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29 de março de 2019 / Por / 2 Comentários

O casamento perfeito do sprinkler com o teto

Este artigo irá focar, principalmente, na posição de instalação dos bicos junto aos mesmos. O teto ideal para qualquer bico de sprinkler deve ser plano, liso e incombustível, porém, esta não é uma realidade que nos deparamos sempre. Para começar, temos que identificar as seguintes características dos tetos que receberação os sprinklers:

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Autor: Eng. João Carlos Wollentarski Júnior*

A busca pela proteção por chuveiros automáticos, invariavelmente, passa pela análise apurada do tipo de teto onde os bicos serão instalados. Tetos inclinados, obstruídos, combustíveis e afins geralmente requerem uma atenção um pouco maior.

Este artigo irá focar, principalmente, na posição de instalação dos bicos junto aos mesmos. O teto ideal para qualquer bico de sprinkler deve ser plano, liso e incombustível, porém, esta não é uma realidade que nos deparamos sempre. Para começar, temos que identificar as seguintes características dos tetos que receberão os sprinklers:

  1. Declividade: tetos até 16,7% de declividade são considerados planos, acima são inclinados;
  2. Escoamento de fumaça: teto de construção não obstruída ou de construção obstruída;
  3. Composição do material: combustível ou incombustível.

Dos itens apresentados acima, o número 2 é o que gera maiores confusões. Para melhorar o entendimento, vamos à conceituação do que é um teto de construção obstruída ou não conforme previsto na NBR 10897 (item 3.14 e 3.18).

Tetos obstruídos são aqueles cujas vigas, nervuras ou outros elementos impedem o fluxo de calor e a distribuição de água, afetando fisicamente a capacidade de controle ou extinção de incêndio pelos chuveiros automáticos.

Já os desobstruídos não impedem o fluxo de calor e a distribuição de água, portanto não afetam fisicamente a capacidade de controle ou extinção de incêndio pelos chuveiros automáticos. Os tetos desobstruídos têm elementos estruturais horizontais vazados. As aberturas nos elementos devem constituir pelo menos 70 % de sua área e a profundidade não deve exceder a menor dimensão das aberturas. São também considerados desobstruídos todos os tetos onde o espaçamento entre elementos estruturais exceder 2,3 m, medidos entre eixos.

A NFPA 13 no item A.3.7.1 dá exemplos mais claros que ajudam a identificar o tipo de teto, a norma cita 10 possíveis casos de tetos obstruídos, abaixo listei os que geralmente temos no Brasil.

Tetos com vigas: obstruído se as vigas ou abas estão espaçadas entre 0,9 e 2,3 m. Se tivermos painéis no teto (baias) com área inferior a 28 m2, independente se a distância entre vigas for maior que 2,3 m;
Teto de viga “T” (laje Pi) ou Laje nervuradas (cubetas);
Treliças com revestimento ou não de proteção passiva, onde o resultado final do conjunto obstrui mais de 30% da área da mesma;
Treliças com banzo superior com mais de 10 cm de altura;
Tetos com terças tipo “C ou Z” com alturas maiores que 10 cm;

Agora que o leitor já aprendeu a identificar os tipos de tetos, vamos separar os bicos de sprinklers em dois grupos: supressão (ESFR) e spray.

Os bicos de supressão tipo ESFR são geralmente utilizados em áreas de estocagem. Eles promovem a supressão precoce de um incêndio atuando de forma rápida e lançando grande quantidade de água. Para que isto ocorra, é vital que a distribuição de calor no teto seja uniforme, assim, será garantido que os bicos mais próximos do foco do fogo vão se abrir rapidamente e suprimir o incêndio lançando grande quantidade de água no lugar certo. Este tipo de bico só pode ser usado quando todas as condições abaixo são atendidas:

O teto não pode ter mais que 16,7% de declividade (teto plano);

Teto de construção não obstruída (combustível ou não) ou de construção obstruída desde que o mesmo seja incombustível;

Quando a profundidade das vigas ou abas do teto exceda 300 mm, os bicos devem ser instalados em cada canal formado pelos elementos estruturais.

A primeira vez que lemos os itens acima, temos a certeza de que isto é tranquilo de ser atendido, mas geralmente não é. Vamos a alguns exemplos:

  • Em telhado tipo Shed com declividade maior que 16,7%, não se aplica ESFR;
  • Em telha tipo “calhetão”, concreto ou metálico, só pode ser aplicado se a altura dos canais da telha tem até 300 mm ou se forem instalados sprinklers em todos canais da telha.

Este tipo de bico de sprinkler não muda suas características de áreas de cobertura e distâncias máximas e mínimas e nem a altura de instalação em função do tipo de teto. Um detalhe curioso, apenas pode ser verificado em relação a altura de instalação dos bicos que seguem a seguinte regra:

  • Bicos pendentes K200 e K240 8 Defletor entre 150 mm e 356 mm do teto;
  • Bicos pendentes K320 ou K360 8 Defletor entre 150 mm e 457 mm do teto;
  • Bicos para cima K200 e K240 8 Defletor entre 75 mm e 300 mm do teto.

Naturalmente, os ESFR são pendentes. Encontramos no mercado bicos para cima (up-right) K14 ou K17, porém, os critérios para aplicação deste modelo são bem reduzidos, fazendo com que sua aplicação seja restrita. Levando em conta que na maioria das situ ações temos que usar bicos pendentes, o tamanho dos elementos contidos no teto pode ser um problema natural para aplicação.

Geralmente, passamos o tubo abaixo destes elementos para que seja possível a suportação, o que pode, eventualmente, gerar dificuldades para manter o defletor dos bicos dentro dos limites indicados acima. Não é raro uma situação na qual poderíamos adotar um bico K14 ou K17 optarmos por K22 ou K25 para que seja possível instalar o bico respeitando os critérios indicados.

Um outro detalhe que pode chamar a atenção do leitor é que não temos canoplas de acabamento para forros. A lógica está no fato de que os mesmos devem ficar a pelo menos 150 mm do teto.

Esta distância evita que o bico entre em operação muito rápido visto que, neste caso, podemos ter a abertura de fora da área antes que o incêndio seja controlado pelos bicos que estão próximos.

Os bicos tipo spray são usados desde a década de 50 e muitos ensaios e estudos foram feitos com este tipo de sprinkler. Muitas vezes, não se pode usar um ESFR por causa das restrições ou mesmo por outros motivos, tais como uso de redes do tipo seca ou de ação prévia (ESFR são permitidos apenas em redes do tipo molhada). Neste caso, os bicos spray são a única solução. Vale dizer que é largamente usado em locais onde não há áreas de estocagem.

Diferente dos bicos ESFR, os spray não possuem restrição quanto à instalação. Eles podem ser usados em qualquer situação, desde que atendido todos os requisitos normativos adequados.

A tabela 9 da NBR 10897 e a tabela 8.6.2.2.1 da NFPA 13 trazem os critérios de área e distância para este tipo de bico, levando em conta o tipo de construção de teto; se o mesmo é combustível ou não e o tipo de critério de dimensionamento hidráulico. Em risco
leve, por exemplo, podemos ter a área máxima de cobertura do bico variando de 12,1 à 20,9 m2.

No caso de tetos não obstruídos, a regra de instalação de sprinkler é extremamente simples: o defletor deve ficar entre 25 mm e 300 mm do teto. Para os obstruídos temos quatro opções para instalação dos bicos que seguem abaixo:

  1. Defletores entre 25 e 150 mm abaixo dos elementos estruturais limitado a uma distância máxima do teto de 550 mm;
  2. Se o elemento estrutural for muito alto e a regra anterior não puder ser aplicada, instalar os bicos acima da face inferior dos elementos estruturais com a distância máxima do teto de 550 mm;
  3. Instalar os bicos em cada baia entre 25 e 300 mm do teto;
  4. Para tetos com laje T (Pi) ou laje nervurada, com distância entre abas ou nervuras inferior a 2,3 m instalar os bicos de sprinkler no mesmo nível ou 25 mm abaixo da aba ou nervura.

 

distância entre abas ou nervuras inferior

distância entre abas ou nervuras inferior a 2,3 m instalar os bicos de sprinkler no mesmo nível ou 25 mm abaixo da aba ou nervura.

O leitor mais atento observará que instalar o bico com o defletor, dentro dos limites indicados acima, pode ser um desafio. Muitos profissionais, para resolver o problema, utilizam um dispositivo denominado “coletor de calor” junto ao bico de sprinkler que encontra-se fora dos limites. Este tipo de equipamento não é admitido na norma brasileira de instalação de chuveiros automáticos, ABNT NBR 10897, desde 2007 e também não encontra respaldo na norma americana, a NFPA 13. Passados mais de 10 anos, ainda é comum encontrarmos instalações novas com este tipo de equipamento.

Existem outros critérios para situações diferentes tais como bicos de sprinkler laterais (sidewall), bicos do tipo dry-pendent, bicos de cobertura estendida e os que possuem aprovação por aplicação especial. É impossível, neste breve espaço, tratar de todos, mas as informações aqui contidas fatalmente abrange mais de 90% das instalações. Convido o leitor a estudar os outros tipos de bicos complementar o entendimento sobre o assunto.

Um bom projeto de chuveiros automáticos deve ser cuidadosamente pensado levando em conta todo o seu entorno, só assim poderemos ter a certeza de que a prescrição que estamos adotando, de fato, será eficiente na aplicação que pretendemos.

 

*Dados do autor:

Engº João Carlos Wolletarski Júnior. – Engenheiro Civil pela UFMG, Diretor da Ipê Consultoria, Ex-Presidente da ABSPK (2016-2017), Membro do comitê da ABNT para normas de Sprinkler – NBR 10897, NBR 13792, NBR 16400, NBR 16704 Membro do comitê técnico da ABSPK (2012-2015). Trabalha com projetos e consultorias na área de proteção contra incêndio há 18 anos com trabalhos em vários estados do Brasil especialmente sistemas de sprinkler para galpões de estocagem. Vencedor do primeiro concurso de sprinklers promovido pelo ISB em 2013 com o trabalho Conceitos Fundamentais e Dicas Importantes Para Quem Trabalha com Sprinkler. Uma visão especial da NFPA 13.

Referência:

SITE IPE CONSULTORIA: http://www.ipeconsultoria.com.br/
eBook: Sprinklers: O guia essencial
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2 Comentários

  • Jorge Gomes disse:

    Tenho observado uma série de equívocos nas instalações em Shopping, quando muitas vezes o projeto está correto e adequado mas, a instalação física em desacordo e fica por isso mesmo em função de custo para correção. Percebo muitos aventureiros no mercado por causa do orçamento menor.

  • Bom artigo. Podemos acrescentar que no caso de depósitos (e várias outras ocupações com alta quantidade de carga combustível) a altura do telhado (ou seja, o lado inferior do “forro” onde a pluma do fogo inicia o escoamente horizontal dos gases – não o pé direito) tem um papel determinante na aplicação de proteção por sprinklers, além daqueles que são citados no artigo acima. Há uma pressão enorme no Mercado logistico por aproveitar ao máximo a area de armazenamento e não é incomum encontrarmos telhados de 18 metros ou mais. Tenho visto proteção por sprinklers ESFR (e mesmo sprinklers de resposta padrão K-11) em depósitos com esta altura e onde a “autoridade”, os proprietaries, os clients, etc consideram que o prédio está bem protegido, quando de fato não está. Existe a erronea concepção de que basta estar protegido por sprinklers para que tudo esteja bem, quando de fato sabemos com base em dados empíricos que o controle ou supressão de um incendio depende de uma frágil equilíbrio entre o tempo de resposta do sprinkler e fluxo de água que efetivamente chegua à base do fogo.

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