R EDET EMÁTICA EME NGENHARIA DE

(1)

REDEMAT

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T

EMÁTICA EM

E

NGENHARIA DE

M

ATERIAIS

UFOP – CETEC – UEMG

Dissertação de Mestrado

"Reação ao fogo dos materiais – Uma avaliação dos

métodos de projeto de saídas de emergência em

edificações não industriais"

Autor: Walter Pavão de Souza

Orientador: Prof. Dr. Antonio Maria Claret Gouveia

(2)

REDEMAT

R

EDE

T

EMÁTICA EM

E

NGENHARIA DE

M

ATERIAIS

UFOP – CETEC – UEMG

Walter Pavão de Souza

Reação ao fogo dos materiais – Uma avaliação dos métodos de projeto de saídas de emergência em edificações de uso não industrial

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais da REDEMAT, como parte integrante dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Materiais.

Área de Concentração: Análise e Seleção de Materiais

Orientador: Prof. Dr. Antônio Maria Claret de Gouveia

(3)

Catalogação: sisbin@sisbin.ufop.br

S731r Souza, Walter Pavão de.

Reação ao fogo dos materiais [manuscrito] : uma avaliação dos métodos de projeto de saídas de emergência em edificações não industriais / Walter Pavão de Souza. – 2007.

xv, 120f.: il. color., grafs., tabs., mapas.

Orientador: Prof. Dr. Antônio Maria Claret de Gouveia.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Rede Temática em Engenharia de Materiais.

Área de concentração: Análise e Seleção de Materiais.

1. Fogo - Engenharia - Modelos - Teses. 2. Materiais de construção - Revestimentos - Teses. 3. Materiais de construção - Acabamento - Teses. 4. Incêndios - Teses I. Universidade Federal de Ouro Preto. II. Título.

(4)

(5)

AGRADECIMENTOS

Ao meu poderoso DEUS, que sempre está comigo;

Ao meu orientador, professor Antonio Maria Claret Gouveia, pela orientação e incentivo para a realização desta pesquisa;

A toda equipe do Laboratório de Incêndio – LARIN da UFOP;

A arquiteta Alessandra Gonçalves de Brasília pelos materiais cedidos para esta pesquisa;

Ao CEFET Ouro Preto que com este convênio com a REDEMAT me deu condições para que eu concluísse este mestrado;

A minha esposa Etel, pelo apoio e compreensão nas minhas longas horas de estudo;

Aos meus dois tesouros, meus filhos Marcus Vinícius e Luiz Gustavo que a cada momento de minha vida, dão mais força para continuar nesta caminhada;

Aos meus queridos pais, que acabaram de completar cinqüenta anos de casados, que sempre me incentivaram e apoiaram nos estudos;

(6)

SUMÁRIO

Agradecimentos ... ... v

Lista de abreviações ... ... ix

Lista de figuras ... ... xi

Lista de tabelas ... ... xii

Lista de notações ... ... xiii

Resumo ... ... xiv

Abstract ... ... xv

CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO... ... 1

1.1 Introdução ... ... 1

1.2 Objetivos ... ... 5

1.3 Justificativa ... ... 6

1.4 Procedimento metodológico ... ... 6

1.5 Revisão bibliográfica ... ... 6

CAPÍTULO 2. RISCOS DE INCÊNDIO – SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIOS EM EDIFICAÇÕES... ... 9

2.1 Riscos de incêndio ... ... 9

2.1.1 Características da população ... ... 9

2.1.2 Tipo de Ocupação do edifício ... ... 11

2.1.3 Natureza do edifício ... ... 11

2.1.4 Localização do edifício ... 13

2.2Segurança contra incêndios ... ... 15

CAPÍTULO 3. REAÇÃO AO FOGODOS MATERIAIS... ... 22

3.1 Introdução ... ... 22

3.2 A carga incêndio ... ... 22

3.3 As fases de um incêndio associadas às categorias de risco ... ... 25

3.4 A evolução do incêndio e sua relação com os materiais ... ... 28

3.5 A reação ao fogo e as fases do incêndio ... ... 30

3.6 O conceito de reação dos materiais ao fogo ... ... 30

3.7 Variáveis que determinam a reação dos materiais ao fogo ... ... 31

CAPÍTULO 4. REAÇÃO DOS MATERIAIS AO FOGO X TEMPO DISPONÍVEL PARA O ESCAPE ... ... 37

4.1 Introdução ... ... 37

4.2 Ensaios ... ... 38

4.2.1 Incombustibilidade ... ... 39

4.2.2 Índice de propagação superficial de chamas ... ... 40

4.2.3 Poder calorífico ... ... 41

4.2.4 Densidade ótica de fumaça ... ... 41

4.3 Reação do mobiliário ao fogo ... ... 45

4.3.1 Ensaios de bancada ... ... 46

4.3.2 Ensaios de mobília ... ... 47

(7)

CAPÍTULO 5. SAÍDAS DE EMERGÊNCIA EM EDIFÍCIOS – MEIOS DE ESCAPE ... 50

5.1 Introdução ... ... 50

5.2 Rotas de fuga ... ... 53

5.2.1 Compartimentação horizontal ... ... 55

5.2.2 Compartimentação vertical ... ... 58

5.3 Normalização das saídas de emergência ... ... 61

5.3.1 A NBR 9077 – Histórico ... ... 62

5.3.1.1 Escada de emergência ... ... 64

CAPÍTULO 6. EVACNET X INSTRUÇÃO TÉCNICA Nº15 CONTROLE DE FUMAÇA .... ... 66

6.1 EVACNET ... ... 66

6.1.1Nós ... ... 67

6.1.1.1 Especificações dos nós... ... 67

6.1.2 Arcos ... ... 69

6.1.2.1 Especificação de arcos ... ... 69

6.1.3 Representação gráfica de um modelo de rede EVACNET ... ... 70

6.1.4 Fornecimento de dados para um modelo de rede EVACNET ... ... 73

6.1.5 Necessidades do nó ... ... 73

6.1.6 O conceito de períodos de tempo ... ... 74

6.1.7 Rodando o EVACNET... ... 75

6.1.8 Examinando os resultados do modelo ... ... 75

6.2 Instrução técnica nº15 – Controle de fumaça ... ... 78

6.2.1 Objetivo ... ... 78

6.2.2 Aplicação ... ... 78

6.2.3 Definições e conceitos ... ... 79

6.2.3.1 Interface da camada de fumaça ... ...79

6.2.3.2 Altura da zona enfumaçada (Hf) ... ...80

6.2.3.3 Altura da zona livre de fumaça (H’) ... ...80

6.2.3.4 Altura de referência... ... 80

6.2.4 Dimensionamento do controle de fumaça ... ... 81

6.2.4.1 Alternativas para dimensionamento do controle da fumaça .... ... 81

6.2.5 Modelo algébrico ... ... 81

6.2.5.1 Metodologia ... ... 81

6.2.5.2 Dimensionamento por cálculo algébrico ... ... 82

6.2.5.2.1 Tipo de fogo ... ... 82

6.2.5.2.2 Taxa de liberação de calor para fogo considerado instável ... 82

6.2.5.2.3 Altura da interface da camada de fumaça a qualquer tempo ... 83

6.2.5.2.4 Posição da camada de fumaça com nenhum sistema de exaustão operante ... ... 84

CAPÍTULO 7. ANÁLISE DE EVACUAÇÃO DO PAVILHÃO DE SEGURANÇA DO TRABALHO DO CEFET OURO PRETO ... ... 86

7.1 Introdução ... ... 86

7.2 Simulações... ... 89

7.2.1 Primeira simulação - ocupação: edifício educacional ... ... 89

7.2.1.1 Tempo necessário para escape – EVACNET ... ...89

7.2.1.2 tempo disponível para o espace seguro – ASET ... ... 90

(8)

7.2.2.1 Tempo necessário para escape – EVACNET ... ... 91

7.2.2.2 Tempo disponível para o escape seguro – ASET ... ...92

7.2.3 Terceira simulação – ocupação: edifício de escritórios ... ... 93

7.2.3.1 Tempo necessário para o escape – EVACNET ... ...93

7.2.3.2 Tempo disponível para o escape seguro – ASET ... ...94

7.3 Tempo necessário para escape ... ... 95

7.3.1 Quarta simulação – Ocupação: educacional com duas saídas... ... 98

7.3.2 Quinta simulação – Ocupações: hoteleira e de escritórios com duas saídas ... ... 99

7.4 Síntese dos resultados das simulações ... ... 101

CAPÍTULO 8. CONCLUSÕES E SUGESTÕES ... ... 102

8.1 Conclusões ... ... 102

8.1.1 Generalidades ... ... 102

8.1.2 Conclusões específicas ... ... 102

8.2 Sugestões ... ... 104

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... ... 105

ANEXOS ... ... 112

(9)

LISTA DE ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas Art. – Artigo

ASET – available safety egress time

ASTM – American Society for Testing and materials BSI – British Standard Institution

CB – Comitê Brasileiro

CCPI – Comissão Consultiva para Proteção contra Incêndio CE – Comissão de Estudo

CETEC – Centro Educacional e Tecnológico de Minas Gerais CFD – Computational Fluid Dynamics

CO2 – Gás Carbônico

CO – Monóxido de carbono DS - Destino

EL – Elevador

EP – Escadas enclausuradas protegidas ES – Escada rolante/escalator

EUA – Estados Unidos da América EXAM – Examine Results

FAU/USP – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo/Universidade de São Paulo H’- Altura da zona livre de fumaça

HA – Corredor/hall HCI – Ácido Clorídrico HCN – Ácido Cianídrico

Hf – Altura da zona enfumaçada

INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia Normalização e Qualidade Industrial IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A.

ISO – International Organization for Standardization IT – Instruções Técnicas

LA – Landing/Patamar LO - Lobby

(10)

NBR – Normas Brasileiras

NE – Escadas comuns ou escadas não enclausurada NFC – National Fire Code

NFPA – National Fire Protection Association

NIST – National Institute of Standars and Technology PF – Escadas enclausurada à prova de fumaça

PFP – Escadas à prova de fumaça pressurizadas

REDEMAT – Rede Temática em Engenharia de Materiais RUN – Run model

SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas SW – Caixa de escada/Stairwell

TAG - Technical Advisory Group da ISO

UEMG – Universidade do Estado de Minas Gerais UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto

UFRGS – Universidade Federal do Rio Grande do Sul UL – Underwriters Laboratories

(11)

LISTA DE FIGURAS

Figura 1:Evolução de um incêndio em um compartimento ... ... 26

Figura 2: Aparelho para ensaio de incombustibilidade ... ... 40

Figura 3: Aparelho que determina o índice de propagação superficial da chama (Ip) ... ... 42

Figura 4:Esquema geral da bomba calorimétrica ... ... 43

Figura 5: Aparelho que determina a densidade ótica da fumaça... ... 44

Figura 6: Calorímetro de cone... ... 46

Figura 7: Razão de liberação de calor em função do fluxo externo ... ... 47

Figura 8: Calorímetro de mobília conforme previsto pela NT Fire 032 ... ... 48

Figura 8a: Calorímetro de mobília conforme previsto pela NT Fire 032 ... ... 49

Figura 9: Compartimentação vertical (verga e peitoril) ... ... 59

Figura 10: Compartimentação vertical (abas) ... ... 59

Figura 11: Compartimentação vertical (fachada de vidro) ... ... 60

Figura 12: Sugestão de símbolo de nó – Local de Trabalho ... ... 70

Figura 12a: Sugestão de símbolo de nó – Escada ... ... 70

Figura 12b: Sugestão de símbolo de nó – Corredor ... ... 71

Figura 12c: Sugestão de símbolo de nó – Patamar ... ... 71

Figura 12d: Sugestão de símbolo de nó – Lobby ... ... 71

Figura 12e: Sugestão de símbolo de nó – Escada rolante ... ... 71

Figura 12f: Sugestão de símbolo de nó – Elevador ... ... 71

Figura 12g: Sugestão de símbolo de nó – Outro tipo ... ... 72

Figura 12h: Sugestão de símbolo de nó – Destino ... ... 72

Figura 13: Evacnet representação de um edifício de dois andares ... ... 72

Figura 14: Interface da camada de fumaça... ... 79

Figura 15: Altura de referência livre de fumaça e da zona enfumaçada ... ... 80

Figura 16: Edificação do CEFET Ouro Preto com uma saída... ... 87

Figura 17: localização do Pavilhão de Segurança no Trabalho na área do CEFET Ouro Preto... 88

(12)

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Exemplo de grandes tragédias associada ao problema do abandono da edificação ... 1

Tabela 2: Elementos do sistema global de segurança contra incêndio associados aos requisitos funcionais que visam garantir os respectivos objetivos específicos ... ... 19

Tabela 3: Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do sistema global de segurança contra incêndio, relativas ao processo produtivo do edifício ... ... 23

Tabela 4: Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do sistema global de segurança contra incêndio, relativas ao processo de uso do edifício ... ... 24

Tabela 5: Fase de um incêndio e sua relação com os materiais ... ... 29

Tabela 6: Sintomas típicos de exposição ao CO ... ... 36

Tabela 7: Exemplo de tipos de interior de nó... ... 69

Tabela 8: Exemplo de lista de arcos do primeiro andar ... ... 70

Tabela 9: Lista de opções mestra... ... 75

Tabela 10: Lista de opções de exame primária ... ... 76

Tabela 11: Lista de opções de exame secundária... ... 77

Tabela 12: Resumo dos resultados ... ... 77

Tabela 13: Tempo para o escape de todas as pessoas nó por nó ... ... 78

Tabela 14: Tempo requerido para o calor alcançar 1000 BTU/s ... ... 83

Tabela 21: Valores de tempo de pré-movimentos... ... 96

Tabela 26: Tempo de escape para uma saída de emergência ... ... 101

(13)

LISTA DE NOTAÇÕES

(14)

RESUMO

A reação ao fogo dos materiais utilizados como revestimento/acabamento bem como os trazidos para o interior das edificações (carga de incêndio) destaca-se como um dos principais fatores responsáveis pelo crescimento e propagação das chamas, e pelo desenvolvimento de fumaça e gases tóxicos, contribuindo para que o incêndio atinja fases críticas e gere pânico e mortes.

A reação ao fogo dos materiais tem grande importância sobre o tempo disponível para evacuação das pessoas dos compartimentos envolvidos em incêndios.

O projeto do escape dos ocupantes de um dado compartimento atingido pelos efeitos de um incêndio baseia-se no modelamento de seu movimento na direção de saídas de emergência antes que se criem condições insustentáveis para a vida humana.

Nesta pesquisa foi utilizado um programa computacional de simulação de

evacuação para determinar o tempo necessário para o escape seguro, comparando-o com o

tempo disponível para o escape seguro, por meio da limitação da altura da interface do

colchão de fumaça em relação ao piso e de sua temperatura.

Foram realizadas simulações em três tipos diferentes de ocupações de uma mesma edificação em função dos materiais usados nos revestimentos/acabamentos, bem como dos materiais trazidos para seu interior (carga de incêndio), permitindo concluir que estas simulações podem ser empregadas para optimizar o projeto das saídas de emergência.

Conclui-se que a utilização de programas computacionais específicos para a simulação de escape é de grande importância para identificar soluções aceitáveis de segurança contra incêndio particularizada em cada situação, garantindo nível de segurança adequado com economia.

(15)

ABSTRACT

Reaction to fire of the lining materials and also the ones brought into the buildings (fire load) is one of the most significant factors responsible for increasing and spreading the flames, and for the development of smoke and toxic gas, contributing to fire to become critical and causing panic and death.

Reaction to fire of materials has great importance upon the available time for the evacuation of a compartment fire.

Formulation of escape time is based on modeling movement towards fire escapes before conditions become untenable to human life.

In this work, it was used a computacional simulation program of evacuation to determine needed safe escape time, comparing it to available safe escape time, through the limitation of the smoke layer interface height with regard to depth and temperature.

Simulations in three different compartments of the same building were done according to the lining materials and also according to the ones brought into the building (fire load). It was possible to realize that these simulations can be utilized to optimize the escape time formulation.

Conclusions show that the utilization of specific computacional programs to simulate escape time is greatly important in order to identify safety acceptable solutions against fire according to each situation, assuring an adequate and economic safety level.

(16)

CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO

1. Introdução

Um incêndio dentro de uma edificação cria um ambiente com vários perigos à saúde e à vida das pessoas. A fumaça dificulta a visão, prejudicando a orientação das pessoas,

enquanto que os gases como CO2, CO, HCN e a deficiência de oxigênio afetam sua saúde e

seu comportamento. O calor provoca queimaduras e causa estresse térmico (doença que causa mudanças no metabolismo, dilatação e contração de vasos sangüíneos, aumento ou diminuição da pulsação cardíaca, suor provocado pela troca de calor entre o corpo e o meio

ambiente).

A Tabela 1 apresenta exemplos de tragédias em incêndios recentes associados ao problema do abandono da edificação.

Tabela 1: Exemplos de grandes tragédias em incêndios associadas ao problema do abandono da edificação

DATA LOCAL DENOMINAÇÃO/USO VÍTIMAS FONTE

Out./1998 Gotenburdo

Suécia Discoteca 63 mortos

(Incêndio em Gotthenburg,

2005)

Fev./2003 Chicago _EUA _{Clube noturno}E2 21 pessoas (Shanon, 2003)

Fev./2003 Rhode Island _{Clube noturno}The Station _pessoas100 (Nicholson, _2005a)

Fev./2003 Hartford

EUA

Greenwood Health Center Clínica de saúde

16 mortos (Wolf, 2003)

Ago./2004 Assunção, _Paraguai _SupermercadoYcuá Bolãnos

426 mortos e 50 feridos

(Alvarez e Moncada, 2004)

Dez./2004 Buenos Aires, _Argentina Cromagnón _discoteca

93 mortos e 900 feridos

(Alvarez, 2005)

Jul./ 2005 _{Costa Rica}San José, Calderon Guardi _Hospital 17 mortos

(Costa Rica Hospital) fire,

2005)

(17)

Uma pesquisa norte-americana realizada com 1014 pessoas (McGUIRRE, 2005) indica que há uma falsa noção sobre o tempo disponível até que o ambiente em

incêndio se torne perigoso. Quarenta por cento das pessoas achavam que dispunham de até 6

minutos e 25% de até 10 minutos. De um modo geral, o tempo disponível é de 2 minutos. Exposições de 5 minutos a concentrações de 150 a 200 ppm de HCN produzem incapacitação e de 250 a 400 ppm, a morte. Algumas estimativas indicam que a concentração letal da discoteca Cromagnón foi alcançada 15 minutos após o inicio do incêndio (ALVAREZ, 2005).

Os casos apresentados na Tabela 1 demonstram, de maneira sintética, mas real e trágica, as graves conseqüências de deficiências ou falhas nas medidas de proteção contra incêndio. Vários fatores contribuíram para que muitos destes incêndios tivessem grande número de vítimas, mas, confirmadamente, a falta de qualidade e de funcionalidade dos meios de escape desempenhou papel importante e decisivo em todas as situações.

A proteção contra incêndio tradicionalmente é dividida em proteção ativa e passiva. Por proteção ativa entendam-se os meios de proteção que são acionados em resposta à emergência, como os equipamentos destinados a detectar, combater ou minimizar os efeitos do incêndio e as suas conseqüências. São exemplos deste tipo de proteção os extintores de incêndio portáteis, os hidrantes, os chuveiros automáticos e os sistemas de exaustão mecânica de fumaça.

A proteção passiva, por outro lado, se compõe de medidas incorporadas à construção propriamente dita mantendo suas características independentemente da situação do ambiente, como por exemplo, a adequada resistência ao fogo da estrutura que visa evitar o

colapso estrutural da edificação num incêndio. Do ponto de vista da garantia do escape, o

que mais interessa são características que impeçam ou dificultem a fácil propagação dos gases tóxicos e do calor que podem colocar em risco a vida das pessoas. As principais medidas construtivas que atingem esta finalidade são:

compartimentação: contenção do incêndio dentro de certas fronteiras, através de paredes, lajes e portas resistentes ao fogo, evitando que o calor e a fumaça se propaguem rapidamente pela edificação;

corredores protegidos: caso específico de compartimentação de rotas de fuga horizontais, que tem por objetivo garantir a proteção das pessoas durante o abandono;

(18)

Diferentes tipos de escadas protegidas podem ser exigidos, com ou sem antecâmara, em função do risco característico do tipo de ocupação. Para garantir as condições de sobrevivência no interior das escadas, evitando o acúmulo de fumaça, gases e calor, exige-se a instalação de dutos de ventilação natural ou sistema de pressurização.

O objetivo da ventilação natural é a exaustão de gases tóxicos e da fumaça que

possam ter penetrado nas antecâmaras das escadas e o da pressurização é evitar que estes

adentrem às rotas de fuga verticais.

A interação do incêndio com uma edificação é muito complexa, uma vez que envolve o caráter aleatório do incêndio com um grande número de parâmetros que definem a estrutura, a arquitetura e a ocupação da edificação. O mecanismo segundo o qual se desenvolve a reação de combustão em cadeia (de forma descontrolada) é o seguinte: a fonte de calor (fonte de ignição) provoca decomposição química do material combustível (pirólise) que libera gases combustíveis que reagem exotermicamente com o oxigênio (chamas). O calor liberado pela reação exotérmica inicial causa a pirólise dos demais materiais combustíveis, tornando-se uma reação em cadeia (CLARET, 2000a.).

O conhecimento do comportamento dos materiais, por parte de quem elabora o projeto de um edifício, pode impedir a ocorrência de situações indesejáveis, como o fácil surgimento e a rápida evolução do incêndio, criando situações de risco para as pessoas e o patrimônio.

Durante o processo de seleção dos materiais construtivos

(revestimentos/acabamentos) a serem utilizados em uma edificação, deve-se evitar os que possuem facilidade de sofrer ignição e os que a sustentam. Um incêndio não deve se iniciar a partir dos materiais que compõem o edifício. Os materiais que estão contidos no edifício, que são objeto de uso e não construtivos, são os que normalmente se ignizam em primeiro lugar, mas a propagação aos materiais de construção deve ser evitada, a fim de não promover maiores danos à estrutura, possibilitando uma segurança maior para a fuga dos ocupantes.

De acordo com HARMATHY (1984, apud BERTO, 1991, p.213), a

possibilidade de um foco de incêndio extinguir-se ou evoluir em um grande incêndio, atingindo a fase de inflamação generalizada, depende de quatro fatores:

razão de desenvolvimento de calor pelo primeiro objeto ignizado; carga térmica total (quantidade total de material combustível no ambiente de origem);

(19)

inércia térmica dos materiais de revestimento.

Segundo MARTIN e PERIS (1982, apud MITIDIERI, 1998), em um ambiente

com oxigênio em abundância, a inflamação generalizada ocorre em um tempo máximo de 20 minutos após o início do incêndio. Uma vez atingida a inflamação generalizada, resta apenas o trabalho de combate por parte dos bombeiros, visando abaixar a temperatura com rapidez.

O fato de os incêndios serem fenômenos extremamente violentos e essencialmente aleatórios faz da evacuação dos locais de maior risco a estratégia mais confiável de salvamento de vidas humanas. De fato, não sendo possível controlar no nível desejável a severidade dos incêndios, os projetos de edificações devem incluir medidas ativas e passivas que facilitem o escape das pessoas. Trata-se de um tipo de projeto de segurança contra incêndio que pode ser relativamente simples nos casos de edificações térreas com reduzido número de usuários, mas podem ser complexos em edificações de grande altura com grande número de usuários potencialmente sujeitos aos efeitos dos incêndios.

Um aspecto importante na definição do projeto de evacuação das edificações é que ele deve incluir a movimentação de pessoas sujeitas às condições ambientais alteradas e a condições psicológicas que caracterizam o estado de pânico. O projeto dos meios de escape deve necessariamente contemplar esses dois aspectos sob o risco de não serem funcionais no evento de um incêndio.

A reação ao fogo dos materiais, notadamente, os de revestimento de pisos,

paredes e tetos, tem grande importância na determinação do tempo disponível para a evacuação das pessoas dos compartimentos envolvidos em incêndios. De fato, a velocidade com que condições insustentáveis são criadas em um ambiente depende de parâmetros como a velocidade de propagação das chamas, o volume e a densidade ótica da fumaça gerada e da razão de liberação de calor. No caso das edificações em que a ocupação é aberta ao público, podendo haver ocasionalmente grande concentração de usuários, o controle da reação ao fogo dos materiais é importante na redução do risco de danos à vida.

(20)

As rotas de escape são os elementos essenciais do projeto de evacuação de uma edificação, concebidos para estarem livres da ação do incêndio durante a sua ocorrência. E um princípio básico da filosofia de projeto é que todo usuário de uma edificação deve poder, movendo-se em direção oposta ao incêndio, abandonar o compartimento por ele atingido. Isto deveria ser alcançado através da disposição de alternativas de rotas de escape, exceto onde pode ser explicitamente demonstrado que uma única direção de escape é aceitável.

Durante o desenvolvimento do incêndio, a reação ao fogo dos materiais construtivos é de extrema importância, pois é fundamental a forma e a magnitude com o que material libera calor. Em função disto, ocorrem o odor, a fumaça, a necessidade ou não da solicitação de socorro aos bombeiros e os demais procedimentos para extinção do incêndio, tendo papel fundamental no salvamento de pessoas e bens.

A importância da reação ao fogo dos materiais é resumida da seguinte forma: as chamas, a fumaça, o calor, o número de vítimas, o pânico e a severidade do incêndio, estão relacionados com a reação ao fogo dos materiais combustíveis contidos no edifício e os agregados ao sistema construtivo. Já a integridade dos elementos de compartimentação e estruturas, a dificuldade de propagação do fogo entre compartimentos, a eficácia da atuação dos elementos de extinção e as possíveis vidas resgatadas e bens salvados dependem da resistência ao fogo dos materiais que compõem o edifício e da sua própria estrutura (MITIDIERI, 1998).

1.2 Objetivos

O presente trabalho tem por objetivo investigar como o número de rotas de escape e a geometria de uma edificação específica, tomada como objeto de estudo, influencia o tempo necessário para o escape seguro. E como a formação do colchão de gases quentes em um compartimento, que é dependente da reação ao fogo dos materiais, tem influência sobre o tempo disponível para o escape seguro. A influência dos materiais de acabamento e revestimento é considerada indiretamente por meio das diferentes ocupações da edificação e dos diferentes níveis de carga de incêndio que lhes correspondem.

(21)

1.3 Justificativa

Sabe-se que a regra básica para a segurança da vida em um compartimento incendiado é a promoção do escape das pessoas ali presentes antes que as condições de sustentação da vida humana sejam insustentáveis. Desse modo, a adequação do projeto das saídas de emergência de uma edificação é um fator predominante de segurança dos usuários.

Entretanto, o projeto de saídas de emergência sofre restrições de localização em planta e, ainda, restrições de ordem econômica, considerando o custo de sua construção. Ademais, em ambientes normativos tipicamente prescritivos, como no Brasil ocorre, as exigências de número e dimensões das saídas de emergência podem não ser adequadas aos níveis de risco existente na edificação, porque não contemplam aspectos específicos da edificação como a sua densidade de carga de incêndio e a reação ao fogo dos materiais de acabamento e revestimento. Outras tecnologias de projetos de saídas de emergência não normalizadas no Brasil podem resultar em projetos ótimos de saídas de emergência.

1.4 Procedimento metodológico

Conhecida a geometria da edificação, o software EVACNET4 será utilizado na

determinação do tempo necessário para o escape seguro. Com o emprego do modelamento de incêndio previsto na Instrução Técnica nº. 15/2004 do Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do Estado de São Paulo, determina-se o tempo disponível para o escape seguro por meio da limitação da altura da interface do colchão de fumaça em relação ao piso e de sua temperatura. A comparação do tempo necessário com o tempo disponível para o escape seguro resulta no número e nas dimensões das saídas de emergência que devem ser disponibilizadas na edificação.

1.5 – Revisão bibliográfica

(22)

Atualmente, o próprio projeto de edifícios se converteu em um processo complexo, envolvendo conhecimentos especializados e emprego de novas tecnologias.

Nos países mais desenvolvidos, a Engenharia de Segurança Contra Incêndio encontrou nesse processo uma participação cada vez mais importante e cumpre um papel essencial, como uma disciplina específica, que cresce com investimentos significativos em pesquisas e investigações em todas as áreas relativas à segurança contra incêndio, dada a gravidade, das perdas de vidas humanas e econômicas (MELHADO, 1987).

Percebe-se, então, uma estreita relação entre o desenvolvimento tecnológico e o nível de risco de incêndio tolerável de uma sociedade. No Brasil, apesar do avanço tecnológico experimentado pelo setor da construção civil ter sido relativamente rápido, o nível das medidas preventivas e protetoras contra incêndio não cresceu na mesma proporção. Isso pode ser verificado pelas grandes e marcantes tragédias ocorridas em várias cidades brasileiras e pelo grande número de incêndios que acontecem freqüentemente, e muitos deles sequer constam nas estatísticas dos Corpos de Bombeiros (SEITO, 1988).

No Brasil, a pesquisa do tema deste trabalho é muito reduzida, concentrando-se em iniciativas recentes do grupo de pesquisadores do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. (IPT). BERTO (1991), em sua dissertação de mestrado, "Medidas de proteção contra incêndio: aspectos fundamentais a serem considerados no projeto arquitetônico dos edifícios", desenvolve uma metodologia para a consideração da segurança contra incêndio durante a fase de projeto arquitetônico. O autor esclarece e acentua o papel das variáveis associadas ao projeto arquitetônico e define para cada uma delas uma série de condições a serem atendidas para se obter o equacionamento e a solução da segurança contra incêndio nos edifícios. Assim sendo, diretrizes gerais para abordagem do problema da reação ao fogo dos materiais e da geração e propagação de fumaça são fornecidas.

MITIDIERI (1998) em recente dissertação de mestrado, intitulada "Proposta de classificação de materiais e componentes construtivos com relação ao comportamento frente ao fogo - reação ao fogo", descreve o estado da arte da pesquisa da reação ao fogo dos materiais através da análise das regulamentações nacionais e internacionais e propõe ensaios para selecionar os materiais utilizados como revestimento.

SMITH (2001) descreve as recentes providências que vêm sendo tomadas pela Comunidade Econômica Européia no sentido de harmonizar os diversos ensaios, utilizados nos estados membros, para caracterizar os materiais quanto a sua reação ao fogo.

(23)

sido objeto de atenção. Em 2001, a British Standard Institution publicou um documento BS

7974:2001 que descreve uma metodologia de projeto baseado em desempenho com modelos determinísticos para o cálculo de vários parâmetros importantes na caracterização de um incêndio, incluindo o tempo de escape.

BUCHANANN (1994) discute a formulação usada pela norma New Zealand

Building Code. No que tange a avaliações experimentais do tempo de escape, SHIELDS e

BOYCE (2000) discutem diversos trabalhos nesta área, desenvolvidos entre 1956 e 1998.

Simulações numéricas são discutidas por SHIH et al (2000).

MOREIRA (2002) caracterizou os materiais de acabamento em shopping centers, registrando-se a sua localização no compartimento, a espessura, a forma de disposição no ambiente, a toxicidade e densidade ótica da fumaça. Analisou o risco de incêndio com base no tempo previsto por meio de expressões empíricas para que condições insustentáveis sejam desenvolvidas nos ambientes e no tempo necessário para que a camada superior de gases quentes atinja uma espessura capaz de comprometer o escape dos usuários.

(24)

CAPÍTULO 2. RISCOS DE INCÊNDIO – SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIOS EM EDIFICAÇÕES

2.1 Riscos de Incêndio

Risco é o acontecimento possível, futuro e incerto, seja quanto a sua realização, seja quanto à época em que poderá ocorrer, independente da vontade humana ou não e de cuja ocorrência decorrem prejuízos de qualquer natureza (Minas Gerais, Assembléia Legislativa. Decreto nº 44.270,2006).

Para se adotar qualquer medida de segurança contra incêndio, deve se conhecer primeiramente o nível assumido pelo risco de incêndio que, segundo BERTO (1998), pode

ser: “risco de início do incêndio; risco de crescimento do incêndio; risco de propagação do

incêndio; risco à vida humana; e risco à propriedade”. Hoje, acrescenta-se, risco ao meio

ambiente.

Considera-se, para esta dissertação, o risco à vida humana o de maior importância na situação de incêndio: os edifícios estão expondo ao risco a vida de seus ocupantes e usuários, quando neles não se adotam medidas de segurança contra incêndio.

As três primeiras espécies relacionam-se à evolução do incêndio no edifício e à propagação do incêndio para edifícios vizinhos, sendo um conseqüência direta do outro. E ainda, relacionam-se diretamente ao risco à vida humana, visto que, em todos os momentos há uma situação de perigo aos ocupantes que devem procurar um lugar seguro para se afastarem da chama ou da fumaça, na ocorrência de um incêndio.

Estes riscos foram determinados a partir de fatores inerentes a cada edifício, por isto, BERTO (1998) classifica os edifícios tendo em conta a sistematização dos riscos e, conseqüentemente, a definição das medidas de segurança contra incêndio. Características da população, tipo de ocupação, natureza e localização do edifício são os quatro fatores que se consideram para definição do risco de incêndio, segundo esse autor.

2.1.1 Características da População

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população total do edifício;

distribuição da população do edifício;

grau de permanência da população do edifício; composição da população fixa e flutuante;

condições físicas, psicológicas e culturais da população; distribuição etária da população.

Estas variáveis somente têm influência considerável para os riscos de início de incêndio, de crescimento de incêndio e à vida humana.

Em relação ao risco à vida humana, quanto maior for à população total do

edifício e quanto mais desfavorável for a sua distribuição no edifício, maior será o tempo

gasto para evacuação do mesmo, mais perigoso serão os caminhos a percorrer para serem alcançados locais seguros e, portanto maior o risco de ocorrência de danos.

Outro fato determinante do risco à vida humana é a capacidade de reação dos usuários do edifício frente a uma situação de perigo. Neste caso, a severidade do incêndio dependerá de quatro das seis variáveis mencionadas acima:

composição da população fixa e flutuante (a população flutuante apresenta, usualmente, um grau inadequado de conhecimento do edifício, o que dificulta a reação e as expõe a riscos mais acentuados); população total do edifício e distribuição da população no edifício (quanto maior a população e maior for o contato visual e auditivo que apresentam, maior será a facilidade com que um eventual foco de pânico se generalize tornando a população, em geral, mais susceptível aos efeitos dos fenômenos físicos associados ao incêndio);

condições físicas, psicológicas e culturais da população (as condições psicológicas e culturais podem estabelecer a tendência de surgimento de pânico; as condições físicas e psicológicas definem a capacidade da população (ou de alguns de seus indivíduos) de reagir adequadamente, de forma independente, rápida e contínua; e

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2.1.2 Tipo de Ocupação do Edifício

Quanto ao tipo de ocupação do edifício, destacam-se as seguintes variáveis: natureza das atividades e processos desenvolvidos no edifício; potencial térmico acidental (relacionado à quantidade de materiais combustíveis presentes no edifício); e tipos de equipamentos utilizados nas atividades e processos desenvolvidos no edifício (BERTO, 1998).

Em geral, o risco de propagação do incêndio afeta diretamente o risco à vida humana: quanto maior o potencial térmico da edificação, maior será a duração do incêndio ou maior será a temperatura atingida, ou ambos; além disso, a forma e as características térmicas dos materiais (que são funções do tipo de materiais armazenados) influem na velocidade de combustão, ou seja, na razão de liberação de calor e na duração do incêndio.

Além disso, quanto maior for à temperatura atingida pelo incêndio, maiores serão as chances de propagação tanto no interior do edifício, como para edifícios adjacentes. E ainda, a maior concentração de materiais combustíveis e a maior facilidade com que sofrem a ignição propiciam o alastramento do fogo com maior rapidez. No caso de escritórios, são muitos os materiais combustíveis de rápida propagação do fogo relacionados às atividades dos ocupantes dos edifícios (BERTO, 1998).

O risco à vida humana pode, também, ser agravado pelos tipos de materiais armazenados e manipulados que podem ser perigosos em termos de reatividade, radioatividade ou toxidade (dos materiais em si ou dos produtos de combustão).

2.1.3 Natureza do edifício

Quanto à natureza do edifício, podem-se destacar as seguintes variáveis: materiais de construção utilizados e técnicas aplicadas;

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área total do edifício; área de cada pavimento; aberturas de ventilação; e

potencial térmico permanente (relacionados à quantidade de materiais combustíveis incorporados ao sistema construtivo).

O edifício pode apresentar materiais combustíveis utilizados na construção e no de acabamento que facilitam o alastramento do fogo. As aberturas presentes no edifício podem se constituir de meios para o ingresso de oxigênio necessário para alimentar a combustão, permitindo que o evento atinja a fase de inflamação generalizada.

A distribuição dos espaços, forma e volume do edifício e abertura de ventilação estabelecem as intercomunicações dos compartimentos do edifício, através dos quais o incêndio pode se propagar tanto por caminhos internos, como pela fachada (associada á abertura de ventilação). Dessa maneira, a fumaça pode se espalhar de forma a prejudicar a livre utilização de rotas de fuga.

A altura total do edifício, o número de pavimentos, a forma, o volume do edifício e a área total de cada pavimento e do edifício interferem no combate do incêndio, facilitando ou dificultando a ação dos bombeiros (BERTO, 1998). Além disso, podem prejudicar os ocupantes no movimento de evacuação, tornando-o mais lento.

As duas primeiras variáveis do parágrafo anterior, além de dificultarem no combate, em função da altura do pavimento afetado, apresentam a possibilidade de propagação do incêndio entre pavimentos (propagação vertical), enquanto as duas últimas variáveis apresentadas, no caso de edifícios com muitos pavimentos, influenciam a propagação horizontal do incêndio, que poderá adquirir maiores proporções quanto maior for a área total do edifício ou área do pavimento.

Outro fator importante para a propagação do incêndio são as aberturas nas lajes e nas paredes para a passagem das instalações elétricas, hidráulicas e telefônicas.

(28)

Além dos riscos básicos citados acima, o risco à vida humana ainda recebe a interferência das variáveis distribuições dos espaços, forma do edifício, altura total do edifício, número de pavimentos, áreas total e de cada pavimento do edifício por estabelecerem uma maior ou menor dificuldade de evacuação do edifício em caso de incêndio.

2.1.4 Localização do edifício

Quanto à localização do edifício, destacam-se as seguintes variáveis (BERTO,1998):

situação em relação às divisas do lote;

largura das ruas e outras condições de acesso;

distância do quartel do corpo de bombeiros mais próximo; meios de comunicação com o corpo de bombeiros; e abastecimento de água para combate.

Todas estas variáveis têm influência significativa na definição do risco de propagação do incêndio, do risco à propriedade e do risco à vida humana.

Quanto mais próximo um edifício dos outros, maiores as chances de o incêndio se propagar do edifício de origem para aquele adjacente.

A “definição das larguras de ruas e avenidas”, ou de outras condições de acesso e “a distância do quartel do corpo de bombeiros mais próximo” estão ligadas ao urbanismo da cidade e juntamente com a variável “meios de comunicação com o corpo de bombeiros”, influem sobre o risco de propagação de incêndio, pois definem o tempo de acesso dos bombeiros ao edifício incendiado e o tempo para iniciarem o combate do incêndio. Quanto maiores forem estes tempos, maior será o período em que o incêndio estará se desenvolvendo sem qualquer intervenção e, assim, maiores serão as chances de propagação no interior do edifício e para edifícios vizinhos.

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Os riscos à vida humana e à propriedade, sendo decorrentes do risco de propagação do incêndio, também são afetados pela localização do edifício. Considerando que a primeira ação do corpo de bombeiros ao chegar no edifício incendiado, é resgatar eventuais vítimas, qualquer atraso deste tipo de ação pode incrementar o risco à vida humana (BERTO, 1998).

Portanto, a partir do exposto anteriormente, pode-se conceituar cinco categorias de risco de incêndio:

Risco de início de incêndio: está relacionado com as atividades desenvolvidas no edifício. Neste ponto, a conscientização dos

ocupantes exerce papel fundamental para a sua redução. Pode ser

controlado através da adoção de medidas de prevenção de incêndio durante o processo produtivo e uso do edifício, sendo este último de importância destacada (BERTO, 1998). O Risco de início de incêndio deve ser entendido como a probabilidade de surgimento de um foco de incêndio a partir da interação entre fontes de calor presentes no edifício e os materiais combustíveis que fazem parte do edifício;

Risco de crescimento do incêndio: probabilidade de o foco de incêndio evoluir e provocar a inflamação generalizada no compartimento de origem, ou seja, é a probabilidade de o incêndio passar da fase inicial para a fase de inflamação generalizada no edifício;

Risco de propagação do incêndio: probabilidade de o incêndio, que atingiu a inflamação generalizada no compartimento de origem, propagar-se para outros compartimentos do edifício, e, até mesmo, para edifícios vizinhos;

(30)

Risco à vida humana deve ser entendido como a probabilidade de os fenômenos associados ao incêndio (falta de oxigênio, gases nocivos, fumaça e calor) provocarem ferimentos ou até a morte aos usuários do edifício e às pessoas que efetuam as intervenções de combate e resgate. Da mesma forma com que os três primeiros riscos básicos, associados à evolução do incêndio, definem o risco à propriedade, definem também o risco à vida humana. O risco à propriedade, com relação à decadência do sistema construtivo (aumento da probabilidade de ocorrência de ruína parcial ou total do edifício), implica, consequentemente, em uma maior importância do risco à vida humana (BERTO, 1998).

Todos os cinco riscos aqui apresentados apresentam uma forte relação de interdependência, de tal forma que, tudo que se providencia para se controlar um destes riscos, redunda no controle dos outros, com exceção ao risco à vida humana. Isto porque enquanto conseqüência de todos os outros riscos, o risco à vida humana se beneficia de todos os controles efetuados, sendo o risco mais importante a ser minimizado.

O controle do risco à vida humana motiva o controle dos outros e justifica controles exclusivos que não resultam em benefícios aos demais riscos. Este controle

exclusivo diz respeito à evacuação segura do edifício (BERTO, 1998, grifo nosso).

2.2 Segurança contra incêndios

O desenvolvimento tecnológico trouxe profundas modificações nos sistemas construtivos, caracterizadas pela utilização de grandes áreas sem compartimentação, pelo emprego de fachadas envidraçadas e pela incorporação acentuada de materiais combustíveis aos elementos construtivos. Tais modificações, aliadas ao número crescente de instalações e equipamentos de serviço, introduziram riscos que anteriormente não existiam nas edificações (MITIDIERI, 1998).

A segurança contra incêndio nos edifícios deve ser considerada desde a concepção e desenvolvimento do anteprojeto do edifício, passando pelo projeto e construção/execução, e adentrando as fases de operação e manutenção. Isto é, segundo BERTO (1998): “a segurança contra incêndio é um objetivo a ser perseguido durante todas as

(31)

Em nenhuma destas fases o problema de incêndio deve ser menosprezado, sob o risco de serem introduzidos níveis inadequados de segurança. Mas é na fase de projeto que a questão deve ser especialmente considerada, pois aí deve ser estabelecida a estrutura básica da segurança contra incêndio do edifício, por isso a importância do projeto arquitetônico onde tal estrutura tem origem e se define essencialmente.

A segurança contra incêndio nos edifícios não pode ser obtida através de soluções aleatórias e desiguais; pelo contrário, devem ter um sentido e ser um todo, composto por um conjunto de ações coerentes que se originam do perfeito entendimento dos objetivos da segurança contra incêndio e dos requisitos funcionais a serem atendidos pelos edifícios (BERTO, 1998).

Segundo BERTO (1998): “este conjunto de ações compõe o denominado

Sistema Global de Segurança contra Incêndio”. É responsabilidade de um conjunto de profissionais estabelecerem este sistema para cada edifício, sendo que o arquiteto merece destaque pela capacidade que o sistema tem de interagir com grande número de aspectos associados ao projeto arquitetônico (grifo do autor).

BERTO (1998) propõe requisitos funcionais para o edifício para se entender como eles foram desenvolvidos, considerou-se uma seqüência definida pelas etapas do incêndio, que são: início ou princípio de incêndio, crescimento no ambiente de origem, propagação para outros ambientes, propagação para outros edifícios, ruína parcial ou total do edifício. Portanto, os requisitos funcionais são:

dificultar a ocorrência do princípio de incêndio;

dificultar a ocorrência da inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio (uma vez que ocorreu o princípio de incêndio); facilitar a extinção do incêndio antes da ocorrência da inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio;

dificultar a propagação do incêndio para outros ambientes do edifício (uma vez que ocorreu a inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio);

facilitar a fuga dos usuários do edifício;

dificultar a propagação do incêndio para outros edifícios; não sofrer a ruína parcial ou total;

(32)

Uma dessas funções acima, integrantes do sistema global elaborado por

BERTO (1998), é considerada, para este trabalho, a mais importante: facilitar a fuga dos

usuários dos edifícios. E, através deste requisito funcional, como também dos outros, têm-se as medidas de prevenção de incêndio e medidas de proteção contra incêndio, que segundo SEITO (1988) são classificadas quanto a sua concepção e operacionalidade. Prevenção é o ato ou efeito de evitar que alguma coisa aconteça, é um preparo antecipado, enquanto proteção é o ato ou efeito de defender, proteger, auxiliar, amparar, beneficiar (SILVEIRA BUENO, 1991). As medidas de prevenção de incêndio são aquelas associadas ao elemento precaução contra o início de incêndio, isto é, se destinam exclusivamente a prevenir a ocorrência do início de incêndio.

Segundo GOMES (1998, p.25, grifo do autor): “[...] prevenção contra

incêndio é o único meio pelo qual se pode assegurar que um foco de fogo não se transforme num incêndio, pois que atua neutralizando o desenvolvimento”.

As medidas de proteção contra incêndio são aquelas destinadas a proteger a vida humana e os bens materiais dos efeitos nocivos do incêndio que já se desenvolve no edifício (BERTO, 1998).

As medidas de prevenção que, em torno de cada requisito funcional, formam oito elementos distintos, são:

precaução contra o início de incêndio; limitação do crescimento do incêndio; extinção inicial do incêndio;

limitação da propagação do incêndio;

evacuação segura do edifício;

precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios; precaução contra o colapso estrutural; e

rapidez, eficiência e segurança das operações de combate e resgate (BERTO, 1998).

(33)

Os objetivos da prevenção contra incêndio são atendidos através do projeto, instalação e manutenção devida das fontes de energia, do distanciamento adequado entre o material combustível e a eventual fonte de ignição, da escolha do material para acabamento da edificação (quanto a sua combustibilidade, velocidade de propagação da chama, desenvolvimento de fumaça), do conhecimento dos riscos que envolvem as atividades exercidas, da correta utilização dos equipamentos, da compartimentação adequada dos riscos envolvidos, da proteção das aberturas entre ambientes e entre pisos (SOUZA, 1996).

Na Tabela 2, têm-se os objetivos da segurança contra incêndio formados a partir da associação dos oito elementos do sistema global de segurança contra incêndio (BERTO, 1998) e dos requisitos funcionais dos edifícios, percebendo a inclusão do objetivo: segurança da vida humana.

Nota-se que em todos os elementos e requisitos funcionais aparece o objetivo: segurança da vida humana, por este ser o mais importante em relação a todos os outros. Trata-se da preTrata-servação da vida.

Em função das características do edifício e dos riscos envolvidos (oferecidos pelo incêndio e pela própria evacuação), a evacuação do edifício deverá se processar a partir do momento em que ocorrer a inflamação generalizada no ambiente de origem ou a partir do momento em que o incêndio conseguir se propagar para outros ambientes do edifício (BERTO, 1998).

Os outros elementos (limitação do crescimento do incêndio, extinção inicial do incêndio, limitação da propagação do incêndio, evacuação segura do edifício precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios, precaução contra o colapso estrutural e a rapidez, eficiência e segurança das operações de combate e resgate) formam, como já citado, as medidas de proteção contra incêndio, que se referem ao conjunto de disposições, sistemas construtivos ou equipamentos de detecção e combate ao fogo. Dizem respeito, portanto, aos materiais de construção, caminhos de fuga, sistemas e equipamentos de detecção, alarme, controle ou extinção do incêndio.

(34)

Tabela 2: Elementos do sistema global de segurança contra incêndio associados aos requisitos funcionais que visam garantir os respectivos objetivos específicos

Elemento Requisitos funcionais dos _edifícios Objetivos específicos da segurança _{contra incêndio}

Precaução contra o início de incêndio

Dificultar a ocorrência do princípio do incêndio

Segurança da vida humana

Segurança da propriedade atingida

Limitação do crescimento do incêndio

Dificultar a ocorrência da inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio

Extinção inicial do incêndio

Facilitar a extinção do incêndio antes da ocorrência da inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio

Limitação da propagação do incêndio

Dificultar a propagação do incêndio para outros ambientes do edifício

Evacuação segura do

edifício Assegurar a fuga dos usuários do edifício Segurança da vida humana

Precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios

Dificultar a propagação do incêndio para outros edifícios

Segurança das propriedades adjacentes

Precaução contra o

colapso estrutural Não sofrer ruína parcial ou total

Segurança da propriedade atingida Segurança das propriedades adjacentes Rapidez, eficiência e

segurança das

operações de combate e resgate

Facilitar as operações de combate ao incêndio e de resgate de vítimas

Segurança da propriedade atingida Segurança das propriedades adjacentes

Fonte: BERTO, A. F. Gestão da segurança contra incêndio em edificações. IPT, São Paulo, 1998.

Assim, segundo SOUZA (1996), está implícita a possibilidade de as medidas de proteção, em algum momento, falharem, pois a proteção ao fogo depende diretamente do bom funcionamento e desempenho dos sistemas e dos equipamentos no momento de sua utilização.

(35)

Conforme definição de SOUZA (1996), as medidas de proteção passiva são aquelas que não dependem de qualquer acionamento em caso de emergência, por exemplo: controle de materiais, meios de escape, compartimentação dos ambientes, proteção da estrutura, entre outros; enquanto que as medidas de proteção ativa são aquelas acionadas a partir do princípio de incêndio, por exemplo, controle da fumaça, detecção e alarme e equipamentos para extinção do fogo.

Para BERTO (1998), as medidas passivas de proteção contra incêndio são aquelas incorporadas ao sistema construtivo, sendo funcionais durante a situação normal do edifício, e que reagem passivamente ao desenvolvimento do incêndio, não estabelecendo condições propícias ao seu crescimento e propagação, não permitindo o colapso estrutural, facilitando a fuga dos usuários e garantindo a aproximação e ingresso no edifício para o desenvolvimento das ações de combate.

Já as medidas ativas possuem como característica o fato de, ao cumprirem seu papel quando da ocorrência do incêndio, fazê-lo de forma ativa, ou seja, acionadas manual ou automaticamente, em resposta aos estímulos provocados pelo fogo.

Segundo o Regulamento de Segurança contra Incêndio e Pânico nas Edificações e Áreas de Risco no Estado de Minas Gerais, as medidas de proteção contra incêndio e pânico das edificações e áreas de risco são as constantes abaixo (capítulo XI – Das medidas de proteção contra incêndio e pânico, art. 24º), observando que não há uma separação neste Regulamento das medidas passivas e ativas de proteção contra incêndio:

I - acesso de viatura até a edificação;

II - separação entre edificações (isolamento de risco); III - segurança estrutural nas edificações;

IV – compartimentação horizontal; V – compartimentação vertical;

VI – controle de materiais de acabamento; VII – saídas de emergências;

VIII – elevador de segurança; IX – controle de fumaça;

X – gerenciamento de risco de incêndio e pânico; XI – brigada de incêndio;

XII – iluminação de emergência; XIII – alarme de incêndio;

(36)

XV – extintores;

XVI – hidrantes ou mangotinhos; XVII – chuveiros automáticos; XVIII – resfriamento;

XIX – espuma;

XX – sistema fixo de gases limpos e dióxido de carbono – CO2

XXI – sistema de proteção contra descargas atmosféricas – SPDA; XXII – plano de intervenção de incêndios; e

XXIII – outras especificadas em IT.

(37)

CAPÍTULO 3. REAÇÃO AO FOGO DOS MATERIAIS

3.1 Introdução

Por ser considerada importante, a reação ao fogo de materiais de revestimento e/ou acabamento de paredes e tetos e de materiais incorporados aos elementos construtivos é citada de maneira abrangente no Sistema Global de Segurança contra Incêndio como uma das medidas relativas ao processo produtivo do edifício.

O controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos elementos construtivos, no processo produtivo do edifício, está associado à limitação do crescimento do incêndio, à limitação da propagação do incêndio, à evacuação segura do edifício e à precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios vizinhos (Tabela 3).

Já, no processo de uso do edifício (Tabela 4), a reação ao fogo dos materiais está diretamente vinculada ao controle do que é trazido ao interior do edifício e à disposição dos mesmos no ambiente. Os elementos do Sistema Global de Segurança contra Incêndio responsáveis por tal controle são a limitação do crescimento e a limitação da propagação do incêndio e a precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios.

Este trabalho aborda os ensaios laboratoriais aplicados aos materiais trazidos para o interior do edifício tendo como foco as ocupações de educação, hotelaria e escritório.

3.2 A carga incêndio

Segundo a NBR 14.432/2000, a carga de incêndio é definida como “a soma

das energias caloríficas que poderiam ser liberadas pela combustão completa de todos os

materiais combustíveis em um espaço, inclusive os revestimentos das paredes divisórias,

pisos e tetos”, estando diretamente relacionada ao desenvolvimento e a duração do incêndio.

(38)

Tabela 3: Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do sistema global de segurança contra incêndio, relativas ao processo

produtivo do edifício

ELEMENTO PROCESSO PRODUTIVO DO EDIFÍCIO

Precaução contra o início do incêndio

- correto dimensionamento e execução de instalações de serviço. - distanciamento seguro entre fontes de calor e materiais combustíveis. - provisão de sinalização de emergência.

Limitação do

crescimento do

incêndio

- controle da quantidade de 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 chuveiros automáticos. - provisão de sistema de detecção e alarme. - provisão de sinalização de emergência.

Limitação da

propagação do

incêndio

- compartimentação horizontal. - compartimentação vertical.

- controle da quantidade de materiais combustíveis incorporados aos elementos construtivos.

Evacuação segura do edifício

- provisão do sistema de detecção e alarme.

- provisão de sistema de comunicação de emergência. - provisão de rotas de fuga seguras.

- provisão do sistema de iluminação de emergência. - provisão de sinalização de emergência.

- provisão do sistema de controle do movimento de fumaça.

Precaução contra a

propagação do

incêndio entre

edifícios

- distanciamento seguro entre edifícios. - resistência ao fogo da envoltória do edifício.

- controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos elementos construtivos (na envoltória do edifício).

colapso estrutural - resistência ao fogo dos elementos estruturais. _{- resistência ao fogo da envoltória do edifício.}

Rapidez, eficiência e

segurança das

operações de

combate e resgate

- provisão de meios de acesso dos equipamentos de combate às proximidades do incêndio.

- provisão de equipamentos portáteis de combate. - provisão de sistemas de hidrantes e mangotinhos.

- provisão de meios de acesso seguros da brigada ao interior do edifício.

- provisão de sistema de controle de movimento da fumaça. - provisão de sinalização de emergência.

(39)

Tabela 4: Principais medidas de prevenção e de proteção contra incêndio associadas aos elementos do sistema global de segurança contra incêndio, relativas ao processo de uso

do edifício

ELEMENTO RELATIVAS AO USO DO EDIFÍCIO

Precução contra o início do incêndio

- correto dimensionamento e execução de instalações do processo.

- correta estocagem e manipulação de líquidos inflamáveis e de outros produtos perigosos.

- conscientização do usuário para a prevenção do incêndio

Limitação do

crescimento 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.

Limitação da

propagação do

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.

Evacuação segura do edifício

- manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos destinados a garantir a evacuação segura.

- elaboração de planos de abandono do edifício.

- treinamento dos usuários para a evacuação de emergência. - formação e treinamento de brigadas de evacuação de emergência.

Precaução contra a

propagação do

incêndio entre

edifícios

- controle da disposição de materiais combustíveis nas proximidades das fachadas.

colapso estrutural -

Rapidez, eficiência e

segurança das

operações de

combate e resgate

- 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.

(40)

A carga de incêndio específica, também chamada de densidade de carga de incêndio, é o valor da carga de incêndio dividido pela área de piso do espaço considerado,

expresso em megajoule (MJ) por metro quadrado (m2) ou em quilogramas equivalente de

madeira seca. Ela pode aumentar, consideravelmente, ao longo do tempo, devido a mudanças

no tipo de ocupação e na distribuição dos materiais combustíveis dentro dos edifícios, podendo alterar, significativamente, seus valores.

Deve-se lembrar que, apesar do conceito de carga incêndio constituir um importante parâmetro dentro da segurança contra incêndio, a ventilação também tem papel relevante para definição do desenvolvimento do fogo.

O comportamento de um incêndio, plenamente desenvolvido, também depende da área superficial disponível de materiais combustíveis e do oxigênio disponível para a combustão. Quando há oxigênio em abundância, o desenvolvimento do incêndio relaciona-se à área superficial exposta e à susceptibilidade dos materiais ao fogo.

Para analisar as características do comportamento dos materiais frente ao fogo, faz-se necessário definir duas designações fundamentais (utilizadas internacionalmente): a reação ao fogo e a resistência ao fogo.

O ISO/GUIDE52/TAG5 (1990) define a reação ao fogo como: “todas as

transformações físicas e/ou químicas sofridas por um material exposto a um fogo

incontrolado” e a resistência ao fogo como “a habilidade com que um elemento atende, por

um período de tempo requerido, às suas funções portantes, integridade e/ou isolamento térmico, especificados em método de ensaio de resistência ao fogo, conforme descrito na norma ISO 834”.

3.3 As fases de um incêndio associadas às categorias de risco

Considerando o Sistema Global de Segurança Contra Incêndio como um conjunto de ações que se contrapõe ao início do incêndio, o qual resulta das atividades desenvolvidas e das características dos edifícios, ele deve ser estabelecido para cada novo edifício que se conceba, sendo específico para as particularidades do risco de incêndio que se deseja restringir.