O projeto de sistemas de controlo de fumo baseado no desempenho. Paulo Prata Ramos, Arq.

O projeto de sistemas de controlo de

fumo baseado no desempenho

Regulamentos prescritivos • A nossa regulamentação é prescritiva

• Regulamento explicitando um conjunto de medidas a tomar de acordo com as características do edifício • Dois edifícios semelhantes terão a mesma

Regulamentos baseados no desempenho

• Estabelecem objetivos e critérios exigenciais • Permitem maior flexibilidade

• Regulamentação aplicável a edifícios invulgares

• Maior liberdade criativa aos arquitetos e projetistas de SCIE

Curso de projeto de SCIE baseado no desempenho

• 2ª edição - 22 de setembro a 5 de novembro • 22 setembro 18h30 – sessão aberta

• Curso com acesso a declaração de formação da CFPA-Europe

O controlo de fumo no RT-SCIE

• O RT-SCIE permite dois tipos de controlo de fumo

• Desenfumagem • Pressurização

• Dentro da desenfumagem são possíveis sistemas ativos, passivos ou mistos

• O termo “desenfumagem” cria a ideia que não há fumo; será mesmo assim?

Sustentabilidade abaixo da camada de fumo

• Para garantir uma evacuação segura dos ocupantes o sistema de controlo de fumo deverá assegurar

critérios de sustentabilidade da evacuação

Critério de sustentabilidade Valor de referência

Altura da camada de fumo > 2,0 m

Temperatura da camada de fumo < 200ºC

Temperatura na camada livre de fumo < 60ºC

Análise de desempenho das disposições do RT-SCIE

• Controlo de fumo numa via horizontal protegida

com 40 m de comprimento, 1,8 m de largura e 2,8 m de altura

• Simulações cumprindo na íntegra as disposições regulamentares para controlo de fumo passivo e ativo

Controlo de fumo ativo: altura da camada de fumo

Controlo de fumo ativo: temperatura do fumo

Controlo de fumo passivo 12

Controlo de fumo passivo: altura da camada de fumo

Controlo de fumo ativo: temperatura do fumo 14

Análise de desempenho do RT-SCIE – Conclusões

• Apesar de no RT-SCIE haver duas soluções de

controlo de fumo em princípio equivalentes, uma delas é manifestamente insatisfatória

• Os sistemas passivos funcionam bem nos locais de risco, onde o diferencial térmico é grande

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

Análise de desempenho do RT-SCIE – Conclusões

• O RT-SCIE obriga a que o sistema ativo das via horizontais esteja em subpressão (caudal de

extração superior ao de admissão), fazendo com que o sistema “aspire” o fumo

• A subpressão faz sentido nos locais de risco mas não nas vias; a sobrepressão seria mais eficaz

• No RT-SCIE a sobrepressão nas vias só é possível se todos os locais adjancentes dispuserem de controlo de fumo (!!??)

O projeto baseado no desempenho

• Preservação da vida humana

• O Tempo de Sustentabilidade da Evacuação (TSE) deve ser consideravelmente superior ao Tempo Necessário para a Evacuação (TNE)

TSE >>> TNE T em per at ur a F um o ac um ul ado S us tent abi lidade de ev ac uaç ão Tempo TSE TNE

Desempenho: projeto “4D” • O projeto de SCIE deve ser feito a 4 dimensões

• O tempo é um vetor de máxima importância (propagação de incêndio, evacuação)

• O controlo de fumo deve ser dimensionado em função do tempo necessário à evacuação

Combustão de materiais celulósicos

• Maior parte do recheio dos edifícios são materiais celulósicos (madeira, papel, tecidos)

• As celuloses são uma cadeias longas de carbono (C), hidrogénio (H) e oxigénio (O)

(C

H

O

)n + 6nO



(6CO

+ 5H

O)n

Celulose Oxigénio Dióxido de carbono Água

Combustão do PVC • O PVC (policloreto de vinila) é um material usual na

construção; a sua fórmula é (C₂H₃Cl)n

2(C

H

Cl)n + 5nO



(4CO

+ 2H

O + 2HCl)n

Combustão Ligação iónica

H

O + HCl  H

O + H

_{+ Cl}

Combustão de polímeros • O nylon, o poliuretano e outros polímeros são

materiais usuais na construção, recheio dos edifícios e vestuário

• São formados por carbono (C), oxigénio (O),

hidrogénio (H) e azoto (N), tendo o azoto ligação com o carbono e com o hidrogénio

[NH-(CH

)

-CO]n + 7nO



(5CO

+ 5H

O + HCN)n

Nylon Oxigénio Água Cianeto de hidrogénio

Combustão Dióxido de

Sustentabilidade dentro da camada de fumo

Critério de sustentabilidade Média 30 _minutos Valor de pico

Oxigénio

Dióxido de carbono (CO2) < 15.000 ppm <25.000 ppm

Monóxido de carbono (CO) < 150 ppm < 250 ppm

Cloreto de hidrogénio (HCl) < 15 ppm < 25 ppm Cianeto de hidrogénio (HCN) < 30 ppm < 50 ppm

Visibilidade

> 15%

A importância do material combustível

• A carga de incêndio é determinante para a

temperatura da camada de fumo e fluxo radiante • A composição química do combustível é

determinante para a toxicidade do fumo

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

Visibilidade

• A visibilidade é dada a partir das densidade ótica de fumos

• A visibilidade depende do brilho do objeto que a ver

Bloco autónomo

Sinal foto luminescente Diferença de

Objetivos Te m pe ra tur a

Salvaguarda da vida humana

Integridade humana

Proteção de bens (conteúdo)

Proteção de bens • Os critérios para a proteção de bens em algumas

circunstâncias podem ser mais exigentes do que para a preservação da vida humana

Integridade humana

Produção de fuligem • A produção de fuligem pode ser um fator

determinante na preservação dos bens (conteúdo)

Material Produção de _fuligem

Celulose 0,015 kg/kg

PVC 0,172 kg/kg

Metodologia

Objetivos

Simulações Critérios

exigenciais Análise de risco de cenáriosDefinição

Cumpre ? Fim Redefinir sistemas Não Sim

Utilização da climatização • Na Suécia, vários compartimentos de fogo podem

ser servidos pelas mesmas condutas, sem

necessidade de registos corta-fogo, desde que o caudal de extração seja maior que o caudal do incêndio

-• Em Inglaterra, nos sistemas de controlo de fumo por varrimento, é possível fazer a inversão da admissão de ar novo Admissão de ar reversível Durante a evacuação Varrimento Desenvolvimento do incêndio Camada de fumo preenche a via Chegada dos bombeiros Inversão do sistema; ar novo pelas costas dos bombeiros

Conclusões • Apesar de o RJ-SCIE referir que o objetivo da

regulamentação é a salvaguarda da vida humana, não há qualquer garantia que mesmo cumprindo na íntegra o RT-SCIE esse objetivo seja alcançado

• O dimensionamento dos sistemas de controlo de fumo deve ser feito tendo em conta os objetivos a alcançar, que podem não se limitar apenas à

Conclusões

• O dimensionamento do controlo de fumo deve ser feito tendo em consideração

• Objetivos definidos pelo dono de obra, que irão determinar os critérios exigenciais

• Tempo de proteção em função dos critérios • Natureza da carga de incêndio

É preciso descobrir uma nova

forma de pensar a SCIE

Obrigado!