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Dimensionamento da reserva técnica de incêndio em edificações mistas
1. INTRODUÇÃO
A necessidade de garantir a segurança operacional das edificações, mediante a implementação de medidas de segurança contra incêndio, tem-se intensificado e, cada vez mais, há a necessidade de melhoria contínua dos processos de classificação de riscos das edificações. A adoção de técnicas que visem à restrição do surgimento dos incêndios, bem como a limitação da propagação, proporciona meios necessários ao controle e à extinção dos incêndios, viabilizando assim as operações de atendimento as emergências e manutenção da continuidade dos serviços das edificações. A concepção das medidas de segurança contra incêndio nas edificações é balizada conforme o nível de risco de incêndio, sendo o mesmo determinado pela classificação realizada por norma ou por lei, em função de suas características construtivas e de ocupação. Nesse sentido, há situações de difícil caracterização dos riscos, tendo em vista a possibilidade de haver em uma mesma edificação, funções e atividades operacionais diferentes, assim como carga de incêndio ou carga térmica elevada. Em tais situações, a carga de incêndio deve ser calculada e o risco da ocupação bem definido, levando a necessidades de soluções diferenciadas na arquitetura e nas medidas de segurança a serem implementadas. A adoção das medidas de segurança deriva de uma análise técnica minuciosa da classificação das edificações e áreas de risco, quanto à ocupação, quanto à altura e quanto à carga de incêndio. No entanto, a determinação das medidas de segurança contra incêndio pode tornar-se de difícil análise, principalmente em edificações ou áreas de risco em que se verifique a presença de ocupações mistas. Nesse sentido, quando da ocorrência de cenários dessa natureza, deve-se adotar um conjunto de medidas de segurança compatíveis com o Decreto Nº 63.911, de 10 de dezembro de 2018, adotando as medidas de segurança contra incêndios e emergências de maior rigor para toda a edificação, observando-se a área e a altura total da edificação. As respectivas medidas de segurança, também podem ser dimensionadas em razão de cada ocupação, conforme as exigências contidas em instruções técnicas específicas. Indubitavelmente, quando consideramos as medidas de segurança contra incêndio para Edificações Mistas, definidas no Artigo 4º, do Decreto Nº 63.911, de 10/12/2018, cabe ao responsável técnico estabelecer o critério que identificar mais conveniente ao projeto, aplicando-se, neste caso, as medidas de segurança contra incêndio da ocupação de risco predominante, o que tecnicamente poderá não garantir a plena proteção da edificação subsidiária, principalmente no que tange ao dimensionamento dos hidrantes e a determinação da reserva técnica de incêndio. Nesse sentido, em Ocupações Mistas com sistemas independentes, o sistema deve ser dimensionado em função de cada ocupação e a reserva de incêndio dimensionada considerando as áreas de cada ocupação, desde que os riscos estejam devidamente compartimentados. Porém, quando consideramos sistemas únicos de prevenção e combate de incêndios para toda a edificação, o sistema de hidrantes e a reserva técnica de incêndio deverá ser dimensionada considerando a área total da edificação e o risco predominante, assim, o Volume da Reserva será determinado em função da área total da edificação, sendo o Tipo de Sistema adotado considerando o maior risco calculado através da carga de incêndio. Independentemente do sistema a ser adotado nas edificações Mistas, o dimensionamento da bomba de incêndio deve atender os maiores valores de pressão e vazão, conforme prescrito na Instrução Técnica nº 22 de 2019 do CBMESP. De modo geral, considerando que o risco predominante deve ser interpretado como o maior risco determinado pela carga de incêndio dentre as ocupações, há a necessidade de viabilizar uma padronização na metodologia de dimensionamento dos sistemas em edificações Mistas, principalmente no que tange a reserva técnica de incêndio para hidrantes. Essa padronização foi determinada através do Parecer Técnico Nº CCB-017/800/2021, sendo o mesmo objeto de análise central desse documento. Para projetos de novas edificações ou adequações das edificações existentes, é necessária avaliação da divisão da edificação e determinação de sua carga de incêndio e seleção dos dispositivos de proteção em uma edificação que discorreremos durante o artigo
2. OBJETIVO
O presente artigo prevê um direcionamento sobre a classificação das medidas de segurança, RTI e tipo de sistema em uma edificação mista, com base no Parecer 017-800/2020 e normas aplicáveis pelo CBMESP.
3. DESENVOLVIMENTO
3.1. Tipos de Edificação
O DECRETO Nº 63.911, DE 10 DE DEZEMBRO DE 2018, trouxe, em seu artigo 3°, algumas definições necessárias ao entendimento deste artigo, tais como:
- Ocupação que é a atividade ou uso de uma edificação;
- Ocupação mista que é uma edificação ou área de risco onde se verifica mais de um tipo de ocupação;
- Ocupação predominante é uma atividade ou uso principal exercido na edificação ou área de risco;
- Ocupação subsidiária é uma atividade ou uso de apoio ou suporte, vinculada à atividade ou uso principal, em edificação ou área de risco.
No entanto, esses conceitos precisam ser analisados para cumprir as medidas de prevenção de incêndio e pânico recomendadas no Anexo A do decreto acima mencionado. Os edifícios classificados como ocupações mistas são aqueles em que possuem duas atividades no mesmo local não isoladas entre si, podendo elas serem interligadas ou não. Essas duas atividades devem possuir uma como principal e outra como subsidiaria, uma atividade de apoio. Porem no artigo 4, parágrafo 4, nos diz que ocupações dominantes e as ocupações auxiliares, não são classificados como ocupações mistas, desde que sua área não ultrapasse o limite de 750 m² ou 10% da área total da edificação, aplicando-se, neste caso as exigências da ocupação predominante independente de sua carga de incêndio. Ao observar uma edificação industrial ou comercial, veremos que sempre existirá uma atividade principal que depende de outra subsidiaria. Desta forma, ao analisarmos ao grosso modo, veremos que quase todas as edificações são mistas, visto que há sempre uma atividade de risco predominante que exige atividades em segundo plano classificando como riscos secundários ou ocupações subsidiaria.
3.2. Risco Predominante
Uma edificação que possui diversas ocupações e riscos é denominada como mista, bem como em casos de uma edificação com utilizações diversas, adota-se o conjunto das exigências das medidas de segurança contra incêndio da ocupação de risco predominante como um todo, exceto para as saídas de emergências. O risco predominante em um edifício misto será determinado pelo produto do valor da área construída e o valor de carga de incêndio específico de cada ocupação. A região de maior risco, ou seja, de risco predominante, será a que obtiver o maior produto térmico potencial observado. Um exemplo é uma edificação composta por uma área comercial (C-2) e uma área de depósito de grande armazenagem (J-4), ao obter o produto de cada potencial calorifico, será obtido um valor definindo qual o risco que libera maior quantidade de energia térmica, desta forma, obteremos uma classificação/risco para se adotar como atividade principal e em seguida adotar as exigências que atendam às necessidades. Lembrando que em casos de a tabela de exigência da atividade principal não atender todos os requisitos que solicitam as ocupações secundarias, deverá usar como complemento as exigências da tabela secundária. Lembrando que, em casos de uma edificação isolada ou compartimentada, as exigência podem atender cada uma separadamente. Um exemplo, é um terreno com duas ocupações, uma área industrial e outra de depósito, ambas estão isoladas entre si por uma determinada distância, obtida através do cálculo de separação entre edificações. Neste caso, será atendido a exigência de cada edificação separada. Em casos em que ocorrer a equivalência no produto do cálculo entre a área construída e o valor da carga de incêndio, deve-se adotar aquela ocupação em que possuir maior carga de incêndio por m².
3.3. Carga de Incêndio
A NBR 14.432, estabelece-a como “a soma das energias caloríficas que poderiam ser liberadas pela combustão completa de todos os materiais combustíveis em um espaço […]”, e tal conceito está relacionado com o tipo e à energia de queima dos materiais contidos em um ambiente. As referências que temos de carga de incêndio são baseadas na IT-14 do CBMESP, que provém da referência das normativa Austríaca TRVB A-100 e TRVB A-126 (1987), normas essas que relacionam a existência e eficiência dos meios de proteção, carga de incêndio, dimensões da edificação e coeficiente de segurança, além das normas portuguesas que possuem um padrão de tabelas de carga de incêndio pelo tipo da edificação. Durante a concepção de um Projeto Contra Incêndio em uma edificação é de fundamental importância o conceito de carga de incêndio, pois essa informação determinará a classificação do risco e determinação do nível de exigência das medidas de segurança contra incêndio. Existem duas metodologias para se calcular a carga de incêndio: O método determinístico e o método probabilístico. O determinístico, aplicado exclusivamente em edificações que possuem artigos explosivos (Divisão “L”) e ocupações especiais (Divisão “M”), é feito considerando um levantamento da quantidade de material existente na edificação e para as outras edificações é utilizado o cálculo probabilístico o qual baseado na Divisão a qual ela está classificada, e com referência em valores constantes.
Método de cálculo determinístico
Essa metodologia se baseia na quantidade de materiais existentes na edificação em questão, sendo esse utilizado para edificações destinadas a explosivos (Grupo “L”) e ocupações especiais (Grupo “M”). A carga é determinada por meio do cálculo de carga de incêndio específica, que é o valor da carga de incêndio (massa em quilos do material contidos em um espaço, multiplicado pelo fator potencial do componente) dividido pela área de piso do espaço considerado, expresso em mega joules (MJ) por metro quadrado (m²). Abaixo é dada a correlação utilizada para este tipo de método:
Onde:
Qfi - valor da carga de incêndio específica, em Megajoule por metro quadrado (MJ/m²) de área de piso considerado para o cálculo; Mi - massa total de cada componente (i) do material combustível, em quilograma. Esse valor não pode ser excedido durante a vida útil da edificação exceto quando houver alteração de ocupação, ocasião em que (Mi) deve ser reavaliado; Hi - potencial calorífico específico de cada componente do material combustível, em Megajoule por quilograma, conforme Tabela C.1 da IT-14 do CBMESP; Af - área do piso considerado para o cálculo, em metro quadrado.
Método de cálculo probabilístico
É baseado em resultados estatísticos em função do tipo de atividade exercida na edificação em estudo e por fim demonstra um valor médio de carga de incêndio por ocupação. Utilizam-se a tabela de cargas específicas por ocupação, do Anexo A, da Instrução Técnica nº 14/2019 do CBM - SP como base. Em regra, para determinação da carga de incêndio específica das edificações, aplicam-se as tabelas constantes dos Anexos A e B (métodos probabilísticos) da IT nº 14/2019. Até aqui vimos os critérios necessários para determinar a carga de incêndio de uma edificação de acordo com a IT-14/2019. A seguir veremos a importância e a atenção que os profissionais devem ter em aplicar as determinações do parecer CCB 017/800/21 do CBMESP para o dimensionamento da reserva de incêndio do sistema de hidrantes para ocupações mistas.
3.4 – Considerações do Parecer CCB
O Parecer Técnico nº CCB-017/800/21 – Dimensionamento da reserva de incêndio do sistema de hidrantes – estabelece que as reservas de incêndio devem ser dimensionadas considerando a área total da edificação e o risco predominante; E que o tipo de sistema de hidrantes deve ser dimensionado em função de cada ocupação e a bomba de incêndio deve atender os maiores valores de pressão e vazão, conforme prescrito na Instrução Técnica nº 22 de 2019. Para tal, observa que:
- Ocorrendo equivalência na somatória da carga de incêndio, adotar-se-á, para efeito da classificação do maior risco, a ocupação que possuir maior carga de incêndio por m²;
- Para o dimensionamento das saídas de emergência, os locais com concentração de público prevalecerão como sendo o maior risco”.
Dessa forma, fica determinado que:
- A reserva técnica de incêndio de uma edificação com ocupação mista deve ser dimensionada considerando a área total da edificação e os critérios de dimensionamento do risco predominante;
- A definição do risco predominante deve ser feita considerando a carga de incêndio da ocupação em função de sua respectiva área, com objetivo de identificar qual ocupação possui maior energia calorífica possível de ser liberada pela combustão completa de todos os materiais combustíveis;
- O cálculo específico deve considerar os produtos das multiplicações dos valores das cargas de incêndio, conhecidas ou calculadas, pelas respectivas áreas ocupadas pelas ocupações/divisões. O risco predominante é o maior valor nominal encontrado.
Estabelece ainda, que as edificações e áreas de risco com ocupação/divisão J-4 (depósito com alta carga de incêndio) podem considerar, para fins específicos deste dimensionamento, o valor de 1.200 MJ/m² na definição de risco predominante. Através do fluxograma abaixo, veremos como aplicar o parecer Técnico CCB 017/800/21 para determinação da reserva técnica de incêndio e o tipo dos sistemas de proteção por hidrante ou mangotinho.
3.5 – Exemplo de Cálculo Específico
Considerando a necessidade de aplicação prática dos fundamentos do Parecer Técnico CCB Nº 017/800-21, elucidamos abaixo uma edificação cuja classificação ocupacional e uso possuem característica “Mista”, e aplicaremos a metodologia do respectivo Parecer Técnico em consonância com o Decreto Nº 63.911, de 10/12/2018.
Características das Ocupações da Edificação
1º Passo – Classificar a Edificação conforme os Parâmetros do “Anexo A” do Decreto nº 63.911, de 10/12/2018.
- 1. Ocupação Comercial /Supermercado, Divisão C-2. Área Total Construída= 20.000 m2
- 2. Ocupação Comercial / Shopping Center, Divisão C-3. Área Total Construída= 10.000 m2
- 3. Ocupação Tipo Depósito / Divisão J-4. Área Total Construída= 5.000 m2
2º Passo – Estabelecer a Carga de Incêndio das ocupações, conforme a Instrução Técnica Nº 014/2019.
- 1. Ocupação Comercial /Supermercado = Carga de Incêndio de 500 MJ/ m2
- 2. Ocupação Comercial / Shopping Center = Carga de Incêndio de 800 MJ/ m2
- 3. Ocupação Tipo Depósito = Carga de Incêndio de 1.200 MJ/ m2
Obs.: Importante ressaltar que, conforme estabelecido no PT 017/800/20, as edificações e áreas de risco com ocupação/divisão J-4 (depósito com alta carga de incêndio) podem considerar, para fins específicos deste dimensionamento da reserva técnica de incêndio do sistema de hidrante, o valor de 1.200 Mj/m2 na definição de risco predominante.
3º Passo – Definição do Risco Predominante
Definido em função da carga de incêndio da ocupação e sua respectiva área, para indicar qual ocupação possui maior energia calorífica a ser liberada pela combustão completa de todos os materiais combustíveis. Para a definição do Risco Predominante efetua o cálculo do Produto das Multiplicações dos valores da carga de incêndio, pelas respectivas áreas das ocupações / divisões da edificação, identificadas no 1º PASSO.
Ponderações Técnicas
Considerando o demonstrativo de dados da tabela acima, observa-se que a ocupação com maior energia calorífica a ser liberada será a ocupação comercial / divisão C-2. Nesse contexto, aplicando as determinações do parecer técnico CCB nº 017/800-20, a reserva técnica de incêndio deverá ser dimensionada considerando a área total da edificação e os critérios de dimensionamento do risco predominante, calculado na tabela acima. O risco predominante será aquele com maior valor nominal do produto da carga de incêndio dentre as ocupações, sendo importante salientar que caso ocorra à equivalência no produto da carga de incêndio, deverá ser adotado, para efeito da classificação do maior risco, a ocupação que possuir maior carga de incêndio por m2. A partir desse passo, devem-se inserir os dados de área total construída e risco predominante, diretamente na Tabela 3 da Instrução Técnica nº 022/2019, obtendo-se assim, o volume da reserva técnica de incêndio. Importante salientar que a identificação da ocupação na Tabela 03 pode variar em função da carga de incêndio, assim atentar para a indicação correta da coluna. Nesse sentido, no exemplo acima indicado, iremos adotar a área total construída de 35.000 m2, inserida na linha da tabela 03, com área acima de 20.000 m2, (PASSO 01), bem como determinar o risco predominante na coluna com ocupação comercial / divisão C-2, com carga de incêndio determinada acima de 300 até 1.000 MJ/ m2 (PASSO 02), ao cruzar os dados na tabela, teremos a indicação de uma RESERVA TÉCNICA DE INCÊNDIO COM 48 m³ (PASSO 03). Consideração importante deverá ser feita quanto a definição das Medidas de Segurança a serem implementadas, pois o tipo de sistema de hidrantes deve ser dimensionado em função de cada ocupação e a bomba de incêndio deve atender os maiores valores de pressão e vazão, conforme prescrito na Instrução Técnica nº 22 de 2019. Nesse contexto, iremos adotar a reserva técnica de incêndio de 48 m3, conforme calculado acima, no entanto, o Tipo 3 indicado para esta RTI (Reserva Técnica de Incêndio) pode não atender tecnicamente à ocupação da edificação com maior risco, neste caso específico a ocupação depósito (J-4). Dessa forma, quando ocorrer situações dessa natureza, deverá ser adotado o tipo de sistema que atenda as vazões e pressões do maior risco, assim, neste caso especifico, será adotando a área de depósito (PASSO 04) e o risco J-4 (PASSO 05), conforme calculo de definição do risco predominante, na Tabela 03 da IT - 22 é indicado o sistema TIPO 04 (PASSO 06), de forma a garantir o atendimento das pressões e vazões dos hidrantes. As especificações do sistema de proteção por hidrante tipo 04 a ser adotado, podem ser identificadas na Tabela 02, da IT-22 (PASSO 07).
4. CONCLUSÃO
Com a emissão do documento CCB-017/800/21, fica evidente que existe um descolamento dos conceitos, do ponto de vista de projeto, entre RTI e tipo de sistemas de proteção. Em resumo a RTI fica atrelada diretamente à área da edificação total, enquanto o sistema de proteção fica diretamente atrelado à área de risco predominante. Com as argumentações apresentadas neste artigo, podemos categoricamente inferir que com essa definição os sistemas de proteção ficam melhor combinados quando baseados no risco predominante, ao invés de considerar apenas a área total da edificação.
5. REFERÊNCIAS
DECRETO Nº 63.911, DE 10 DE DEZEMBRO DE 2018
Institui o Regulamento de Segurança Contra Incêndios das edificações e áreas de risco no Estado de São Paulo e dá providências correlatas.
INSTRUÇÃO TÉCNICA Nº 14/2019
Carga de incêndio nas edificações e áreas de risco
NBR 14432
Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações – Procedimento
GUIASEGCI
OFOS
https://ofos.com.br/carga-de-incendio/
O SETOR ELÉTRICO
INSTRUÇÃO TÉCNICA Nº 03/2019
Terminologia de Segurança Contra Incêndio