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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
NOTAS DE AULA INSTALAÇÃO HIDRÁULICA COMBATE A INCÊNDIO
Prof: Dib Gebara Ilha Solteira março 2001
SUMÁRIO VI. - INSTALAÇÕES PREDIAIS DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIO 101 VI.1. - NOÇÕES GERAIS DE COMBATE A INCÊNDIO VI.2. - CLASSIFICAÇÃO DAS EDIFICAÇÕES VI.3. - PROTEÇÃO POR EXTINTORES MANUAIS E SOBRE RODAS VI.4. - .PROTEÇÃO POR REDE DE HIDRANTES VI.5. - DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO, DISTRIBUIÇÃO POR GRAVIDADE, POR RECALQUE E “BY-PASS” EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO
101 102 104 106 108 109
INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS VI. - INSTALAÇÕES PREDIAIS DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIO VI.1. - NOÇÕES GERAIS DE COMBATE A INCÊNDIO. No Estado de São Paulo, o Corpo de Bombeiros da Polícia Militar é o responsável pela fiscalização das condições de segurança das edificações, cabendo ao mesmo vistoriar e aprovar equipamentos de proteção contra incêndios instalados nos imóveis. Para que ocorra a combustão de quaisquer materiais, é necessário juntar três elementos simultaneamente num mesmo local, caso contrário a combustão não ocorre. A associação de um combustível com oxigênio e uma fonte de calor dentro de uma edificação produzirá o fogo, e consequentemente, provocará o incêndio. Na Figura 5.1 é ilustrado a inter-relação dos três elementos que produz a chama de um incêndio.
COMBUSTÍVEL
CALOR FOGO OXIGÊNIO
Fig. 01 - Esquema do triângulo do fogo.
PREVENÇÃO: Para prevenir contra incêndio, basta evitar que as partes se juntem, caso contrário, o incêndio é eminente.
COMBATE: Para combater ou deliberar um incêndio, basta eliminar um dos elementos que compõe o triângulo. O combate pode ser fito de três maneiras: a) retirando o elemento combustível do contato com a chama; b) retirando o fluxo de oxigênio por meio de abafamento; e c) retirando a fonte de calor ou resfriando o elemento que esteja provocando calor suficiente para a combustão.
Algumas definições importantes:
Abrigo - é o compartimento destinado ao acondicionamento de mangueiras e acessórios. Agente extintor - Produto químico utilizado para extinção do fogo. Aspersor - dispositivo utilizado nos chuveiros automáticos ou sob comando, na produção de neblina. Bomba de incêndio - aparelho hidráulico especial destinado a recalcar água no sistema de hidrantes. Canalização - rede de tubos que levam água aos hidrantes. Carreta - é o extintor sobre rodas, tem capacidade mínima de 20 kg de agente extintor. Demanda - é a solicitação da instalação de hidrantes à fonte de alimentação. Extintor portátil - aparelho carregado com agente extintor, com capacidade de até 25 kg, destinado ao combate de princípio de incêndio. 101
Esguicho - peça metálica destinada a dar forma ao jato d’água. Hidrante - é o ponto de tomada de água, provido de dispositivo de manobra (registro) e união de engate rápido. Mangueira - é o condutor flexível destinado a transportar água do hidrante ao esguicho. Registro de manobra - registro destinado à manobra de abertura e fechamento do hidrante. Registro de recalque - dispositivo hidráulico que permite a introdução externa de água na instalação, deve ser colocado em posiçào que assegure a rápida identificação e de fácil acesso. Reserva de incêndio - é a quantidade de água reservada especialmente para o combate a incêndio. Reservatório - local onde se armazena a água da rede de hidrantes. Unidade extintora - capacidade mínima convencionada de agente extintor.
VI.2 .- CLASSIFICAÇÃO DAS EDIFICAÇÕES VI.2.1. - CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO RISCO DE INCÊNDIO Os riscos de incêndio são classificados pela ocupação a que se destina cada edificação segundo a Tarifa de Resseguro do Brasil. As edificações são classificados de acordo com sua ocupação numa escala de 1 a 13, e os riscos são determinados como segue:
Risco Classe A - risco isolado, cuja classe de ocupação seja de 01 e 02, excluindo os depósitos. Risco Classe B - risco isolado, da classe de ocupação 03 a 06, incluindo os depósitos das ocupações 01 e 02. Risco Classe C - risco isolado, classe de ocupação de 07 a 13. Risco Isolado - um imóvel é considerado de risco isolado quando obedecer as seguintes distância em relação às edificações vizinhas: 4 metros - distância mínima entre paredes sem abertura e de material incombustível. 6 metros - distância mínima entre paredes com abertura numa delas e devem ser de materiais incombustíveis. 8 metros - distância mínima entre paredes com abertura em ambas e devem ser de materiais incombustíveis.
Nota: A via pública entre edificações pode ser considerado suficiente para efeito de isolamento de riscos. Outras Noções de Isolamento Além do conceito de risco isolado numa edificação, o Corpo de Bombeiros fazem outras exigências quanto a parede corta-fogo, isolamento entre pavimentos e compartimentalização de áreas muito extensas de uma mesma edificação.
Parede corta-fogo - A parede é considerada resistente ou corta fogo quando resistirem a ação do fogo por : 102
- Risco A - 2 horas - Risco B - 4 horas - Risco C - 6 horas
Isolamento entre pavimentos - é considerado isolamento entre pavimentos quando terem: - piso de concreto armado de acordo com as normas da ABNT. - paredes externas resistentes ao fogo por no mínimo 2 horas. - afastamento mínimo de 1,20 m entre vergas e peitoris das aberturas em pavimentos consecutivos. - as distâncias entre aberturas substituídas por abas horizontais que avancem pelo menos 1,0 m da face externa da edificação, solidária com o entre-piso e ser de material resistente ao fogo de mínimo 2,0 horas.
Compartimentalização de áreas - as áreas de um mesmo pavimento para serem consideradas isoladas entre si, deverão obedecer requisitos mínimos como: - separação entre si por paredes resistente ao fogo por 2,0 horas. - terem paredes resistente ao fogo por 2,0 horas, isolando-as das áreas de uso comum. - terem portas corta-fogo que resistam pelo menos uma hora e meia. - terem aberturas situadas em lados opostos das paredes divisórias entre unidades e afastadas no mínimo de 5,0 m. - a distância do item anterior poderá ser substituída por uma aba vertical, perpendicular ao plano das aberturas, com 1,0 m de saliência sobre o mesmo, e ultrapassando 0,60 m a verga das aberturas. -
terem aberturas situadas em paredes paralelas, perpendiculares ou obliquas entre si, que pertençam a unidades autônomas distintas com afastamento mínimo de 5,0 m.
VI.2.2. - CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ÁREA CONSTRUÍDA E ALTURA As edificações são classificadas em quatro:
Área construída inferior a 750 m2 e altura inferior a 12 m. Área construída inferior a 750 m2 e altura superior a 12 m. Área construída superior a 750 m2 e altura inferior a 12 m. Área construída superior a 750 m2 e altura superior a 12 m.
VI.2.3. - CLASSIFICAÇÃO QUANTO A OCUPAÇÃO 103
As edificações são classificadas de acordo com sua ocupação e destinação, com segue:
uso residencial incluindo apartamentos, conventos e similares. uso institucional incluindo escolas, hospitais, clínicas, laboratórios, creches, sanatórios, asilos e similares. uso de escritórios, incluindo agências bancárias, repartições públicas, serviços de assessoria, de consultoria e similares. locais de reunião de públicos incluindo locais de exposições, teatros, cinemas, auditórios, salas de reunião, salões de festas, bailes, casas noturnas, ginásios poliesportivos, templos religiosos(igrejas) e similares. uso de hotel, motel, flat residencial, apart-hotel, pensão e similares. uso industrial incluindo todas atividades com processo industrial e similares. uso comercial incluindo lojas, magazines, centros de compras(shoppings centers), supermercados, restaurantes, bares, lanchonetes, serviços diversos, oficinas, garagens coletivas(automáticas ou não) e similares. depósitos em geral, incluindos centros atacadistas, transportadoras e similares. instalações de produção, manipulação, armazenamento ou distribuição de gases e líquidos combustíveis ou inflamáveis como: a) destilaria, refinaria ou plataforma de carregamento; b) parques de tanques ou tanques isolados; c) posto de serviços de abastecimento; d) armazém de produtos acondicionados.
Nota: as ocupações não relacionadas serão classificadas por similaridade. VI.3. - PROTEÇÃO POR EXTINTORES MANUAIS E SOBRE RODAS. Toda edificação deve ser protegido por extintores, exceto as residências unifamiliares. VI.3.1. - EXTINTORES MANUAIS Uma unidade extintora(UE) tem a capacidade mínima conforme indicado na Tabela 1. Tab.01 - Capacidade mínima de unidade extintora (UE) Tipo Espuma Água sob pressão Gás carbônico Pó químico seco
Capacidade 10 l 10 l 6 kg ou 2 x 4 kg 4 kg
Cada UE pode proteger uma determinada área conforme o risco, como indicado na Tabela 2. Tab.02 - Área protegida por 1 EU Risco A B C
Área (m2) 500 300 200
A distribuição dos extintores deverá ser equidistante, de forma que o usuário não necessite percorrer mais que as distância indicadas na Tabela 3, conforme o risco.
104
Tab.03 - Distância máxima percorrida pelo usuário Risco A B C
Distância (m) 25 20 15
Cuidados: - a altura da parte superior do extintor não deve ultrapassar 1,80 m. - deve estar sempre desobstruído. - não deve ser colocado na escadaria - deve ficar em locais visíveis e sinalizados - não deve ficar no piso. Recomendação: para dimensionamento e distribuição de extintores, além da área máxima de cobertura por 1 UE e o percurso do operador, cada pavimento deverá ter no mínimo 2 UE, exceto para edificações de risco A que não sejam escolas, hospitais ou similares, conforme categoria de incêndio mostrado na Tabela 4. Tabela 4 - Características dos extintores Extintor Categoria de Incêndio Método de Extinção Madeira Papeis Tecidos etc Óleos Gasolina Tintas etc Equipamentos Elétricos
Pó químico seco
Espuma
Gás carbônico
Água sob pressão
Abafamento
Resfriamento / Abafamento
Abafamento
Resfriamento
NÃO; mas controla fogos superficiais em fibras têxteis
SIM
NÃO; mas controla pequenos focos
SIM
SIM
SIM
SIM
NÃO
SIM
NÃO
SIM
NÃO
VI.3.2. - EXTINTORES SOBRE RODAS (CARRETAS) Em edificações classificados com risco C, é obrigatório o uso conjugado de extintores manuais e sobre rodas. Não podendo proteger a área somente com extintores sobre rodas, ficando limitado, no máximo 50% da proteção requerida pelo risco. Assim como nos extintores manuais, deve ficar desobstruídos, sinalizados e posicionados em locais visíveis, preferencialmente em locais centrais da edificação. O seu uso fica restrito ao pavimento onde se encontra instalado. Em outros riscos, somente será aceito o uso de extintores sobre rodas se a edificação permitir facilidade de acesso a todos os pontos. Nas Tabelas 5 e 6 encontram-se as capacidades dos extintores e as distâncias máximas de percurso. Tabela 5 - Capacidade mínima dos extintores sobre rodas Tipo Espuma Água sob pressão
Capacidade 75 l 75 l 105
Gás carbônico Pó químico seco
25 kg 20 kg
Tabela 6 - Distância máxima percorrida pelo usuário Risco Distância (m) A 32,5 B 30 C 22,5
VI.4. - PROTEÇÃO POR REDE DE HIDRANTES. O sistema de proteção por rede de hidrantes destina-se a dar combate ao princípio de incêndio e auxiliar na ação dos bombeiros para deberar o incêndio. VI.4.1. – HIDRANTE Os hidrantes podem ser internos ou externos e distribuídos de tal forma que qualquer ponto da edificação possa ser coberto por jato d’água, considerando-se no máximo 30 m de mangueira. Devem possuir dispositivos de manobra, registro e engate rápido de 63 mm, ter altura entre 1 e 1,5 m, estar desobstruídos e sinalizados. Recomenda-se que um hidrante deve ficar próximo da porta de acesso, a uma distância máxima de 5,0 m. Em edificação multi-andares, os hidrantes devem ficar próximos da escadaria. Se a edificação possuir escada enclausurada, devem ser instalados em áreas adjacentes, como hall, ante-câmaras, etc. O hidrante externo deve ser instalado no mínimo a 15 m de distância da edificação para garantir alcance do jato d’água de 60 m, caso contrário, o alcance do jato considerado fica limitado a mesma do hidrante interno, de 30 m. Nota: Não será exigido a colocação de hidrante em edículas, mezaninos, escritórios de fábricas em andar superior e zeladorias com áreas inferiores a 200 m2, desde que o hidrante instalado no pavimento assegure a proteção. VI.4.2. – CANALIZAÇÃO As canalizações deverão ter diâmetro mínimo de 63 mm, de material resistente ao calor como aço galvanizado, ferro fundido ou cobre. Nas redes externas enterra das, pode ser utilizadas canalizações de cimento amianto e PVC. Deve resistir a uma pressão em torno de 100 mca, valor igual a pressão máxima de recalque de uma bomba de incêndio. As canalizações deverão ter terminais padronizados pelo Corpo de Bombeiros, com registro, mangueiras e esguichos com conexões de engate padrão. Deverá ser previsto um prolongamento da canalização até a entrada principal para instalação do dispositivo de recalque de 63 mm de diâmetro e vazão de 1000 l/min, no máximo dois bocais em cada dispositivo e os dispositivos espaçadas de 20 m entre si, quando instalado mais de um dispositivo de recalque. Os dispositivos de recalque podem ser de passeio ou de parede. No passeio, o registro de recalque deverá ficar em caixa de alvenaria de 0,40 x 0,60 m, com a expedição voltada para cima com profundidade máxima de 0,15 m em relação ao piso, e ter uma tampa metálica com a inscrição INCÊNDIO. Quando instalada na parede, as dimensões da caixa será a mesma da utilizada no passeio, com a expedição voltada para a rua e altura entre 0,6 e 1,0 m e ter uma tampa com inscrição INCÊNDIO. Em rede de hidrantes alimentada por gravidade recomenda-se não colocar válvula de retenção no dispositivo de recalque. 106
VI.4.3. – MANGUEIRA As mangueiras devem ser revestidas internamente com forro de borracha ou outro material de acordo com as especificações das normas técnicas. O comprimento máximo das mangueiras, o diâmetro e respectivo esguicho serão escolhidos de acordo com a classe de risco atribuído à edificação. Os valores podem ser observados na Tabela 7. Tabela 7 - Comprimento e diâmetro da mangueira e respectivo bocal de esguicho Risco A B C
Mangueira Comprimento (m) 30 30 30
Diâmetro (mm) 38 38 38
Esguicho Diâmetro (mm) 13 16 16
VI.4.4. – RESERVATÓRIO O volume mínimo de reservação deverá ser de 5,0 m 3. Se a alimentação for por gravidade ou por “by-pass”, o volume de armazenamento deverá ser feito junto com o reservatório superior da edificação. Se for por bombeamento ou sob comando, deverá ser armazenado no reservatório inferio da edificação. O volume armazenado deverá alimentar continuamente os hidrantes em uso simultâneo em pelo menos 30 minutos. Para dimensionar o reservatório, ou determinar o volume de reservação necessária para combate a incêndio, deve-se estimar a pressão e vazão em cada hidrante em funcionamento simultâneo. Esta estimativa também depende do sistema de alimentação adotado para a rede de hidrantes instalado na edificação. VI.4.5. - ESTIMATIVA DE PRESSÃO E VAZÃO A pressão mínima no ponto mais desfavorável deverá ser de 15 mca para os riscos classe A e B e de 20 mca para o risco classe C, exceto em edificação predominantemente residencial, sujeita a proteção por hidrantes, alimentadas pelo reservatório elevado, será permitida pressão dinâmica mínima de 6 mca, mesmo com sistema “by-pass”, e também em edificações destinadas a manipulação de combustíveis de todos os tipos e em edificação que substituir os hidrantes por outro tipo de proteção que produza jato sólido ou neblina, a pressão mínima será de 30 mca para área coberta e 40 mca para área descoberta. A pressão mínima residual no hidrante mais desfavorável deverá ser alcançada considerando o uso simultâneo de hidrantes conforme mostrado na Tabela 8. Tabela 8 - Número de hidrantes em teste de uso simultâneo Hidrantes instalados 1 2a4 5a6 mais de 6
Hidrantes em teste de uso simultâneo 1 2 3 4
Para efeito de equilíbrio de pressão no ponto de cálculo será admitida a variação máxima de para mais ou menos 0,5 mca. Em edificação com mais de 12 andares e/ou 36 m de altura, mão são recomendadas pressões acima de 100 mca em nenhum dos hidrantes. A vazão da rede de hidrantes será estimada como sendo a soma das vazões que saem dos hidrantes em testes de uso simultâneo. O volume necessário de armazenamento será estimado de acordo com o tamanho da edificação e do seu tempo de funcionamento, dado pela formula: 107
V Q.t
onde: V - volume de reserva, em litros. Q - vazão correspondente ao número de hidrante em funcionamento simultâneo, em litros/minutos. t - tempo de funcionamento, em minutos. O tempo de funcionamento depende da área construída da edificação, como pode ser conferido pela Tabela 9. Tabela 9 - Tempo mínimo de funcionamento dos hidrantes em uso simultâneo Área construída (m2) até 20.000 20.001 a 30.000 30.001 a 50.000 50.001 a 100.000 acima de 100.000
Tempo de funcionamento (minutos) 30 45 60 90 120
VI.5. - DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO, GRAVIDADE, POR RECALQUE E “BY-PASS”
DISTRIBUIÇÃO
POR
A rede de hidrantes podem ser alimentadas pelo reservatório elevado por gravidade ou por “by-pass” ou ainda ser totalmente por recalque, isto é, utilização do sistema de alimentação sob comando. A rotina de cálculo, para os três casos são similares, mas exige adaptações pertinentes para cada caso. A vazão no bocal do esguicho será determinada utilizando a seguinte equação: Q Cd . A.
2.g .H
onde: Q - vazão, m3/s; A - área do bocal, m2; g - aceleração da gravidade, m/s2; Cd = coeficiente de descarga, 0,95 ~ 0,98; H = pressão dinâmica mínima no bocal, mca. As perdas de carga nas canalizações e nas mangueiras serão estimadas pela formula de Hazen-Williams dada por: J
10,641 Q 1,85 . C 1.85 D 4,87
onde: C = coeficiente do material; D = diâmetro da canalização ou mangueira, m. Os valores de C para canalização de aço galvanizado e mangueira revestida de borracha são 100 e 140, respectivamente.
108
Exemplo de Dimensionamento Utilizando o edifício do exemplo dos outros tópicos, um prédio de 8 andares, mais térreo e um sub-solo. - Determinação da altura do reservatório elevado, pressão e vazão nos hidrantes mais desfavoráveis (distribuição por gravidade).
R2
Reservatório Elevado R1
X R.G.
R.G.
1,55
1,45 Valvula de Retenção 2,00
1,90
A 2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
H1
B
H2
C
H3
D
H4
E
H5
F
H6
G
H7
H
H8
3,50
I 1,60
J
1,20
K
H9 H10
Dispositivo de Recalque ou Registro de Calçada
Fig.02 - Esquema isométrico da rede de hidrantes.
- Equação e dados para dimensionamento - Prédio residencial
- Risco classe A, - Pressão dinâmica mínima = 6 mca. - Tubo de aço galvanizado de 63 mm de diâmetro, C = 100. - Mangueira revestida de borracha de 30 m, C = 140. - Diâmetro do bocal do esguicho = 13 mm. - Aceleração da gravidade = 9,81 m / s2. 109
- Equação para calculo da vazão no bocal. Q Cd . A.
(I)
2.g .H
- Equação para cálculo da pressão, H, no bocal.
Q Cd . A H 2.g
2
(II)
- Equação para o cálculo da perda de carga no tubo e na mangueira. J
10,641 Q 1,85 . C 1.85 D 4,87
(III)
- para o tubo de aço galvanizado de 63 mm. J = 1493,46 . Q1,85
(IV)
htubo = J . L
(V)
- para mangueira de 30 m, a perda de carga total é dada por:
hmang = 2,82x105 . Q1,85
(VI)
- Estimativa do comprimento total da canalização de 63 mm, da coluna de distribuição até o engate da mangueira para os hidrantes H1, H2 e H3: comprimento desenvolvido comprimento equivalentes - registro de ângulo - redução 63 x 38 mm - Tê saída bilateral TOTAL (L)
: 2,00 m : 10,00 m : 0,40 m : 4,16 m :16,56 m
- para o hidrante H4: comprimento desenvolvido comprimento equivalentes - registro de ângulo - redução 63 x 38 mm - Tê saída lateral TOTAL (L)
: 2,00 m :10,00 m : 0,40 m :3,43 m :15,83 m
- Estimativa das pressões e vazões - Cálculo da pressão no ponto A. 110
PA = PH1 + hmang + htubo a vazão no hidrante H1, pela Equação I, será : Q 0,98.1,327 x10 4
2.9,81.6
Q1 = 1,41x10-3 m3/s ou 1,41 l/s substituindo o valor nas Equações IV, V e VI, obtém-se os valores: hmang = 2,82x105 .(1,41x10-3)1,85 hmang = 1,50 m J = 1493,46 . (1,41x10-3)1,85 J = 0,0080 htubo = 0,0080 . (16,56) htubo = 0,13 m PA = 6,00 + 1,50 + 0,13 PA = 7,63 mca - Cálculo da pressão em B. PB = PH2 + hmang + htubo Adotando Q2 = 1,60x10-3 m3/s, e substituindo nas Equações II, IV, V e VI, tem-se: PH2 = 7,71 mca hmang = 1,90 mca htubo = 0,17 mca PB = 9,78 mca - Cálculo da pressão em C. PC = PH3 + hmang + htubo Adotando Q3 = 1,79x10-3 m3/s: PH3 = 9,55 mca hmang = 2,33 mca htubo = 0,17 mca PC = 12,19 mca 111
- Cálculo da pressão em D. PD = PH4 + hmang + htubo Adotando Q4 = 1,98x10-3 m3/s: PH4 = 11,82 mca hmang = 2,81 mca htubo = 0,25 mca PD = 14,88 mca - Verificação das pressões através da coluna de distribuição de 63 mm de diâmetro. A diferença entre os valores da pressão nos pontos de cálculos deve ser menor que 0,50 mca. - Comprimento da tubulação comprimento desenvolvido comprimentos equivalentes - Tê saída bilateral TOTAL (L)
: 2,80 m : 4,16 m : 6,96 m
- Pressão em C. PC = PD - H + htubo Q = 1,98x10-3 m3/s PC = 14,88 - 2,80 + 0,10 PC = 12,18 mca ~ 12,19 mca ---> OK! - Pressão em B. PB = PC - H + htubo Q = 3,77x10-3 m3/s PB = 12,18 - 2,80 + 0,34 PB = 9,72 mca ~ 9,78 mca ---> OK! - Pressão em A. PA = PB - H + htubo Q = 5,37x10-3 m3/s PA = 9,72 - 2,80 + 0,65 112
PA = 7,57 mca ~ 7,63 mca
OK!
- Determinação da altura do reservatório A vazão total que sai do reservatório, no teste simultâneo, é de Q = 6,78x10-3 m3/s, utilizando a Equação IV, acha-se a perda de carga unitária de J = 0,1448 m/m. O comprimento total pelo esquema apresentado na Figura 5.2, será: comprimento desenvolvido comprimentos equivalentes - 2 joelhos 90o - 1 Tê de passagem direta - 1 registro de gaveta - 1 entrada normal - 1 valvula de retenção leve TOTAL (L)
: (4,90 + X) m :4,70 m :0,41 m :0,40 m :0,90 m :5,20 m : (16,51 + X) m
- pela manometria, tem-se: PA = PR2 + H - htubo 7,63 = 0 + (X + 1,90) -(0,1448X + 2,39) X = 8,12 / 0,8552 X = 9,50 m Portanto, o fundo do reservatório deverá ficar a 9,50 m acima do barrilete. - Cálculo do volume da reserva de incêndio A estimativa da vazão para efeito de armazenamento deve ser feito quando 04 hidrantes mais favoráveis estiverem em uso ou teste. Portanto, deve-se estimar a vazão dos hidrantes H7, H8, H9 e H10, pela mesma metodologia de cálculo adotado para os hidrantes mais desfavoráveis. O comprimento total da tubulação do trecho K - H10 difere do adotado os outros trechos pelo uso de um joelho de 90o no lugar de um Tê de saída bilateral, assim o comprimento total considerado, L = 16,56 m nos demais, passa para L = 14,75 m. - Cálculo da pressão no ponto G. Adotando Q7 = 2,10x10-3 m3/s: PH7 = 13,29 mca hmang = 3,14 mca htubo = 0,28 mca PG = 16,71 mca 113
- Cálculo da pressão no ponto H. Adotando Q8 = 2,21x10-3 m3/s: PH8 = 14,72 mca hmang = 3,45 mca htubo = 0,30 mca PH = 18,47 mca - Cálculo da pressão no ponto I. Adotando Q9 = 2,34x10-3 m3/s: PH9 = 16,50 mca hmang = 3,83 mca htubo = 0,34 mca PI = 20,67 mca - Cálculo da pressão no ponto K. Adotando Q10 = 2,49x10-3 m3/s: PH10 = 18,69 mca hmang = 4,30 mca htubo = 0,36 mca PK = 23,35 mca - Verificação das pressões através da coluna de distribuição de 63 mm de diâmetro A diferença entre os valores da pressão nos pontos de cálculos deve ser menor que 0,50 mca. - Comprimento total da tubulação nos trechos considerados é igual a L = 6,96 m, exceto no trecho K - I, tem-se o acréscimo de um Tê de passagem direta neste trecho, ficando o comprimento L = 7,37 m. - Pressão em I. PI = PK - H + htubo Q = 2,49x10-3 m3/s PI = 23,35 - 2,80 + 0,17 PI = 20,72 mca ~ 20,67 mca
OK!
- Pressão em H. 114
PH = PI - H + htubo Q = 4,83x10-3 m3/s PH = 20,72 - 2,80 + 0,54 PH = 18,46 mca ~ 18,47 mca
OK!
OK!
- Pressão em G. PG = PH - H + htubo Q = 7,04x10-3 m3/s PG = 18,46 - 2,80 + 1,08 PG = 16,74 mca ~ 16,71 mca
- verificação da pressão no ponto G a partir do reservatório, considerando a vazão total Q = 9,14x10-3 m3/s comprimento desenvolvido comprimentos equivalentes - 2 joelhos 90o - 7 Tê de passagem direta - 1 registro de gaveta - 1 entrada normal - 1 valvula de retenção leve TOTAL (L)
:31,20 m :4,70 m :2,87 m :0,40 m : 0,90 m : 5,20 m :45,27 m
- pela Equação IV, determina-se J = 0,2523 m/m PG = H - htubo PG = 28,20 - (0,2523 . 45,27) PG = 16,78 ~ 16,74 mca
OK!
Os resultados mostram que o sistema esta equilibrado dentro das especificações do Corpo de Bombeiros, e finalmente pode-se calcular o volume de armazenamento. Vol = Q . t = (9,14 . 60) . 30 Vol = 16.452 l Este volume ocupará uma altura de 2,35 m no reservatório superior, nas dimensões dadas pelo projeto. Determinação da altura manométrica do pressurizador do sistema “by-pass”. No cálculo anterior, o dimensionamento foi realizado para um sistema de abastecimento da rede por gravidade, sem a preocupação quanto a estética da construção. Como toda edificação 115
tem limitação quanto a estética do projeto arquitetônico, a rede de hidrantes calculada deverá ser redimensionada para receber uma bomba de pressurização do sistema tipo “by-pass”.
R2
Reservatório Elevado R1
2,00 R.G.
1,41 1,00
R.G.
1,00
1,55 0,45
BOMBA
1,00 Valvulas de Retenção
SISTEMA "BY-PASS" 1,90
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,80
2,00
A
H1
B
H2
C
H3
D
H4
E
H5
F
H6
G
H7
H
H8
3,50
I 1,60
J
1,20
K
H9 H10
Valvula de Retenção Dispositivo de Recalque ou Registro de Calçada
Fig.03 - Esquema isométrico da rede de hidrantes com sistema “by-pass”.
Como o fundo do reservatório fica 2,00 m acima do barrilete, como mostrado no esquema da figura 3. Para o dimensionamento do conjunto pressurizador, é necessário conhecer o valor da carga a ser acrescida para adequar às recomendações do Corpo de Bombeiros. - Cálculo do comprimento total do sistema “by-pass” até o ponto A. comprimento desenvolvido comprimentos equivalentes - 3 joelhos 90o - 2 Tê de passagem direta - 1 Tê de passagem lateral - 3 registro de gaveta - 1 entrada normal - 1 válvula de retenção leve
10,31 m 7,05 m 0,82 m 3,43 m 1,20 m 0,90 m 5,20 m 116
TOTAL (L)
28,91 m
- Equacionando o esquema para Q = 6,78x10-3 m3/s e J = 1493,46 . Q1,85, tem-se: PA = PR2 + H - htubo - J = 0,1448 m/m. htubo = J . L htubo = 0,1448 . (28,91) 7,63 = 0 + Hm + 3,90 -4,19 Hm = 7,92 m - com posse do valor de Q e Hm, estima-se a potência do pressurizador. Pot = . Q . Hm Pot = 9806 . 6,78x10-3 . 7,92 Pot = 527 W
ou
0,7 cv
- Recomenda-se o uso de um conjunto de 1 cv de potência. SUGESTÕES a) Procurar em catálogos de fabricantes de bomba, um conjunto apropriado em termos de vazão e pressão, recalculando as novas vazões, pressões e volume de armazenamento par o conjunto adotado. b) Indicar, através de cálculos, em quantos pavimentos haverá necessidade de colocar botão de comando de acionamento do pressurizador. c) Dimensionar a rede de hidrantes somente por recalque, quando a reserva de incêndio é no reservatório inferior.
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