................................................................................ 11 3.1 Sistemas de tubos molhados .............................................................................................. 11 3.2 Sistemas de ação prévia e sistemas de dilúvio ............................................................. 12 3.2.1 Sistemas de ação prévia ........................................................................................................................ 12 3.2.2 Sistemas de dilúvio.................................................................................................................................. 12 3.3 Sistemas de chuveiros para proteção contra incêndios externos .......................... 12 3.4 Sistemas para câmaras frigoríficas e outros ambientes refrigerados ................... 13 4. TIPOS DE REDES DE ALIMENTAÇÃO ............................................................................. 13 4.1 Redes abertas ............................................................................................................................ 13 4.2 Redes fechadas ......................................................................................................................... 14 5. OPERAÇÃO ........................................................................................................................ 15 6. FORMAS DE ORIENTAÇÃO ............................................................................................. 15 7. TIPOS DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS ......................................................................... 16 8. TEMPERATURAS DE ACIONAMENTO ........................................................................... 18 9. CLASSIFICAÇÃO DOS RISCOS DE OCUPAÇÃO ............................................................. 18 9.1 Risco Leve ................................................................................................................................... 18 9.2 Risco ordinário .......................................................................................................................... 19 9.2.1 Grupo I ......................................................................................................................................................... 19 9.2.2 Grupo II ........................................................................................................................................................ 19 9.3 Risco extra ou extraordinário .............................................................................................. 20 9.3.1 Grupo I ......................................................................................................................................................... 20 9.3.2 Grupo II ........................................................................................................................................................ 20 10. CRITÉRIOS DE PROJETO .................................................................................................. 21 10.1 Áreas máximas de proteção de um sistema de chuveiros automáticos .............. 21 10.2 Fatores que influenciam na resposta do chuveiro ....................................................... 22 10.3 Distribuição dos chuveiros ................................................................................................... 22 10.3.1 Chuveiros automáticos pendentes ou em pé ............................................................................... 23 10.3.2 Chuveiros automáticos laterais ........................................................................................................... 30 10.4 Fator K de descarga ................................................................................................................ 32 11. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS ...................... 33 11.1 Dimensionamento por tabela ............................................................................................. 33 11.2 Dimensionamento por cálculo hidráulico ....................................................................... 35 11.2.1 Curvas de densidade/área .................................................................................................................... 36 12. EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO .............................................................................. 39 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 46 4 1. INTRODUÇÃO O sistema de chuveiros automáticos é o mais indicado para a proteção contra o fogo em edifícios de riscos de ocupação médio e grande, porque além de ser acionado automaticamente, ele dá um alarme geral na edificação e atua sobre o fogo de modo efetivo, independente do calor, da fumaça e da visibilidade no local do incêndio. A demora no início do combate, o jato de água que não é tão efetivo e a dificuldade de acesso ao local do fogo são elementos que inviabilizam um sistema sob comando para esses casos. A água descarregada pelo sistema de chuveiros automáticos produz menos danos que a lançada através de jatos compactos com mangueiras de hidrantes. O princípio do sistema de chuveiros automáticos é combater o incêndio na área de operação e o princípio do componente chuveiro automático é detectar, dar o alarme e combater o fogo. Dentre as vantagens de um sistema de chuveiros automáticos, destacam-se: é um sistema totalmente automático; aciona um alarme simultaneamente com a entrada em operação; tem uma rápida ação de aspersão de água sobre o foco do incêndio; tem sua ação restrita à área de circunscrição do incêndio. O sistema de chuveiros automáticos deve ser projetado para atender às seguintes condições: a distribuição dos chuveiros deve ser por toda a área a ser protegida; a área máxima de cobertura por chuveiro automático, de acordo com o risco a proteger, não deve ser excedida; a interferência da descarga de água por obstruções deve ser mínima, de acordo com as normas; 5 a escolha da localização em relação ao teto ou ao telhado deve ser bem estudada, para se obter uma sensibilidade adequada para acionamento, em função do acúmulo mais rápido de calor junto aos chuveiros automáticos; o dimensionamento do sistema, por tabelas ou por cálculo hidráulico, deve ser de acordo com a precisão requerida pelo risco a proteger, recomendada pelas normas. 2. ELEMENTOS E COMPONENTES DO SISTEMA DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS Os sistemas de chuveiros automáticos são divididos em quatro subsistemas: abastecimento deágua, pressurização, válvula de governo e alarme e distribuição, ver Figura 2.1. Figura 2.1: Componentes de uma rede de chuveiros automáticos. 6 2.1 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Todo o sistema de chuveiros automáticos deve possuir pelo menos um abastecimento de água exclusivo e de operação automática. O abastecimento de água para um sistema de chuveiros automáticos pode ser feito a partir das seguintes fontes: a) reservatório elevado; b) reservatório com fundo elevado ou com fundo ao nível do solo, piscinas, açudes, represas, rios, lagos e lagoas, com uma ou mais bombas de incêndio; c) tanque de pressão. 2.2 SISTEMA DE PRESSURIZAÇÃO Tem a função de garantir ao sistema vazão e pressão adequadas ao tipo de risco do sistema e constitui-se do conjunto motor-bomba. As bombas devem ser dos seguintes tipos: a) centrífuga horizontal de sucção frontal; b) centrífuga horizontal de carcaça bipartida; c) centrífuga e/ou turbina. As bombas devem ser diretamente acopladas por meio de luva elástica a motores elétricos ou motores diesel, sem interposição de correias ou correntes. Elas devem ser dotadas de componente para partida automática pela queda de pressão hidráulica da rede do sistema de chuveiros automáticos. O sistema utilizado para automatização da bomba deve ser executado de maneira que, após a partida do motor, o desligamento seja obtido somente por controle manual. Para manter o sistema de chuveiros automáticos sob uma pressão hidráulica de supervisão, em uma faixa preestabelecida, compensando pequenos e eventuais vazamentos na tubulação, e para evitar a operação indevida da bomba principal, deve ser instalada uma bomba de pressurização (bomba jockey). O controle de 7 partida dessa bomba deve ser feito através de pressostatos instalados na linha de descarga da bomba principal. A bomba de pressurização deve manter a rede do sistema de chuveiros automáticos sob uma pressão imediatamente superior à pressão máxima da bomba principal, sem vazão e sua demanda nominal não superior a 20 L/min (1,2 m³/h). 2.3 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Constitui-se de uma rede de tubulações compreendida desde a válvula de governo e alarme até os chuveiros automáticos. 2.3.1 Válvula de governo e alarme Para o sistema de tubo molhado, a Válvula de Governo e Alarme (VGA) é uma válvula de retenção com uma série de orifícios roscados para a ligação de componentes de controle e alarme descritos a seguir: Válvula de drenagem de 1½” ou 2” para esvaziar o sistema e reabastecer chuveiros atingidos pelo fogo. Manômetros a montante e a jusante de cada válvula. Eles devem ter fundo de escala de no mínimo o dobro da pressão do sistema no ponto em que forem instalados e devem ser instalados de modo a poderem ser removidos. Linha de alarme para ligar o pressostato e alarme hidromecânico tendo câmara de retardação, quando necessário. Quando ocorre a abertura de um ou mais chuveiros, durante um incêndio, a pressão hidráulica na rede de distribuição diminuir. Deste modo, a pressão da água, abaixo do obturador, por diferencial de pressão, impele-o para cima, fornecendo água para o sistema e provocando a abertura da válvula auxiliar para permitir a passagem de água para acionar o circuito de alarme. 8 Figura 2.2 Válvula de Governo e Alarme (VGA). Fonte: Skop Sprinkler 2.3.2 Tubulações São elementos do sistema e podem ser especificados com os seguintes materiais: tubos de aço (com ou sem costura), tubos de aço unidos por solta ou por acoplamento mecânico, tubos de aço unidos por conexões rosqueadas, tubos de cobre (sem costura). A NBR 10897 (ABNT, 2014) também aprova a utilização de tubos de outros tipos de materiais, desde que comprovadamente testados por laboratórios de entidades ou instituições de reconhecida competência técnica, atendendo aos requisitos quanto à sua aplicabilidade em sistemas de proteção contra incêndio por chuveiros automáticos, incluindo, mas não se limitando a tubos de CPVC – poli (cloreto de vinila) clorado unidos por conexões soldadas. As tubulações recebem as seguintes denominações: ramais, subgeral, geral, subidas ou descidas e subida principal, cujas funções são descritas a seguir. a) Ramais São as ramificações onde os chuveiros automáticos são instalados diretamente ou utilizando-se tubos horizontais com 60 cm de comprimento máximo. 9 b) Subgeral É a tubulação que interliga a geral aos ramais e tem a função de alimentar os ramais. c) Geral É a tubulação que interliga a subida principal à subgeral e tem a função de alimentar a subgeral. d) Subidas ou descidas São as tubulações em posição vertical, de subidas ou descidas, conforme o sentido de escoamento da água. Essas tubulações fazem as ligações entre as redes de chuveiros dos diversos níveis ou pavimentos, as ligações das subgerais com os ramais, ou ainda, as dos chuveiros individuais com os ramais quando a subida ou descida excede de 30 cm de comprimento. e) Coluna de alimentação É a tubulação que interliga a rede do sistema de abastecimento com a rede do sistema de distribuição e onde é instalada a válvula de governo e alarme (VGA) que controla e indica a operação do sistema. Também denominada subida principal. f) Chuveiros Também denominados sprinklers podem ser do tipo aberto ou automático. Os abertos são aqueles que não dispõem de componente termosensível ou qualquer outro componente que obstrua a passagem de água. São empregados no sistema dilúvio e destinados à proteção de ocupações de risco extraordinário e pesado. Os chuveiros automáticos são componentes termosensíveis projetados para reagir a uma temperatura predeterminada, liberando de modo automático uma descarga de água na forma e quantidade adequada sobre uma área preestabelecida ou apropriada. São providos de um mecanismo comandado por um elemento termosensível como, por exemplo, bulbo de vidro, solda eutética etc., que os mantêm 10 hermeticamente fechados. Sob a ação do calor de um incêndio, automaticamente entram em operação. Chuveiro automático com elemento termosensível tipo solda eutética Opera a partir da fusão de uma liga de metal com ponto de fusão predefinido. Entende-se por solta eutética a mistura de dois ou mais metais que dá ponto de fusão na temperatura mais baixa possível. Em geral, as soltas utilizadas em chuveiros automáticos são ligas de um ótimo grau de fusibilidade, compostas principalmente de estanho, chumbo, cádmio e bismuto, pois têm pontos de fusão bem definidos. Chuveiro automático com elemento termosensível tipo ampola Possui como elemento termosensível uma ampola de vidro especial que contém um líquido expansível e uma bolha de ar em seu interior. Assim que o líquido é expandido pela ação do calor, a bolha de ar é comprimida e absorvida pelo líquido aumentando rapidamente a pressão e rompendo o bulbo, liberando a válvula ou tampão. Os componentes dos chuveiros automáticos são: corpo: é a parte dos chuveiros que contém a rosca para a sua fixação na canalização de água, braços e orifícios de descarga e serve como suporte para os demais componentes; obturador: é constituído de um pequeno disco metálico que veda o orifício de descarga de água do chuveiro automático; elemento termosensível: é o componente destinado a liberar o obturador e permitir a passagem da água quando o local da instalação do chuveiro automático atingir a temperatura de seu acionamento; defletor: é a peça presa à estrutura do chuveiro automático, sobre o qual incide com bastante força o jato sólido de água após removido o obturador, formando um cone de aspersão sobre toda a área de proteção do chuveiro automático. 11 Figura 2.3: Componentes de um chuveiro automático. 3. TIPOS DE SISTEMAS 3.1 SISTEMAS DE TUBOS MOLHADOSConsiste em uma rede de tubulação fixa, que contém água sob pressão de forma permanente, na qual estão instalados chuveiros automáticos em seus ramais. O sistema é controlado em sua entrada por uma válvula governo cuja função é soar automaticamente um alarme quando um ou mais chuveiros é disparado por incêndio. Os chuveiros automáticos realizam de forma simultânea a detecção, alarme e combate ao fogo. Este tipo de sistema é recomendado para casos em que não ocorre o risco de congelamento da água na tubulação. O sistema só é acionado quando ativado pela ação do fogo. Devem fazer parte desse tipo de sistema manômetros a montante e a jusante de válvulas de retenção e alarme. Bem como válvula de alívio na coluna principal de alimentação acima da válvula de retenção e alarme. (elemento termosensível) corpo obturador 12 3.2 SISTEMAS DE AÇÃO PRÉVIA E SISTEMAS DE DILÚVIO 3.2.1 Sistemas de ação prévia O sistema de ação prévia consiste em uma rede de tubulação seca contendo ar que pode estar ou não sob pressão, na qual são instalados chuveiros automáticos nos ramais. Ao sistema de chuveiros é acrescido um sistema de detecção de incêndio na mesma área protegida de operação. A atuação do sistema de detecção faz com que a válvula seja aberta automaticamente. Uma vez aberta ela permite a entrada de água na rede, que descarregará nos chuveiros ativados pelo fogo. A ação prévia do sistema de detecção faz soar automaticamente um alarme de incêndio, antes da abertura de qualquer chuveiro automático. 3.2.2 Sistemas de dilúvio Consiste em uma tubulação seca em que são instalados chuveiros abertos (não possuem elementos termosensíveis e não possuem qualquer tipo de obstrução) em seus ramais. Um sistema de detecção de incêndio é instalado na área de proteção interligado a uma válvula de dilúvio instalada na entrada da rede de tubulação. Esta válvula abre quando ocorre a atuação de qualquer detector, motivado pelo princípio de incêndio ou mesmo pela ação manual de um controle remoto. Após a abertura da válvula de dilúvio, a água entra na rede e é descarregada pelos chuveiros e simultaneamente é acionado um alarme de incêndio. 3.3 SISTEMAS DE CHUVEIROS PARA PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIOS EXTERNOS Sistemas de proteção contra incêndios externos podem ser usados em edificações que tenham ou não seu interior protegido por um sistema de chuveiros automáticos. Esses sistemas devem ter abastecimento similar ao utilizado em chuveiros automáticos internos. Cada sistema de chuveiros externos deve ter uma válvula de controle independente. 13 3.4 SISTEMAS PARA CÂMARAS FRIGORÍFICAS E OUTROS AMBIENTES REFRIGERADOS Devem ser utilizados em ambientes cuja temperatura seja inferior a 0°C para evitar a formação de gelo dentro da tubulação. 4. TIPOS DE REDES DE ALIMENTAÇÃO As redes hidráulicas de alimentação dos chuveiros automáticos podem ser abertas ou fechadas. 4.1 REDES ABERTAS Na rede aberta a água circula nos ramais e sub-ramais somente num sentido. A forma como as tubulações são distribuídas no ambiente vai depender dos condicionantes arquitetônicos e estruturais. É a forma da rede de distribuição mais usada porque é a mais conhecida e fácil de ser dimensionada (Figura 4.1). Figura 4.1: Tipos de redes abertas. 14 4.2 REDES FECHADAS Na rede de alimentação fechada, os ramais estão ligados entre si de tal forma que podem ser alimentados com água pelas suas extremidades, reduzindo a queda de pressão e os diâmetros. As redes fechadas podem ter duas configurações (Figura 4.2). Rede fechada em anel Na rede fechada em anel os ramais estão conectados entre si, formando um anel, permitindo a alimentação de água pelos dois lados. Rede fechada em grelha Na rede fechada em grelha, os sub-ramais estão conectados aos ramais pelas suas extremidades formando um reticulado, criando múltiplos caminhos de escoamento da água, ocasionando menores perdas de pressão e diâmetros e uma melhor distribuição do abastecimento de água. Um chuveiro automático em operação deve receber água pelas duas extremidades do sub-ramal. Figura 4.2: Rede fechada em anel (A) e em grelha (B) 15 5. OPERAÇÃO Por ocasião de um foco de incêndio, o calor do fogo sobe até onde se encontram os chuveiros automáticos. Quando o ar aquecido atinge a temperatura de acionamento dos chuveiros, o elemento termosensível se rompe soltando o obturador que é removido com a pressão da água, que incide sobre o defletor, ocasionando uma aspersão com um determinado raio de ação sobre o local onde irrompeu o fogo. Assim que a água começa a sair do chuveiro, ocorre a queda da pressão hidráulica na rede de tubulações, ocasionando o acionamento automático de um dispositivo (válvula de fluxo ou pressostato) que colocará em funcionamento uma das bombas de incêndio alimentando a rede com água e simultaneamente acionando o alarme de incêndio. Caso um chuveiro automático não seja suficiente para dominar o foco de incêndio, a coluna de ar quente proveniente do fogo se espalha horizontalmente junto ao teto, atingindo o chuveiro automático mais próximo, acionando-o também, e assim sucessivamente até que toda a área atingida pelo calor e pelo fogo esteja sob aspersão de água. 6. FORMAS DE ORIENTAÇÃO Os chuveiros automáticos podem ser instalados em várias posições e para cada uma delas há um formato de defletor e um formato característico da aspersão da água (Figura 6.1). Chuveiro automático pendente: projetado para ser instalado em uma posição na qual o jato é dirigido para baixo para atingir o defletor. Chuveiro automático em pé: projetado para ser instalado em uma posição em que o jato de água é dirigido para cima para atingir o defletor. 16 Chuveiro automático lateral ou de parede: foi projetado com defletor especial para descarregar a maior parte da água para frente e para os lados em forma de um quarto de esfera, e uma parte mínima para trás, contra a parede. Chuveiro pendente Chuveiro em pé Chuveiro lateral Figura 6.1: Formas de orientação dos chuveiros automáticos 7. TIPOS DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS Os principais tipos de chuveiros automáticos, classificados de acordo com sua forma de operação, são os apresentados a seguir. Chuveiro automático “padrão” (spray sprinkler) Tem toda a sua descarga de água projetada para baixo, de forma esférica, abaixo do plano do defletor, dirigido totalmente sobre o foco do incêndio. É o chuveiro automático de maior utilização, pois pode ser utilizado em todas as classes de risco, todos os tipos de edificações e nos sistemas de tubo molhado e de ação prévia. Chuveiro automático de “cobertura estendida” (CE) (extended coverage sprinkler) É também chamado de amplo alcance, tem a capacidade de proteção sobre uma área maior que os demais devido ao formato de seu defletor, comparando-o com o chuveiro padrão, ela é mais de 70% maior. São indicados para controlar ou 17 extinguir incêndios de graus de risco específicos ou quando se quer diminuir o número de chuveiros automáticos. Chuveiro automático de “gotas grandes” (GG) (large drop sprinkler) É capaz de produzir gotas grandes, ou seja, com uma grande densidade de aplicação de água. As gotas grandes têm a função de reduzir a evaporação de água em contato com o calor, fazendo com que uma boa quantidade de líquido atinja o material em chamas. Chuveiro automático de “orifício extragrande” (ELO) (extra-large orifice) É capaz de produzir uma grande densidade de aplicação de água sobre o fogo com uma necessidade de pressões muito baixas. São indicados para controlar ou extinguir focos de incêndios de altos riscos específicos que exigem uma grande aplicação de água com baixa pressão, podendo até eliminar a necessidade de bombas e seusacessórios, redução do diâmetro e o aumento dos espaçamentos entre sub-ramais. Chuveiro automático de “resposta rápida” Tem um tempo de resposta térmica extremamente rápida, podendo ser de cinco a seis vezes mais rápido do que o chuveiro automático de resposta normal. Chuveiro automático de resposta e supressão rápidas (ESFR) (early suppression and fast response) Possui um orifício extra-grande que permite a aplicação de uma grande densidade de água na base no incêndio quando ainda se encontra na fase inicial. Este tipo de chuveiro automático é o único projetado para “apagar” ou “suprimir” o fogo na sua origem. 18 8. TEMPERATURAS DE ACIONAMENTO Os chuveiros automáticos são fabricados em graus nominais de temperatura para os seus acionamentos, variando de 57°C a 343°C, determinados pelas temperaturas máximas permitidas nos ambientes. A temperatura determinada para o acionamento deve ser próxima à temperatura máxima permitida para o ambiente, com uma margem de segurança de no mínimo 20°C acima. Esses limites máximos são importantes para a segurança de cada ambiente, de acordo com a estimativa de sua temperatura interna a partir do tipo de ocupação, para evitar que os chuveiros automáticos sejam acionados acidentalmente em um dia de calor, ou que não entrem em ação quando se fizerem necessários. Tabela 8.1: Limites de temperatura, classificação e código de cores dos chuveiros automáticos (NBR 10897/2014) 9. CLASSIFICAÇÃO DOS RISCOS DE OCUPAÇÃO 9.1 RISCO LEVE Compreendem as ocupações ou parte das ocupações onde a quantidade ou a combustibilidade do conteúdo (carga incêndio é baixa), tendendo a moderada, e 19 onde é esperada taxa de liberação de calor baixa a média. Como exemplos de ocupações com risco leve tem-se: igrejas, clubes, escolas públicas e privadas (ensino fundamental, médio e superior), hospitais com ambulatórios, cirurgia e centros de saúde, hotéis, bibliotecas e salas de leitura (exceto salas com prateleiras altas), museus, asilos e casas de repouso, edifícios de escritórios incluindo processamento de dados, áreas de refeição em restaurantes (exceto áreas de serviço), teatros e auditórios (exceto palcos e proscênios), prédios de administração pública. 9.2 RISCO ORDINÁRIO 9.2.1 Grupo I Compreendem as ocupações ou parte de ocupações onde a combustibilidade do conteúdo é baixa e a quantidade de materiais combustíveis é moderada. A altura de armazenagem não deve exceder 2,40 m e são esperados incêndios com moderada taxa de liberação de calor. Como exemplos de ocupações têm-se: estacionamentos de veículos e showrooms, padarias, fabricação de bebidas (refrigerantes e sucos), fábricas de conservas, processamento e fabricação de produtos lácteos, fábricas de produtos eletrônicos, fabricação de vidros e produtos de vidro, lavanderias, áreas de serviço de restaurantes. 9.2.2 Grupo II Compreendem as ocupações ou parte de ocupações onde a quantidade e a combustibilidade do conteúdo são moderadas a alta. A altura de armazenagem não deve exceder 3,70 m e são esperados incêndios com alta taxa de liberação de calor. Como exemplos de ocupações têm-se: moinhos de grãos, fábricas de produtos químicos (comuns), confeitarias, destilarias, instalações para lavagem a seco, fábricas de ração animal, estábulos, fabricação de produtos de couro, bibliotecas (áreas de prateleiras altas), áreas de usinagem, indústria metalúrgica, lojas, fábricas de papel e celulose, processamento de papel, píeres e embarcadouros, correios, gráficas, oficinas mecânicas, áreas de aplicação de resinas, palcos, indústrias têxteis, fabricação de 20 pneus, fabricação de produtos de tabaco, processamento de madeira, montagem de produtos de madeira. 9.3 RISCO EXTRA OU EXTRAORDINÁRIO 9.3.1 Grupo I Compreendem as ocupações ou parte de ocupações onde a quantidade e a combustibilidade do conteúdo são muito altas, podendo haver a presença de pós e outros materiais que provocam incêndios de rápido desenvolvimento, produzindo alta taxa de liberação de calor. Neste grupo as ocupações não devem possuir líquidos combustíveis e inflamáveis. Como exemplos de ocupações têm-se: hangares; áreas de uso de fluídos hidráulicos combustíveis; fundições; extrusão de metais; fabricação de compensados e aglomerados; gráficas (que utilizem tintas com ponto de fulgor menor que 38°C); recuperação, formulação, secagem, moagem e vulcanização de borracha; serrarias; processos da indústria têxtil (escolha da matéria-prima, abertura de fardos, elaboração de misturas, batedores, cardagem, etc.); estofamento de móveis com espumas plásticas. 9.3.2 Grupo II Compreendem as ocupações com moderada ou substancial quantidade de líquidos combustíveis ou inflamáveis. Como exemplos de ocupações têm-se: saturação com asfalto, aplicação de líquidos inflamáveis por spray, pintura por flow coating, manufatura de casas pré-fabricadas para construção (quando a estrutura final estiver presente e tiver interiores combustíveis); tratamento térmico em tanques de óleo abertos, processamento de plásticos, limpeza com solventes, pintura e envernizamento por imersão. 21 10. CRITÉRIOS DE PROJETO 10.1 ÁREAS MÁXIMAS DE PROTEÇÃO DE UM SISTEMA DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS Um sistema de chuveiros automáticos é controlado por uma válvula de controle automático (válvula de governo e alarme - VGA) que atende uma área de proteção, cujo tamanho é de acordo com a classe de risco da edificação. A área máxima que pode ser protegida por um sistema de chuveiros automáticos, controlado por uma válvula de controle ou governo automática é dada na Tabela 10.1. Tabela 10.1: Área máxima a ser protegida por um sistema de chuveiros automáticos. NBR 10897 (ABNT, 2014. Em edificações em que um único sistema for utilizado para proteger uma área com riscos diferentes, simultaneamente, as áreas respectivas não podem exceder os limites preconizados para cada uma delas. Se um sistema deve proteger uma área de risco extraordinário e uma de risco leve ou ordinário, a área de risco extraordinário não deve exceder a sua área máxima, especificada de acordo com a forma de cálculo, e a área total de cobertura do sistema não deve exceder 4800 m². Neste caso, cada área de risco necessita ter uma chave de fluxo secundaria, ficando sob o controle da respectiva válvula de controle. 22 Ressalta-se que o sistema de chuveiros automáticos é uma importante proteção contra o foco de fogo. Por isso, o dimensionamento da instalação é feito considerando que somente um número determinado de chuveiros, no máximo 20, de um dos sistemas que fazem a proteção da edificação entre em operação. 10.2 FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESPOSTA DO CHUVEIRO A altura e a forma do teto influenciam o tempo de resposta do chuveiro para o início do combate ao incêndio. Com relação à altura do teto, os gases quentes, por convecção, sobem na forma de uma nuvem até o teto e ativam o chuveiro. Dessa forma, para tetos mais altos, a camada será mais espessa no momento de operação do chuveiro, devido ao resfriamento dos gases em seu trajeto. Com relação à forma do teto, tem-se que: qualquer obstrução no teto representa uma barreira para a camada de gases quentes subir; tetos com vigas ou nervuras tendem a canalizar os gases quentes entre as vigas, e somente os chuveiros entre ou junto a essas vigas são prováveis de entrar em operação, pelo menos inicialmente; os telhados inclinados atuam como poços invertidos, nos quais os gases quentes sobem e podem impedir que os chuveiros operem na base do telhado. 10.3 DISTRIBUIÇÃO DOS CHUVEIROS A distribuição dos chuveiros é uma etapa importante no desenvolvimento do projeto, uma vez que a atuação de um chuveiro pode retardar a abertura de outro que está sobre o foco do incêndio, devido a uma distânciainadequada. A Norma estabelece que a distância máxima permitida entre chuveiros automáticos deve ser baseada na 23 distância entre chuveiros automáticos no mesmo ramal ou em ramais adjacentes. A distância máxima deve ser medida ao longo da inclinação do telhado. A distribuição dos chuveiros vai depender da classe de risco de ocupação da edificação, do tipo de material do teto, do tipo de chuveiro automático, das obstruções no teto e do tipo de cálculo. 10.3.1 Chuveiros automáticos pendentes ou em pé Os chuveiros automáticos posicionados no teto ou na cobertura do telhado são os pendentes ou em pé. 10.3.1.1. Área máxima de cobertura Figura 10.1: Espaçamento dos chuveiros automáticos ao longo e entre ramais e afastamento das paredes ou obstruções (baseado em BRENTANO, 2007) A área de cobertura de chuveiros automáticos pendentes ou em pé deve ser calculada pela expressão (Figura 10.1): AC=a ∙ b (Eq. 10.1) 24 Onde: Ac= área de cobertura do chuveiro automático, m²; a = espaçamento entre os chuveiros automáticos no ramal, m; b = espaçamento entre ramais, m. O afastamento da parede ou de uma obstrução do último chuveiro automático de um ramal deve ser no máximo, igual à metade do espaçamento entre chuveiros automáticos ao longo do ramal, ou metade do espaçamento entre os ramais, nas suas respectivas direções. 10.3.1.2. Espaçamentos máximos e mínimos entre chuveiros automáticos O espaçamento entre chuveiros automáticos pendentes ou em pé vai depender da classe de risco de ocupação da edificação, do tipo do material do teto, do tipo de chuveiro automático e das obstruções do teto. O espaçamento mínimo entre os chuveiros automáticos deve ser rigorosamente observado, para evitar que durante a operação de um chuveiro automático, a água atinja o chuveiro adjacente, resfriando-o e retardando ou impedindo sua entrada em operação. Na Tabela 10.2 é apresentada a área máxima de cobertura para cada tipo de chuveiro e na Tabela 10.3 são apresentados os espaçamentos máximos. 25 Tabela 10.2: Área máxima de cobertura por chuveiro automático e distância máxima entre chuveiros automáticos. NBR 10897 (ABNT, 2014). 26 Tabela 10.3: Áreas de cobertura máxima por chuveiro automático e distância máxima entre chuveiros automáticos (chuveiros automáticos em pé e pendentes de cobertura estendida). NBR 10897 (ABNT, 2014). 10.3.1.3. Afastamentos máximos e mínimos do teto O afastamento do chuveiro automático do teto assume importância porque é junto dele que se forma a camada de calor que é responsável pelo seu acionamento. Quanto mais próximo do teto estiver o chuveiro automático, mais rapidamente ele entrará em operação. A posição final do chuveiro abaixo do teto depende das características do teto (material, forma e obstruções) e do tipo de chuveiro automático. 27 Os sub-ramais com chuveiros automáticos em tetos inclinados precisam ser instalados perpendicular ou paralelamente à cumeeira em toda a sua extensão. Os sub-ramais instalados ao longo dos tetos ou telhados inclinados, os defletores dos chuveiros automáticos comuns devem ser posicionados paralelamente à inclinação dos tetos ou telhados, conforme ilustrado na Figura 10.2. As mesmas considerações valem para chuveiros instalados embaixo de escadas. Figura 10.2: Chuveiros automáticos em tetos inclinados com sub-ramais perpendiculares à cumeeira e paralelos à inclinação do telhado. 10.3.1.4. Afastamentos mínimos de obstruções Os chuveiros automáticos devem ser sempre posicionados de tal modo que seja reduzida a interferência de obstruções como vigas, luminárias, dutos de ar- condicionado, divisórias etc. à descarga livre e direta da água sobre o fogo. As obstruções podem modificar a configuração da descarga de água e reduzir consideravelmente a área de cobertura dos chuveiros automáticos, podendo deixar, 28 com isso áreas a descoberto. Sempre devem ser encontradas soluções. Se for necessário devem ser acrescentados mais chuveiros, para que se tenha a densidade e cobertura de água adequada à proteção pretendida. O raio de ação do chuveiro automático varia de acordo com o afastamento vertical da obstrução ao defletor, com o tipo de chuveiro e com a pressão da água. O afastamento vertical mínimo do chuveiro automático das obstruções deve ser projetado para que elas não interfiram no guarda-chuva de descarga de água, conforme ilustrado na Figura 10.3. O afastamento vertical mínimo do defletor do chuveiro automático do tipo Padrão ou de cobertura estendida de qualquer obstrução deve ser de 45 cm. Para certos tipos de chuveiros automáticos, como o de gotas grandes e de extinção precoce e resposta rápida, os cuidados com as obstruções devem ser redobrados, pois não se deve permitir a interferência na área de aspersão de água. Figura 10.3: Distribuição da descarga de água de um chuveiro automático do tipo padrão. 29 O afastamento lateral mínimo de obstruções localizadas no teto deve ser determinado a partir do afastamento vertical do defletor da face inferior da obstrução, para qualquer classe de risco (Figura 10.4). Figura 10.4: Afastamento dos defletores de chuveiros automáticos de obstruções laterais contínuas no teto. 30 Figura 10.5: Opções de configuração de chuveiros juntos ao teto 10.3.2 Chuveiros automáticos laterais Os chuveiros automáticos laterais devem ser instalados ao longo da parede, logo abaixo do teto liso. Os chuveiros automáticos laterais podem ser utilizados somente em edificações com ocupação de risco leve, cujos tetos sejam planos e lisos. 10.3.2.1. Área de cobertura dos chuveiros automáticos laterais A área de cobertura dos chuveiros automáticos laterais é calculada de forma semelhante aos de teto, apenas que a dimensão transversal ao sub-ramal é medida até a parede frontal oposta, quando o ambiente tem somente um sub-ramal numa das paredes ou, então, até o meio do ambiente quando têm dois sub-ramais localizados em paredes opostas. 31 A área máxima de cobertura dos chuveiros automáticos laterais é apresentada na Tabela 10.4. Tabela 10.4: Áreas de cobertura máxima por chuveiro automático e distância máxima entre chuveiros automáticos (chuveiros automáticos laterais de cobertura padrão). NBR 10897 (ABNT, 2014). Os espaçamentos entre chuveiros automáticos laterais devem ser medidos ao longo do ramal, acompanhando sua inclinação (se houver). Esses podem ser instalados ao longo de uma única parede do ambiente, desde que atendam aos valores máximos de espaçamentos recomendados, tanto laterais. Quando a largura do ambiente for maior que o alcance da cobertura dos chuveiros automáticos laterais, deve ser instalado um novo sub-ramal de chuveiros automáticos na parede oposta, observando-se os espaçamentos máximos recomendados, desde que nenhum chuveiro automático lateral esteja localizado dentro da área máxima de cobertura de outro. O defletor dos chuveiros laterais deve ser posicionado em relação à parede de forma que a sensibilidade do acionador térmico não seja afetada e que as obstruções não interfiram na descarga de água. Os defletores devem ser alinhados paralelamente a tetos ou telhados. Devem ser observados os afastamentos mínimos de obstruções para que seja garantida a cobertura adequada do risco a proteger. 32 10.4 FATOR K DE DESCARGA O fator K de descarga é determinado pela equação 10.2. K= Q √P (Eq. 10.2) Onde: Q= vazão; P = pressão; Os valores de fator K relativos à descarga do chuveiro em função do seu diâmetro de orifício devem obedecer a Tabela 10.5. Tabela 10.5: Identificação das características de descarga dos chuveiros. NBR 10897 (ABNT, 20 14). 33 11. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE CHUVEIROS AUTOMÁTICOS O sistema dechuveiros automáticos pode ser dimensionado por cálculo hidráulico ou por meio de tabelas. O método de cálculo hidráulico deve ser utilizado para todos os sistemas novos. O método por tabela só pode ser utilizado em novas instalações com área máxima de 465 m² ou em ampliações ou modificações de sistemas existentes calculados por tabela. 11.1 DIMENSIONAMENTO POR TABELA Os sistemas dimensionados por tabelas são aqueles em que os diâmetros nominais das tubulações são estabelecidos com base em tabelas definidas por Norma, em função de cada classe do risco de ocupação. O método de cálculo por tabela só pode ser utilizado em novas instalações com área máxima de 465 m², ou em ampliações ou modificações de sistemas existentes calculados por Tabela. Excepcionalmente, o método de cálculo por Tabela pode ser utilizado em sistemas com área superior a 465 m², quando a vazão exigida pela Tabela 11.1 estiver disponível no chuveiro automático mais elevado, a uma pressão residual mínima de 340 kPa. Tabela 11.1: Demanda de água para sistemas calculados por Tabela. NBR 10897 (ABNT, 20 14). Para o dimensionamento do sistema utilizando-se a NBR 10897 (2014) devem ser atendidas as recomendações das Tabelas 11.2 e 11.3 para ocupações de risco leve e 34 ordinário, respectivamente. Para outras situações, devem ser consultadas as tabelas da NBR 10897 (2014). Tabela 11.2: Dimensionamento para riscos leves. NBR 10897 (ABNT, 2014). Tabela 11.3: Dimensionamento para riscos ordinários. NBR 10897 (ABNT, 2014). Os passos sequenciais para dimensionamento por tabela são apresentados a seguir. 1. Definir a classe de risco de ocupação da edificação. 2. Determinação da área máxima de cobertura por chuveiros. 3. Determinação da distância máxima entre ramais e entre chuveiros nos ramais. 35 4. Determinação da área do pavimento (importante para definir o layout do sistema). 5. Determinação do espaçamento entre os chuveiros e entre os ramais (item 10.3). 6. Determinação da área de cobertura do chuveiro (item 10.3). 7. Determinação da quantidade máxima de chuveiros na canalização (item 10.3). 8. Determinação do layout do sistema. 9. Determinação da vazão (Tabela 11.1). 10. Determinação da pressão. 11. Determinação da capacidade da bomba (de posse dos valores finais de pressão e vazão nominais pode-se estabelecer a capacidade e o tipo de bomba para o sistema). 12. Determinação da capacidade do reservatório (através da vazão final pode-se determinar a capacidade do reservatório que é destinado à reserva). 11.2 DIMENSIONAMENTO POR CÁLCULO HIDRÁULICO Consiste na determinação dos diâmetros nominais da tubulação por meio de cálculo de perda de carga de modo a garantir uma densidade preestabelecida e distribuída, com certa uniformidade, sobre uma área de aplicação de chuveiros que opera simultaneamente e de maneira a atender às características de pressão e de vazão. Para o dimensionamento por cálculo hidráulico com o emprego da NBR 10897 (2014) são necessárias as seguintes informações: área de aplicação, em m²; densidade, em mm/min; área máxima coberta por chuveiros, em m²; demanda adicional para hidrantes; dados sobre os abastecimentos de água. 36 Tabela 11.4: Demanda de hidrantes e duração do abastecimento de água para sistemas projetados por cálculo hidráulico. NBR 10897 (ABNT, 2014). 11.2.1 Curvas de densidade/área A demanda de água dos chuveiros automáticos pode ser calculada utilizando-se as curvas de densidade/área da Figura 11.1, quando for usado o método densidade/área ou o método de cálculo baseado no recinto. Figura 11.1: Curvas de densidade /área. NBR 10897 (ABNT, 2014). Passos sequenciais para dimensionamento por cálculo hidráulico. 1. Definir a classe de risco de ocupação da edificação. 37 2. Determinação da área máxima de cobertura por chuveiro (em função do risco de ocupação). 3. Determinação da distância máxima entre ramais e entre chuveiros nos ramais. 4. Determinação da área do pavimento. 5. Determinação do espaçamento entre chuveiros e entre os ramais. 6. Determinação da área de cobertura por chuveiro (Figura 10.1). 7. Determinação da área de operação. 8. Determinação da densidade: corresponde a uma descarga pré-estabelecida por m² na área de aplicação em função da classe de risco de ocupação. É obtida a partir do rebatimento da área de aplicação pela classe de risco de ocupação na Figura 11.1. 9. Determinação do número de chuveiros na área de operação. N= A AS (Eq. 11.1) Onde: N= número de chuveiros da área de aplicação; A= área de aplicação; AS= área de cobertura do chuveiro. 10. Determinação do lado maior da área de operação. 11. A determinação da dimensão do lado maior do retângulo, que seja paralelo aos ramais deve ser igual a 1,2 vezes a raiz quadrada da área de aplicação. 12. Determinação do número de chuveiros do lado maior da área de operação. 13. Cálculo da vazão e da pressão A vazão mínima requerida é determinada para o chuveiro mais desfavorável multiplicando-se o valor da densidade pela área de cobertura do chuveiro. Conhecendo-se o valor da vazão, calcula-se o valor da pressão neste mesmo 38 chuveiro por meio da equação a seguir. A mínima pressão de operação de qualquer chuveiro deve ser 48 kPa, enquanto a máxima pressão de operação sistema é 1200 kPa. P= ( 10Q K ) 2 (Eq. 11.2) Onde: P= pressão requerida [kPa]; Q= vazão requerida no chuveiro [L/min]; K= coeficiente de descarga do chuveiro. Em seguida, deve ser calculada a perda de carga no trecho de tubulação entre o chuveiro mais desfavorável e o segundo mais desfavorável por meio da equação de Hazen-Williams: J=605∙ Q 1,85 C 1,84 ∙D 4,87 ∙10 5 (Eq. 11.3) Onde: J= perda de carga por atrito [kPa]; Q= vazão [L/min]; C= fator de Hazen-Williams; D= diâmetro interno do tubo [mm]. Deve ser feito o cálculo da vazão e da pressão no segundo chuveiro mais desfavorável, no terceiro chuveiro mais desfavorável, e assim por diante, até se calcular todos os chuveiros da área de operação. 39 14. Determinação da capacidade da bomba De posse dos valores finais de pressão e vazão nominais, pode-se estabelecer a capacidade e o tipo de bomba para o sistema, sendo que a bomba deve apresentar características especificas como a pressão máxima, sem vazão, de 40% acima da pressão nominal e pressão mínima de 65% da pressão nominal quando a vazão for igual a 150% da vazão nominal. 15. Determinação da capacidade do reservatório Através da vazão final é possível determinar a capacidade do reservatório que é destinado a reserva técnica de incêndio, por meio da multiplicação do valor de vazão pelo intervalo de tempo mínimo de funcionamento do sistema. 12. EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO A seguir é apresentado um exemplo de dimensionamento de um sistema de chuveiros automáticos por cálculo hidráulico (método densidade/área) para um edifício de escritórios. Figura 12.1: Exemplo de dimensionamento do sistema de chuveiros automáticos pelo método densidade/área. 40 Tratando-se de um edifício de escritórios, o risco de ocupação da edificação pode ser considerado leve. Para o risco envolvido, tem-se que a opção economicamente mais viável é a que apresenta a menor densidade de água, ou seja, d = 4,1mm/min (Figura 11.1), que corresponde a uma área de operação de 139 m2. O chuveiro mais desfavorável hidraulicamente, por sua vez, é o que se encontra mais distante da VGA, ou seja, o no 1. O chuveiro 1, assim como a sua área de cobertura, estão destacados na Figura 12.1. A quantidade de chuveiros na área de operação é dada por: N = A AC = 139 17,94 =7,75 chuveiros; ∴ N=8 chuveiros (Eq. 12.1) A área de operação deve, então, ser recalculada: A = N ∙ AC = 8 x 17,94 ∴ A = 143,52 m2 (Eq. 12.2)A quantidade de chuveiros por ramal será: 1,2∙√A a = 1,2∙√143,52 4,60 = 3,12 ≈ 3 chuveiros por ramal (Eq. 12.3) Calcula-se, então, a vazão no chuveiro 1: Q1 = AS ∙ d = 17,94 ∙ 4,1 ∴ Q1 = 73,55 L min⁄ (Eq. 12.4) A pressão neste chuveiro também pode ser calculada, considerando o fator nominal K do chuveiro, ligado ao diâmetro nominal na rosca. Neste caso, considerou-se um diâmetro DN15 (1/2), com K = 80 L/min/bar1/2 (Tabela 10.5). Assim, a pressão será: P1 = ( Q1 K ) 2 = ( 73,55 80 ) 2 ∴P1 = 84,53 kPa (Eq. 12.5) 41 Para o cálculo da vazão no chuveiro 2, é preciso antes determinar perda de carga hidráulica entre os chuveiros 1 e 2 (trecho 1-2), que está relacionada com a perda de carga unitária e a distância entre os chuveiros (D=25mm; L=4,60m): J1-2 = 605 x Q1-2 1,85 C 1,84 ∙D1-2 4,87 x 105 = 605 x 73,55 1,85 120 1,84 ∙25 4,87 x 105 ∴J1-2 = 3,81 kPa m⁄ (Eq. 12.6) obs: Q1-2= vazão no trecho 1-2. No caso, Q1-2=Q1 A diferença de pressão entre os dois chuveiros será, então: ΔP1-2 = L1-2 ∙ J1-2 = 4,60 x 3,81 ∴ ΔP1-2 = 17,51 kPa (Eq. 12.7) Com isso, é possível determinar a vazão e a pressão no chuveiro 2: P2 = P1 + ∆P1-2 = 76,68 + 17,51 ∴ P2 = 102,04 kPa (Eq. 12.8) Q2 = K 10 ∙√P2 = 80 10 ∙√102,04 ∴ Q2 = 80,81 L min⁄ (Eq. 12.9) Para o chuveiro 3, tem-se: Q2-3 = Q1-2+ Q2 = 73,55+80,81 ∴ Q2-3 = 154,37 L min⁄ (Eq. 12.10) J2-3= 605∙ Q2-3 1,85 C 1,84 ∙D2-3 4,87 ∙10 5 = 605∙ 154,37 1,85 120 1,84 ∙25 4,87 ∙10 5 ∴ J2-3=15,00 kPa m⁄ (Eq. 12.11) ΔP2-3 = L2-3 ∙ J2-3 = 4,60 x 15,00 ∴ ΔP2-3 = 69,01 kPa (Eq. 12.12) Q2 * Q2 =√ P1 P2 (Eq. 12.13) P3 = P2+∆P2-3 = 102,04+69,01 ∴ P3 = 171,05 kPa Q3 = K 10 ∙√P3 = 80 10 x √171,05 ∴ Q3 = 104,63 L min⁄ 42 É necessário também determinar a vazão e a diferença de pressão no trecho entre o chuveiro 3 e o ponto A (note que o diâmetro nesse trecho é maior: D=32 mm e a distância, menor: L=2,30 m): Q3-A = Q2-3 + Q3 = 154,37+ 104,63 ∴ Q3-A = 259,00 L min⁄ J3-A = 605 ∙ Q3-A 1,85 C 1,84 ∙D3-A 4,87 ∙10 5 = 605 x 259,00 1,85 120 1,84 x 32 4,87 x 10 5 ∴ J3-A = 11,74 kPa m⁄ ΔP3-A = L3-A ∙ J3-A = 2,30 x 11,74 ∴ ΔP3-A = 27,01 kPa Como o exemplo em questão apresenta uma distribuição uniforme dos chuveiros nos sub-ramais, tem-se que os chuveiros (1, 4 e 7); (2, 5 e 8) e (3, 6 e 9) são equivalentes entre si, ou seja, apresentam os mesmos valores de vazão e pressão respectivamente. A Tabela 12.1 apresenta o resumo destes resultados. Tabela 12.1: Resumo dos resultados do dimensionamento dos ramais do sistema A seguir, deve-se dimensionar o ramal (ou subgeral) do sistema. Para isso, é necessário determinar e compatibilizar as vazões e pressões nos pontos (A, B e C). A 43 compatibilização é necessária nos pontos em que chegam mais de um ramo do sistema (ramal ou sub-ramal, por exemplo), de forma que: Onde: P1 = maior pressão que chega no ponto em questão [kPa]; P2 = menor pressão que chega ponto em questão [kPa]; Q2 = vazão correspondente à pressão P2 [L/min]; Q2* = vazão compatibilizada [L/min]. Tem-se, então, que no ponto A: PA = P3 + ∆P3-A = 171,05 + 27,01 ∴PA = 198,06 kPa QA = Q3-A = 259,00 L min⁄ E, no trecho A-B (D = 50mm; L = 3,90m): QA-B = QA = 259,00 L min⁄ JA-B = 605∙ QA-B 1,85 C 1,84 ∙D𝐴-B 4,87 ∙10 5 = 605∙ 259,00 1,85 120 1,84 ∙50 4,87 ∙10 5 ∴ JA-B = 1,34 kPa m⁄ ΔPA-B = LA-B ∙ JA-B = 3,90 ∙ 1,34 ∴ ΔPA-B = 5,21 kPa O ponto B recebe as vazões provenientes dos trechos A-B e 6-B, de modo que a compatibilização se faz necessária. 44 Q2 * Q2 =√ P1 P2 → Q2 * 259,00 =√ 203,27 131,64 ∴ Q2 * = 321,84 L min⁄ QB = Q1+Q2 * = 259,00 + 321,84 ∴ QB = 580,84 L min⁄ PB = máxima pressão que chega em B = P 1 ∴ PB = 203,27 kPa No trecho B-C, tem-se (D=65mm; L=3,90): QB-C = QB = 580,84 L min⁄ JB-C = 605∙ QB-C 1,85 C 1,84 ∙DB-C 4,87 ∙10 5 = 605 x 580,84 1,85 120 1,84 x 65 4,87 x 105 ∴ JB-C = 1,66 kPa m⁄ ΔPB-C = LB-C ∙ JB-C = 3,90 x 1,66 ∴ ΔPB-C= 6,32 kPa Determina-se, então, a vazão e a pressão no ponto C, que também devem ser compatibilizadas. Q2 * Q2 =√ P1 P2 → Q2 * 259,00 =√ 209,74 131,64 ∴Q2 * = 326,92 L min⁄ QC=Q1+Q2 * = 580,84+326,81 ∴QC = 907,76 L min⁄ PC=máxima pressão que chega em C = P 1 ∴PC = 209,74 kPa Finalmente, é possível dimensionar o trecho entre o ponto C e a VGA (D = 65mm; L=15,75 m): QC-VGA = QC = 907,76 L min⁄ 45 JC-VGA = 605∙ QC-VGA 1,85 C 1,84 ∙DC-VGA 4,87 ∙10 5 = 605∙ 907,76 1,85 120 1,84 ∙65 4,87 ∙10 5 ∴ JC-VGA =3,79 kPa m⁄ ΔPC-VGA = LC-VGA ∙ JC-VGA = 15,75 x 3,79 ∴ ΔPC-VGA = 59,69 kPa PVGA = PC+∆PC-VGA = 209,74 +59,69 ∴ PVGA = 269,43 kPa Portanto: QSISTEMA = 907,76 L min⁄ PVGA = 269,43 L min⁄ ≪ 1200 kPa OK! VRESERVATÓRIO=QSISTEMA ∙ 30 min = 907,76 ∙ 30 ∴ VRESERVATÓRIO= 27,3 L A Tabela 12.2 apresenta o resumo destes resultados. Tabela 12.2: Resumo dos resultados do dimensionamento do sistema Como a pressão na VGA ainda é muito menor do que a pressão máxima admitida, é possível realizar uma segunda tentativa de dimensionamento, buscando diminuir o diâmetro da tubulação em alguns trechos. Na Tabela 12.3 é apresentado um resumo da segunda tentativa. 46 Tabela 12.3: Resumo dos resultados do dimensionamento do sistema Em resumo: QSISTEMA = 1015,04 L min⁄ PVGA = 582,93 L min⁄ < 1200 kPa OK! VRESERVATÓRIO = QSISTEMA x 30 min = 1015,04 x 30 ∴ VRESERVATÓRIO= 30,5 m3 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10897: Sistemas de proteção contra incêndio por chuveiros automáticos – Requisitos. Rio de Janeiro, 2014. BRENTANO, T. A proteção contra incêndios no projeto de edificações. 1ed. Porto Alegre: TEdições, 2007. GONÇALVES, O.M.; FEITOSA, E.P. Sistemas de chuveiros automáticos (Texto técnico da Escola Politécnica da USP). São Paulo: EPUSP, 1998. SEITO, A.I. (coord.). A segurança contra incêndio no Brasil. São Paulo: Projeto Editora, 2008.