DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO

A recente tragédia ocorrida em Santa Maria desencadeou grande mobilidade por parte das autoridades responsáveis pela segurança e prevenção contra acidentes em locais públicos e/ou concentração de pessoas, como edificações residenciais multifamíliar, caso a ser estudado a seguir.

Um grande meio de combate a incêndios em casos como o relatado, mais difundido e cobrado atualmente, atende pela sigla S.H.P. (Sistema Hidráulico Preventivo), composto em suma, pela rede de hidrantes distribuídos pela edificação de modo a combater qualquer foco de incêndio do local. É abastecido pela reserva técnica de incêndio, RTI, dimensionada a atender a necessidade da edificação, expecifica pela norma desenvolvida pelo Corpo de Bombeiros, podendo ser auxiliada por uma moto-bomba ou simplesmente funcionando pela força gravitacional, abastecendo o/os hidrante/s ou pelo Hidrante de Recalque, que fica no final do sistema e que ao esgotamento da reserva técnica de incêndio é conectado à um caminhão pipa ou de bombeiros, novamente abastecendo o sistema de hidrantes. Vejamos a seguir o dimensionamento de um S.H.P. em um prédio de sete andares com dois apartamentos por andar.

Esta postagem se propõem e demonstrar em passo à passo o dimensionamento do sistema, bem como todas os amparos e normas na qual se foi baseado, proporcionando material de pesquisa para os estudantes de Mecânica do Fluidos, já que envolve calculo de vazão, perda de carga, manometria e outras características abordadas pela matéria bem como material para alunos de outras cadeiras do curso como Instalações Hidráulica e Preventiva, abordando o próprio tema de S.H.P.

CLASSIFICAÇÃO

A classificação da edificação quanto a ocupação;

A edificação classifica-se como RESIDENCIAL Privativa (multifamiliar), de acordo com a NSCI/94, Capítulo II – Da Classificação de ocupação dos Edifícios, Art. 10, item I – Residencial, subitem a) Privativa (multifamiliar).

O risco de incêndio da edificação;

De acordo com a NSCI/94, Capítulo IV – Classificação dos Riscos de Incêndios, Art. 27, e considerando classificação da edificação do item anterior como RESIDENCIAL, considera-se risco de incêndio da mesma como RISCO LEVE (item I, subitem a) residencial).

Exigência de Sistema Hidráulico Preventivo;

De acordo com a NSCI/94, Capítulo III – Dos Sistemas de Segurança, Art. 13 – Nas edificações RESIDÊNCIAIS PRIVATIVAS multifamiliares, deverá ser utilizado o seguinte sistema de proteção:

- Sistema hidráulico preventivo, atendendo ao item II, onde especifica que com 04 ou mais pavimentos ou área total construída, igual ou superior a 750 m², será exigido Sistema Hidráulico Preventivo;

Obs.: Neste trabalho serão apresentados a grande maioria dos dispositivos de proteção contra incêndio, exigidos pelas NSCI – Normas de Segurança Contra Incêndio do Corpo de Bombeiros do Estado de Santa Catarina, visto o foco em S.H.P.

DEFINIÇÕES GERAIS

Definição do tipo de canalização do SHP;

Baseando-se na NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção I – Das canalizações, Art. 48, o tipo de canalização que será utilizado neste sistema preventivo será de aço galvanizado, considerando diâmetro mínimo de tubulação para início de cálculo igual a 63mm.

Definição do tipo de abastecimento do SHP;

Baseando-se na NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção II – Dos reservatórios, Art. 52, item I subitem a), o tipo de abastecimento do sistema será por reservatório superior com adução feita por gravidade.

Pressão mínima para o funcionamento do SHP;

Segundo a NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção III – Dos hidrantes, Art. 65, e considerando classificação do risco de incêndio como RISCO LEVE (item I), a pressão mínima para o funcionamento do sistema é 0,4kg/cm², ou seja, 4mca.

Número de hidrantes funcionando simultaneamente;

Segundo a NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção III – Dos hidrantes, Art. 66, e considerando que a edificação possui 8 hidrantes instalados (item IV – quando instalado mais de 6 hidrantes), 4 hidrantes deverão funcionar simultaneamente.

Coeficiente de rugosidade para tubulações do SHP;

Segundo a NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção III – Dos hidrantes, Art. 68:

“Adota-se para os dimensionamentos a fórmula de Hanzen Willians, com o valor do coeficiente de rugosidade de 120 para as canalizações e de 140 para as mangueiras com revestimento interno de borracha.”

Comprimento das mangueiras do SHP;

Baseando-se na NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção V – Das linhas de mangueiras, Art. 72, será adotado comprimento de mangueira igual a 15m.

Diâmetro mínimo para tubulações;

De acordo com a NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção I – Das canalizações, Art. 48, o diâmetro mínimo de tubulação para início de cálculo será 63mm, bem como, de acordo com Seção V – Das linhas de mangueiras, Art. 73, e considerando edificação de risco leve o diâmetro da mangueira será de 38mm e seu requinte 13mm.

Tipos de mangueiras para o SHP;

Segundo a NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção V – Das linhas de mangueiras, Art. 74:

“As mangueiras devem ser flexíveis, de fibra resistente à umidade e com revestimento interno de borracha.”

Hidrante de recalque para o SHP;

Segundo a NSCI/94, Capítulo IV – Sistema Hidráulico Preventivo, Seção VI – Do hidrante de recalque, Art. 78:

“O hidrante de recalque será localizado preferencialmente junto à via pública, na calçada ou embutido em muros ou fachadas, observando-se as mesmas cotas para instalação dos hidrantes de parede.”

Reserva Técnica de Incêndio - RTI;

De acordo com a IN 007 – Sistema Hidráulico Preventivo, item 4.2.1.3.2, subitem d), a RTI deverá ser dimensionada de forma que forneça ao sistema uma autonomia mínima de 60 minutos, quando acondicionada em reservatórios superiores.

MEMORIAL DE CÁLCULO

RTI

Pressão disponível no ponto A

PA = PR + DN – HP

PA = PM + 0 + HP

PA = 4 + HPtub + HPmang

PA = 4 + 0,056 + 0,51

PA = 4,566 m.c.a

Vazão do H1

QH1 = 0,2046.d².√P min

QH1 = 0,2046.².√4

QH1 = 69,15 L/min x 30min = 2074,50 L

Cálculo da perda de carga na tubulação

QH1 = 69,15L/min

Dtub = 63mm

Ctub = 120 Aço galvanizado

J = ((10,641.QH1^1,85)/(Ctub^1,85.Dtub^4,87))

J = ((10,641.0,011^1,85)/(120^1,85.0,063^4,87))

J = 3,91x10^-3

Htub = J.Lt

Htub = (3,91x10^-3).14,28

Htub = 0,056 m.c.a

Lt = Lreal + Lpeças

Lt = 0,25 + (3,43+0,60+10)

Lt = 14,28m

Cálculo da perda de carga na mangueira     

Lt = 15cm

Dtub = 38mm

Ctub = 140

HPmang = J.Lt

HPmang = 0,034x15

HPmang = 0,51 m.c.a

J = ((10,641.QH1^1,85)/(Ctub^1,85.Dtub^4,87))

J = ((10,641.((69,15/6000)^1,85))/(140^1,85.0,038^4,87))

J = 0,034

Método Simplificado

PB = PA + DN(a-b)

PB = 4,566 + 2,85

PB = 7,416 m.c.a

QH2 = 0,2046.d².√P min

QH2 = 0,2046.13².√7,416

QH2 = 94,16 L/min x 30min = 2824,86 L

QH3 = 0,2046.d².√P min

QH3 = 0,2046.13².√7,416+2,85

QH3 = 110,78 L/min x 30min = 3323,64,65 L

QH4 = 0,2046.d².√P min

QH4 = 0,2046.13².√7,416+2,85+2,85

QH4 = 125,22 L/min x 30min = 3458,50 L

QHT = 69,15 + 94,16 + 110,78 + 125,22

QHT = (399,31 L)/60000 = 6,65.10^-3 m³/s

Dtub= 63mm

Ctub = 120

J = ((10,641.Qtotal^1,85)/(Ctub^1,85.Dtub^4,87))

J = ((10,641.(6,65.10^-3)^1,85)/(120^1,85.0,063^4,87))

J = 9,98x10^-3

Lt = Lh + Lv + Lpeças

Lt =  0 + H + 9,4

Lt = 9,4 + H

Perda de carga

1 entrada normal = 0,90m

1 registro gaveta = 0,40m

1 válcula de retenção = 8,10m

TOTAL = 9,40m

PA = PR + DN(r-a) – HP(r-a)

4,566 =  0 + H – [  9,98x10^-3.(9,4+H) ]
4,566 = H – 0,0938 - 9,98x10^-3.H

4,6598 = 0,99002.H

H = 4,70m

Cálculo da reserva técnica de incêndia (RTI)

RTI = QH(mais favorável)∆t

QH4 = 0,2046.d².√P min

QH4 = 0,2046.13².√7,416 + 2,85 +2,85 + 2,85 +2,85 + 2,85 +2,85 + 2,85

QH4 = 180,88 L/min

Obs: ∆t = 30 min (Para os 4 hidrantes mais desfavoráveis)

Para cada hidrante a mais acrescentar 2 min.

RTI = 180,88.36

RTI = 6511,68 L = 6,5m³

Acadêmico: Marcelo Pinho Maciel
Engenharia Civil - UNISUL