7.1 Introdução
O desenvolvimento de um incêndio depende da reação ao fogo dos materiais e do projeto da edificação. A segurança dos ocupantes é diretamente afetada pela razão de liberação do calor, porque, esta determina o tempo disponível para o escape.
Em um compartimento, quando um objeto inicia um processo de ignição, durante um curto período de tempo, ela ocorre como ocorreria em um local aberto. Decorrido certo tempo, o confinamento passa a influir no desenvolvimento do incêndio. A fumaça produzida pela combustão se eleva, formando um colchão de gases quentes abaixo do teto, aquecendo-o e as partes superiores das paredes podendo ocasionar a generalização do incêndio ou flashover.
A formação do colchão de gases quentes que é dependente da reação ao fogo dos materiais tem uma influência sobre o tempo disponível para o escape seguro (ASET). Ao se considerar a segurança dos usuários de uma edificação, o ASET deve ser tal que condições insustentáveis para a vida humana não sejam geradas no compartimento pelo processo de combustão.
Nesse capítulo, faz-se a análise da evacuação da edificação que, hoje, é o Pavilhão de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto (Centro Federal de Educação Tecnológica de Ouro Preto), em função do tipo de sua ocupação, utilizando o programa de computador EVACNET, descrito no Capítulo 6, e comparando os tempos necessários de escape com o ASET obtido com aplicação da Instrução Técnica Nº 15 do Corpo de Bombeiros de São Paulo.
O Pavilhão de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto tem área de 815,76 m2, pé direito médio de 3,38 metros e é compartimentado conforme ilustra a figura 16 e está localizado dentro do CEFET Ouro Preto conforme ilustra a figura 17.
Figura 16: Edificação do CEFET Ouro Preto com uma saída
Figura 17: Localização do Pavilhão de Segurança no Trabalho na área do CEFET Ouro Preto.
7.2 Simulações
7.2.1 Primeira simulação – Ocupação: edifício educacional
7.2.1.1 Tempo necessário para escape – EVACNET
Utiliza-se nesta simulação a edificação como edifício educacional ocupado por 288 pessoas, todos em boas condições de saúde e capazes de realizar o escape sem ajuda de profissionais bombeiros. Inicia-se um incêndio no centro do compartimento número 104 (ponto crítico) que no EVACNET é denominado de WP03.001. A simulação emprega os dados de capacidade do nó, conteúdo inicial do nó, capacidade de fluxo do arco e tempo de passagem do arco constantes nos Anexo I (Informação dos Nós) e Anexo II (Informação dos Arcos). Os resultados são sintetizados nas Tabelas 15 e 16.
Tabela 15: Resumo dos resultados
Resumo dos resultados “Pavilhão Térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto”
55 período de tempo para evacuar o
edifício 275 s
07 período de tempo para evacuação do
edifício não congestionado 35 s 7.9 fator de congestionamento (razão do
número médio de período de evacuação do edifício pelo tempo de evacuação do edifício)
- 24.6 número médio de períodos para
evacuar uma pessoa 123 s 5.2 número médio de pessoas evacuadas
por período de tempo - 288 número de pessoas evacuadas com
sucesso -
55 número máximo de período de tempo
levado em conta pra evacuação 275 s 0 período de tempo desnecessário 0 s
Fonte: EVACNET 4, 1998.
Tabela 16: Tempo para o escape de todas as pessoas nó por nó
Pavilhão térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto
Nó Ultimo período de tempo Tempo de evacuação do nó
HA01.001 21 105 s HA02.001 50 250 s HA03.001 20 100 s HA04.001 18 90 s HA05.001 49 245 s HA06.001 54 270 s WP01.001 8 40 s WP02.001 17 85 s WP03.001 31 155 s WP04.001 19 95 s WP05.001 8 40 s WP06.001 11 55 s WP07.001 3 15 s WP08.001 15 175 s WP09.001 13 65 s WP10.001 19 95 s WP11.001 12 60 s WP12.001 3 15 s WP13.001 2 10 s Fonte: EVANECT 4, 1998.
A Tabela 15 (Resumo dos resultados) nos permite afirmar que são necessários 55 períodos de tempo, com cada período de tempo fixado em 5 segundos como dado de entrada do EVACNET, totalizando 275 segundos para o escape das 288 presentes no momento da evacuação desta edificação educacional.
A Tabela 16 mostra o tempo necessário de escape de cada compartimento da edificação, nesta pesquisa nos interessa a sala de aula 104, o tempo de evacuação desta sala de aula é de 155 segundos.
7.2.1.2 Tempo disponível para o escape seguro - ASET
O tempo disponível para o escape seguro (ASET) foi calculado com base nos seguintes dados da sala de aula 104:
z=2,5m, altura livre de fumaça de fumaça para garantir o escape seguro das pessoas;
A= 85 m2, área seccional transversal do espaço que está sendo preenchido com fumaça;
k=tg= 300 segundos, enquadramento da área educacional em função do tipo de material utilizado em uma sala de aula conforme classificação de BUCHANAN (1994).
Aplicando a equação (2) chega-se a um tempo disponível para o escape seguro igual a 99,78 segundos. Comparando este ASET obtido com o tempo necessário de escape do EVACNET de 155 segundos, pode-se afirmar que a evacuação desta sala de aula não é viável dentro das condições mínimas de segurança.
7.2.2 Segunda simulação – Ocupação: edificação hoteleira
7.2.2.1 – Tempo necessário para o escape – EVACNET
Na mesma edificação, agora uma edificação hoteleira ocupada com 64 pessoas. Utiliza-se o mesmo compartimento e os dados constantes nos Anexo III e Anexo IV. Os resultados são sintetizados nas Tabelas 17 e 18.
Tabela 17: Resumo dos resultados
Resumo dos resultados “Pavilhão Térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto”
25 período de tempo para evacuar o
edifício 125 s
7 período de tempo para evacuação do
edifício não congestionado 35 s 3.6 fator de congestionamento (razão do
número médio de período de evacuação do edifício pelo tempo de evacuação do edifício)
- 12.0 número médio de períodos para evacuar
uma pessoa 60 s
2.6 número médio de pessoas evacuadas por
período de tempo -
64 número de pessoas evacuadas com sucesso
- 25 número máximo de período de tempo
levado em conta pra evacuação
125 s 0 período de tempo desnecessário -
Tabela 18: Tempo de escape de todas as pessoas nó por nó
Pavilhão térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto
Nó Ultimo período de tempo Tempo de evacuação do nó
HA01.001 11 55 s HA02.001 20 100 s HA03.001 10 50 s HA04.001 8 40 s HA05.001 7 35 s HA06.001 24 120 s WP01.001 2 10 s WP02.001 5 25 s WP03.001 5 25 s WP04.001 5 25 s WP05.001 5 25 s WP06.001 3 15 s WP07.001 5 25 s WP08.001 3 15 s WP09.001 1 5 s WP10.001 7 35 s WP11.001 4 20 s WP12.001 5 25 s WP13.001 2 10 s Fonte: EVACNET 4, 1998.
A Tabela 17 nos permite afirmar que são necessários 25 períodos de tempo, totalizando 125 segundos para o escape das 64 presentes no momento da evacuação desta edificação hoteleira. A Tabela 18 mostra que o tempo necessário para escape no quarto 104 (WP03.001) deste hotel é de 25 segundos.
7.2.2.2 Tempo disponível para escape seguro - ASET
O tempo disponível para o escape seguro (ASET) foi calculado com base nos seguintes dados do quarto 104:
z= 2,5m , altura livre de fumaça de fumaça; H= 3.38 m , a altura de referência;
A= 85 m2, área seccional transversal;
k=tg= 150 segundos, enquadramento da área hoteleira em função do tipo de material utilizado em um quarto de hotel conforme classificação de BUCHANAN (1994).
Aplicando a equação (2) chega-se a um tempo disponível para escape seguro igual a 75,62 segundos. Comparando este ASET obtido com o tempo de escape do EVACNET de 25 segundos, pode-se afirmar que a evacuação deste quarto de hotel é perfeitamente viável dentro das condições mínimas de segurança.
7.2.3 Terceira simulação – ocupação: edifício de escritórios
7.2.3.1 Tempo necessário pra o escape – EVACNET
Na mesma edificação, agora uma edificação de escritórios ocupada com 64 pessoas. Utiliza-se o mesmo compartimento e os dados constantes nos Anexo III e Anexo IV. Os resultados são sintetizados nas Tabelas 19 e 20.
A Tabela 19 nos permite afirmar que foram necessários 25 períodos de tempo, totalizando 125 segundos para o escape das 64 presentes no momento da evacuação deste edifício de escritórios. A Tabela 20 mostra que o tempo necessário para escape no quarto 104 (WP03.001) deste edifício de escritórios é de 25 segundos.
Tabela 19: Resumo dos resultados
Resumo dos resultados “Pavilhão Térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto”
25 período de tempo para evacuar o
edifício 125 s
7 período de tempo para evacuação do edifício não congestionado
35 s 3.6 fator de congestionamento (razão do
número médio de período de evacuação do edifício pelo tempo de evacuação do edifício)
- 12.0 número médio de períodos para evacuar
uma pessoa
60 s 2.6 número médio de pessoas evacuadas por
período de tempo
- 64 número de pessoas evacuadas com
sucesso
- 25 número máximo de período de tempo
levado em conta pra evacuação
125 s 0 período de tempo desnecessário -
Tabela 20:Tempo de escape de todas as pessoas nó por nó
Pavilhão térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto
Nó Ultimo período de tempo Tempo de escape do nó
HA01.001 11 55 s HA02.001 20 100 s HA03.001 10 50 s HA04.001 8 40 s HA05.001 7 35 s HA06.001 24 120 s WP01.001 2 10 s WP02.001 5 25 s WP03.001 5 25 s WP04.001 5 25 s WP05.001 5 25 s WP06.001 3 15 s WP07.001 5 25 s WP08.001 3 15 s WP09.001 1 5 s WP10.001 7 35 s WP11.001 4 20 s WP12.001 5 25 s WP13.001 2 10 s Fonte: EVACNET 4, 1998.
7.2.3.2. Tempo disponível para escape seguro – ASET
O tempo disponível para o escape seguro (ASET) foi calculado com base nos seguintes dados do compartimento 103:
z= 2,5m, altura livre de fumaça de fumaça para garantir o escape seguro das pessoas;
H= 3,38 m , a altura de referência ;
A= 85 m2, área seccional transversal do espaço que está sendo
preenchido com fumaça;
k=tg= 75 segundos, enquadramento da área hoteleira em função do tipo de material utilizado em um quarto de hotel conforme classificação de BUCHANAN (1994).
Aplicando a equação (2) chega-se a um tempo disponível para escape seguro igual a 57,30 segundos. Comparando este ASET obtido com o tempo de escape do EVACNET de 25 segundos, pode-se afirmar que a evacuação deste compartimento de escritório é perfeitamente viável dentro das condições mínimas de segurança.
7.3 Tempo necessário para escape
Em um enfoque de engenharia de incêndio, o tempo necessário para o escape costuma ser composto de várias parcelas. Se a ignição ocorre no instante inicial de referência, a sua detecção somente ocorrerá após o intervalo de tempo necessário para a detecção do incêndio,
t
det segundos, dependendo de diversos fatores, entre os quais as características físicas do sistema de detecção e sua localização em relação à fonte de calor ou de fumaça. Do mesmo modo, decorremt
a segundos até que o alarme seja acionado. A reação ao alarme, isto é, o intervalo de tempo decorrido entre o acionamento do alarme e o primeiro movimento em direção à saída de emergência, se dá com um atraso que se denomina tempo de pré- movimento,t
pre.
Que consiste no tempo que a população da edificação gasta até a passagem através da saída ét
e. Portanto, deve-se ter o tempo de escape de toda a população de usuários da edificação,t
esc, dado por:t
esc =t
det +t
a +t
pre +t
e (3)Os valores obtidos para a evacuação total da edificação na simulação com o EVACNET correspondem a
t
e. Para estimar o tempo de evacuaçãot
esc em cada um dos casos examinados, é necessário levar em conta o tempo de pré-movimento, para que se chegue ao tempo de evacuação da edificação.
Segundo o documento BS 7974 (2001), o tempo de pré-movimento, conforme o tipo de ocupação é dado na Tabela 21 para as situações em que apenas o alarme soa e quando entra em operação um sistema de orientação de evacuação (sistema de som interno com auto-falantes) e quando esse sistema não existe.
Tabela 21: Valores de tempo de pré-movimento
TEMPO DE PRÉ-MOVIMENTO
t
pre (s)OCUPAÇÃO
Ruído do alarme Evacuação não orientada Evacuação orientada Hospitais 480 300 180 Residencial 360 240 120 Hotéis 300 240 120 Locais de assembléias 300 180 120 Estádio 300 180 120 Centro Comerciais 300 180 120 Lojas 300 180 120 Estações de metrô 240 180 60 Escritórios 240 180 60 Fonte: BS 7974 (2001).
Neste trabalho, serão utilizados os tempos de pré-movimento dado pela Tabela 21 na situação em que soa o alarme de incêndio, considerando que os demais sistemas de orientação de escape não são comuns no Brasil, ou seja, para Escolas e Hotéis
t
pre= 300s e Escritóriost
pre = 240 s.Portanto, na primeira simulação, considerada a edificação de ocupação educacional, quando somados o tempo de pré-movimento e o tempo total de evacuação do EVACNET, chega-se a um tempo de escape de 575s.
Na segunda simulação, ocupação de hotel chega-se a um total 425s e na terceira simulação, ocupação de escritório, chega-se a um tempo de escape de 365s.
Observa-se que o tempo necessário para evacuação completa do ambiente, cerca de 10 minutos, é muito elevado diante da expectativa de evolução do incêndio: de 10 a 20 minutos para atingir a fase generalizada (CLARET,2000).
Portanto, as condições atuais de evacuação da edificação em todas as três ocupações examinadas são inseguras. Observe-se que, em cada caso, os materiais de acabamento e os mobiliários típicos da ocupação foram considerados indiretamente por meio da constante tg de desenvolvimento do incêndio.
Simulações adicionais serão realizadas dispondo uma segunda saída de emergência, em um ponto estratégico da edificação, identificado na figura 18.
Figura 18: Edificação do CEFET Ouro Preto com duas saídas
7.3.1 Quarta simulação – Ocupação: educacional com duas saídas
7.3.1.1 Tempo necessário para o escape – EVACNET
Utiliza-se nesta simulação a edificação educacional, ocupada por 288 pessoas, tendo 2 saídas de emergência. A sala de aula é a de número 104 (WP03.001) e os seus dados para entrada no EVACNET são os constantes nos Anexo V e Anexo VI. Os resultados são apresentados nas Tabelas 22 e 23. Observa-se um tempo de escape calculado pelo EVACNET igual a 150s, cerca de 55% do tempo estimado de escape quando se adota um saída de emergência.
Tabela 22: Resumo dos resultados
Resumo dos resultados “Pavilhão Térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto”
30 período de tempo para evacuar o
edifício 150 s
07 período de tempo para evacuação do
edifício não congestionado 35 s 4.3 fator de congestionamento (razão do
número médio de período de evacuação do edifício pelo tempo de evacuação do edifício)
- 13.3 número médio de períodos para
evacuar uma pessoa 66 s 9.6 número médio de pessoas evacuadas
por período de tempo - 288 número de pessoas evacuadas com
sucesso -
30 número máximo de período de tempo
levado em conta pra evacuação 150 s 0 período de tempo desnecessário -
Tabela 23: Tempo de escape de todas as pessoa nó por nó
Pavilhão térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto
Node Ultimo período de tempo Tempo de evacuação do nó
HA01.001 21 105 s HA02.001 13 65 s HA03.001 20 100 s HA04.001 6 30 s HA05.001 19 95 s HA06.001 24 120 s HA07.001 29 145 s HA08.001 15 75 s WP01.001 11 55 s WP02.001 17 85 s WP03.001 18 90 s WP04.001 17 85 s WP05.001 9 45 s WP06.001 11 55 s WP07.001 12 60 s WP08.001 18 90 s WP09.001 9 65 s WP10.001 18 90 s WP11.001 3 15 s WP12.001 3 15 s WP13.001 1 5 s Fonte: EVACNET 4, 1998.
7.3.2 Quinta simulação – Ocupações: hoteleira e de escritórios com duas saídas
7.3.2.1 Tempo necessário para escape seguro - EVACNET
Faz-se a simulação na mesma edificação, agora com ocupação hoteleira e de escritórios, com duas saídas de emergência e ocupada por 64 pessoas. O compartimento é o de número 104 (WP03.001) e os dados são os constantes nos Anexo VII e Anexo VIII. Os resultados são apresentados nas Tabelas 24 e 25. Verifica-se que o tempo de escape previsto pelo EVACNET reduziu-se a 48% daquele despendido quando a edificação tem apenas uma saída de emergência.
Tabela 24: Resumo dos resultados
Resumo dos resultados “Pavilhão Térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto”
12 período de tempo para evacuar o
edifício 60 s
07 período de tempo para evacuação do
edifício não congestionado 35 s 1.7 fator de congestionamento (razão do
número médio de período de evacuação do edifício pelo tempo de evacuação do edifício)
- 7.2 número médio de períodos para evacuar
uma pessoa 36 s
6.3 número médio de pessoas evacuadas
por período de tempo - 64 número de pessoas evacuadas com
sucesso -
15 número máximo de período de tempo
levado em conta pra evacuação 75 s 3 período de tempo desnecessário 15 s
Fonte: EVACNET 4, 1998.
Tabela 25: Tempo de escape de todas as pessoas nó por nó
Pavilhão térreo de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto
Nó Ultimo período de tempo Tempo de evacuação do nó
HA01.001 11 55 s HA02.001 7 35 s HA03.001 10 55 s HA04.001 8 40 s HA05.001 10 50 s HA06.001 7 35 s HA07.001 11 55 s HA08.001 8 40 s WP01.001 2 10 s WP02.001 5 25 s WP03.001 5 25 s WP04.001 5 25 s WP05.001 6 30 s WP06.001 3 15 s WP07.001 3 15 s WP08.001 3 15 s WP09.001 1 5 s WP10.001 5 25 s WP11.001 7 35 s WP12.001 5 25 s WP13.001 1 5 s Fonte: EVACNET 4, 1998.
7.4 Síntese dos resultados das simulações
As Tabelas 26 e 27 mostram os resultados das simulações de escape do Pavilhão de Segurança do Trabalho do CEFET Ouro Preto, estimados pelo programa EVACNET, utilizando à mesma edificação com uma e duas saídas de emergência e para três diferentes ocupações. O tempo de escape total foi obtido pela somatória dos tempos de pré- movimento com o tempo de escape estimado pelo EVACNET.
Tabela 26: Tempo de escape para uma saída de emergência
OCUPAÇÃO PRÉ- MOVIMENTO (s) EVACUAÇÃO (EVACNET) (s) TOTAL (s) Educação 300 275 575 Hotel 300 125 425 Escritório 240 125 365 Fonte: Primária, 2007.
Tabela 27: Tempo de escape para duas saídas de emergência
OCUPAÇÃO PRÉ- MOVIMENTO (s) EVACUAÇÃO (EVACNET) (s) TOTAL (s) Educação 300 150 450 Hotel 300 60 360 Escritório 240 60 300 Fonte: Primária, 2007.