Sistema Hidrantes
O sistema de hidrantes é um tipo de proteção instalado em
edifícios, utilizado como meio de combate a incêndios. É composto basicamente
por Reservatórios de Água, Bombas de Incêndio, Tubulações, Hidrantes, Abrigos e
Registros de Recalque.
O sistema de hidrantes tem como objetivo dar continuidade à
ação de combate a incêndios até o domínio e possível extinção. O agente
extintor utilizado é a água, um motivo pelo qual o método principal de extinção
a ser aplicado será o resfriamento.
O sistema de hidrante que foi calculado é de um Edifício
localizado em Lauro Müller – SC em faze de construção, o calculo é avaliado
pelo bombeiro responsável da cidade de Lauro Müller, visto que esta de acordo
com as normas impostas é aprovado, logo em seguida é posto em pratica.
A seguir vamos mostrar os cálculos passo a passo:
Inicialmente
deve-se calcular a vazão no hidrante mais desfavorável (H1) com a seguinte
formula:
H = pressão dinâmica mínima. No
projeto será utilizado o valor tabelado de 4m.c.a.
d = diâmetro do requinte, em
milímetros. (no projeto o diâmetro é de 13mm).
Substituindo
os valores:
QH1 =
0,046 x 13² x √4
QH1 =
69,15 l/min = 0,00115m³/s
Obtido
a vazão do hidrante H1 é possível calcular a pressão no ponto A, que é dada
por:
Onde: H1
= pressão dinâmica mínima (4m.c.a.);
Δ(A/h1) = perda de carga total na
tubulação;
Δml = perda de carga na mangueira.
Cada
termo da equação tem equações diferentes para se calcular. A perda de carga
total na tubulação [Δ(A/h1)] é dada por:
Onde: JT1 = perda de carga unitária;
LT1 = comprimento virtual
da tubulação.
O
comprimento virtual da tubulação é dado por:
Onde: L1
= 0,20m
Então
LT1
= 0,20 + 27,40
LT1
= 27,60m
Ainda
para calcular a perda de carga total na tubulação [Δ(A/h1)] é preciso calcular
a perda de carga unitária (JT1), que pode ser calculada pela
seguinte formula:
Onde: Q
= vazão (calculada anteriormente);
C = coeficiente de rugosidade (valor
tabelado);
D = diâmetro da tubulação ou
mangueira.
Obtidos
os valores de LT1 e JT1 é possível calcular a perda de
carga total na tubulação
Δ(A/h1)
= 0,0079 x 27,60
Δ(A/h1)
= 0,219m
Ainda
para calcular a pressão no ponto A, deve-se calcular a perda de carga na
mangueira (Δm1) que é dado por:
Onde: Lm1
= comprimento da mangueira (30m)
Jm1 = perda de carga
unitária na mangueira.
O termo
Jm1 é calculado pela mesma formula do JT1, ou seja:
Agora é
possível calcular a perda de carga na mangueira (Δm1):
Δm1 =
30 x 0,030
Δm1 =
0,91m
Finalmente,
após obterem-se os valores da perda de carga total na tubulação e perda de
carga na mangueira é possível calcular a pressão no ponto A:
PA(H1)
= H1 + Δ(A/H1) + Δm1
PA(H1)
= 4 + 0,219 + 0,91
PA(H1)
= 5,125m.c.a.
Achado
a pressão no hidrante H1 é possível encontrar a pressão nos outros hidrantes,
que pode ser calculada pela formula a seguir:
Q =
0,2046 x d² x √ PA(H1) + desnível entre os hidrantes
Vazão
no ponto B = vazão no H2
QH2 =
0,2046 x 13² x √5,123 + 2,80
QH2 =
98,56 l/min
QH2 =
0,00164m³/h
Vazão
no ponto C = vazão no H3
QH2 = 0,2046
x 13² x √5,123 +2x2,80
QH2 = 115,33
l/min
QH2 =
0,00192m³/h
Vazão
no ponto D = vazão no H4
QH2 =
0,2046 x 13² x √5,123 + 3x2,80
QH2 =
129,95 l/min
QH2 =
0,00217m³/h
Pode-se
observar que conforme a diferença de altura entre os hidrantes vai aumentando,
a vazão também aumenta. Isso se deve ao aumento da pressão em cada hidrante
devido ao aumento da diferença de altura entre eles.
Vazão
total
QT =
QH1 + QH2
QT =
0,00115 + 0,00164
QT =
0,00279m³/h
Calculada
a vazão em todos os hidrantes é preciso calcular a diferença de altura entre o
reservatório e o hidrante H1 para se obter a pressão calculada no ponto A. Para
se calcular a altura usa-se a seguinte formula:
Onde: H
= altura
PA(H1) = pressão no hidrante H1
Δ(R-A) = perda total de carga R-A
(reservatório – ponto A)
Para se
calcular a perda total de carga R-A tem-se a seguinte formula:
Onde: J(R-A) = perda de carga no trecho
(reservatório A);
Lv(R-A) = comprimento virtual (reservatório
A).
Calculo da perda de carga no
trecho (reservatório A):
Calculo
do comprimento virtual (reservatório A):
A perda total de carga R-A
será:
Δ(R-A)
= [H + 21,40] x 0,041
Δ(R-A)
= 0,877 + 0,041H
Substituindo-se
na formula da altura tem-se:
H =
5,125 + [0,877 + 0,041H]
0,959H
= 6,001
H =
6,26m
E a
altura total será:
Ht = H
+ [(n° de pavimentos - 1) x pé direito]
Ht =
6,26 + [(7-1) x 3,0]
Ht =
24,26
A vazão
no ultimo hidrante:
QH =
0,2046 x d² x √Ht
QH =
0,2046 x 13² x √24,26
QH =
170,30 l/min
Agora é
preciso calcular o tempo de funcionamento dos hidrantes. O tempo para 4
hidrantes é 30 minutos (valor tabelado) e para edifícios com mais de 4
hidrantes deverá ser acrescido 2 minutos para cada hidrante excedente a 4.
Tf =
(tempo para 4 hidrantes) + (2 min para cada hidrante a mais)
Tf = 30
+ 6
Tf = 36
minutos
E a
reserva técnica de incêndio (R.T.I.) será:
R.T.I.
= QH x Tf
R.T.I.
= 170,30 x 36
R.T.I.
= 6130,84 litros = 6,13m³
NORMAS DE
SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIOS (NSCI)
Decreto Estadual nº 4.909, de 18 Out 1994
CAPÍTULO VI
Sistema Hidráulico
Preventivo
Art. 47 – O Sistema Hidráulico Preventivo sob comando ou
Automatizado, deverá ser locado em planta baixa, apresentado em esquema
vertical ou isométrico, com os detalhes e Especificações do sistema e
apresentar planilha com os cálculos hidráulicos, devendo constar do projeto, as
pressões e vazões reais verificadas nos esguichos dos hidrantes mais
desfavoráveis.
SEÇÃO I
Das canalizações
Será usada tubulação de Cobre 2”, conforme descrito no
Art. 48;
As canalizações,expostas serão pintadas de vermelho, Art.
49;
As conexões e peças do sistema devem suportar a mesma
pressão prevista para a canalização, Art. 51;
SEÇÃO II
Dos reservatórios
O abastecimento do Sistema Hidráulico Preventivo poderá
ser feito, Art. 52:
I - Por Reservatório Superior:
a)A adução será feita por gravidade, obedecendo os
seguintes requisitos:
*Uma altura mínima de 4 m, do
ultimo hidrante localizado nesse caso no 5 andar;
c) A canalização para o consumo predial deve ser
instalada com saída lateral, de modo a assegurar a RTI;
Os hidrantes serão concebidos com instalações internas,
Art. 53;
SEÇÃO III
Dos hidrantes
O hidrante será
instalado dentro do abrigo de mangueiras, Art. 54;
Adota-se para o cálculo da vazão o coeficiente de
descarga (Cd) igual a 0,98, Art. 67;
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, Art. 68.
SEÇÃO VI
Do hidrante de recalque
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, Art. 78.
SEÇÃO VII
Da reserva técnica de incêndio
A reserva técnica de incêndio será dimensionada de tal
forma que forneça ao sistema uma autonomia mínima de 30 minutos, Art. 81.
Obs.: É um resumo somente para este trabalho de aula,
maior informação sobre a NSCI.
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http://www.cbm.sc.gov.br/dat/images/arquivo_pdf/norma_integra/NSCI_94.pdf
Alunos: Alcides Proinelli Neto
Patrick Souza
Paulo Neto
Ótimo texto!
ResponderExcluirArtigo muito bom. Parabéns!
ResponderExcluirhttps://www.realfire.com.br