PREVENÇÃO DE INCÊNDIO
Um dos tópicos abordados na avaliação e planejamento da proteção de uma coletividade é a prevenção de incêndio.
O termo "prevenção de incêndio" expressa tanto a educação pública como as medidas de proteção contra incêndio em um edifício.
A implantação da prevenção de incêndio se faz por meio de atividades que visam a evitar o surgimento do sinistro, possibilitar sua extinção e reduzir seus efeitos antes da chegada do Corpo de Bombeiros.
As atividades relacionadas com a educação consistem no preparo da população, por meio da difusão de idéias que divulgam as medidas de segurança, para prevenir o surgimento de incêndios nas ocupações. Buscam, ainda, ensinar os procedimentos a serem adotados pelas pessoas diante de um incêndio, os cuidados a serem observados com a manipulação de produtos perigosos e também os perigos das práticas que geram riscos de incêndio.
As atividades que visam à proteção contra incêndio dos edifícios podem ser agrupadas em:
1) atividades relacionadas com as exigências de medidas de proteção contra incêndio nas diversas ocupações;
2) atividades relacionadas com a extinção, perícia e coleta de dados dos incêndios pelos órgãos públicos, que visam aprimorar técnicas de combate e melhorar a proteção contra incêndio por meio da investigação, estudo dos casos reais e estudo quantitativo dos incêndios no estado de São Paulo.
A proteção contra incêndio é definida como medidas tomadas para a detecção e controle do crescimento do incêndio e sua conseqüente contenção ou extinção.
Essas medidas dividem-se em:
1) medidas ativas de proteção que abrangem a detecção, alarme e extinção do fogo (automática e/ou manual); e
2) medidas passivas que abrangem o controle dos materiais, meios de escape, compartimentação e proteção da estrutura do edifício.
OBJETIVOS DA PREVENÇÃO DE INCÊNDIO
Os objetivos da Prevenção são:
1) a garantia da segurança à vida das pessoas que se encontrarem no interior de um edifício, quando da ocorrência de um incêndio;
2) a prevenção da conflagração e propagação do incêndio, envolvendo todo o edifício;
3) a proteção do conteúdo e a estrutura do edifício;
4) minimizar os danos materiais de um incêndio.
Esses objetivos são alcançados pelo:
1) controle da natureza e da quantidade de materiais combustíveis constituintes e contidos no edifício;
2) dimensionamento da compartimentação interna, do distanciamento entre edifícios e da resistência ao fogo dos elementos de compartimentação;
3) dimensionamento da proteção e de resistência ao fogo da estrutura do edifício;
4) dimensionamento de sistemas de detecção e alarme de incêndio e/ou de sistemas de chuveiros automáticos de extinção de incêndio e/ou equipamentos manuais para combate;
5) dimensionamento das rotas de escape e dos dispositivos para controle do movimento da fumaça.
6) controle das fontes de ignição e riscos de incêndio;
7) acesso para os equipamentos de combate a incêndio;
8) treinamento de pessoal habilitado a combater um princípio de incêndio e coordenar o abandono seguro da população de um edifício;
9) gerenciamento e manutenção dos sistemas de proteção contra incêndio instalado;
10) controle dos danos ao meio ambiente decorrente de um incêndio.
PROPAGAÇÃO DE FOGO, FUMAÇA E GASES QUENTES
O fogo pode ser definido como um fenômeno físico-químico onde se tem lugar uma reação de oxidação com emissão de calor e luz.
Devem coexistir quatro componentes para que ocorra o fenômeno do fogo:
1) combustível;
2) comburente (oxigênio);
3) calor;
4) reação em cadeia.
Os meios de extinção se utilizam deste princípio, pois agem por meio da inibição de um dos componentes para apagar um incêndio.
O combustível pode ser definido como qualquer substância capaz de produzir calor por meio da reação química.
O comburente - substância que alimenta a reação química, sendo mais comum o oxigênio.
O calor pode ser definido como uma forma de energia que se transfere de um sistema para outro em virtude de uma diferença de temperatura. Ele se distingue das outras formas de energia porque, como o trabalho, só se manifesta num processo de transformação.
Podemos, ainda, definir incêndio como sendo o fogo indesejável, qualquer que seja sua dimensão.
Como foi dito, o comburente é o oxigênio do ar e sua composição percentual no ar seco, é de 20,99%; os demais componentes são o nitrogênio com 78,03% e outros gases (CO2, Ar, H2, He, Ne, Kr) com 0,98%.
O calor, por sua vez, pode ter como fonte à energia elétrica, o cigarro aceso, os queimadores a gás, a fricção ou mesmo a concentração da luz solar através de uma lente.
O fogo se manifesta diferentemente em função da composição química do material; mas, por outro lado, um mesmo material pode queimar de modo diferente em função da sua superfície específica, das condições de exposição ao calor, da oxigenação e da umidade contida.
A maioria dos sólidos combustíveis possui um mecanismo seqüencial para sua ignição. O sólido precisa ser aquecido, quando desenvolve vapores combustíveis que se misturam com o oxigênio, formando a mistura inflamável (explosiva), a qual, na presença de uma pequena chama (mesmo fagulha ou centelha) ou em contato com uma superfície aquecida acima de 500ºC, igniza-se; aparece então a chama na superfície do sólido, que fornece mais calor, aquecendo mais materiais e assim sucessivamente.
Alguns sólidos pirofóricos (sódio, fósforo, magnésio etc.) não se comportam conforme o mecanismo acima descrito.
Os líquidos inflamáveis e combustíveis possuem mecanismos semelhantes, ou seja, o líquido, ao ser aquecido, vaporiza-se e o vapor se mistura com o oxigênio, formando a "mistura inflamável" (explosiva) que na presença de uma pequena chama (mesmo fagulha ou centelha) ou em contato com superfícies aquecidas acima de 500ºC, ignizam-se e aparece então a chama na superfície do líquido, que aumenta a vaporização e a chama. A quantidade de chama fica limitada à capacidade de vaporização do liquido.
Os líquidos são classificados pelo seu ponto de fulgor, ou seja, pela menor temperatura na qual liberam uma quantidade de vapor que ao contato com uma chama produz um lampejo (uma queima instantânea).
Existe, entretanto, uma outra classe de líquidos, denominados instáveis ou reativos, cuja característica é de se polimerizar, decompor ou condensar violentamente ou ainda, de se tornar auto-reativo sob condições de choque, pressão ou temperatura, podendo desenvolver grande quantidade de calor.
A mistura inflamável vapor-ar (gás-ar) possui uma faixa ideal de concentração para se tornar inflamável ou explosiva, e os limites dessa faixa são denominados limite inferior de inflamabilidade e limite superior de inflamabilidade, expressos em porcentagem ou volume.
Estando a mistura fora desses limites não ocorrerá a ignição.
Os materiais sólidos não queimam por mecanismos tão precisos e característicos como os dos líquidos e gases.
Nos materiais sólidos, a área especifica é um fator importante para determinar sua razão de queima, ou seja, a quantidade do material queimado na unidade de tempo, que está associado à quantidade de calor gerado e, portanto, à elevação da temperatura do ambiente. Um material sólido com igual massa e com área específica diferente, por exemplo, de 1 m2 e 10 m2, queima em tempos inversamente proporcionais; porém, libera a mesma quantidade de calor. No entanto, a temperatura atingida no segundo caso será bem maior.
Por outro lado, não se pode afirmar que isto é sempre verdade, no caso da madeira, observa-se que, quando apresentada em forma de serragem, ou seja, com áreas especificas grandes, não se queima com grande rapidez.
Comparativamente, a madeira em forma de pó pode formar uma mistura explosiva com o ar, comportando-se desta maneira como um gás que possui velocidade de queima muito grande.
No mecanismo de queima dos materiais sólidos temos a oxigenação como um outro fator de grande importância.
Quando a concentração em volume de oxigênio no ambiente cai para valores abaixo de 14%, a maioria dos materiais combustíveis existentes no local não mantém a chama na sua superfície.
A duração do fogo é limitada pela quantidade de ar e do material combustível no local.
EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO
A evolução do incêndio em um local pode ser representada por um ciclo com três fases características:
1) Fase inicial de elevação progressiva da temperatura (ignição);
2) Fase de aquecimento;
3) Fase de resfriamento e extinção;
A primeira fase inicia-se como ponto de inflamação inicial e caracteriza-se por grandes variações de temperatura de ponto a ponto, ocasionadas pela inflamação sucessiva dos objetos existentes no recinto, de acordo com a alimentação de ar.
Normalmente os materiais combustíveis (materiais passíveis de se ignizarem) e uma variedade de fontes de calor coexistem no interior de uma edificação.
A manipulação acidental destes elementos é, potencialmente, capaz de criar uma situação de perigo.
Os focos de incêndio, deste modo, originam-se em locais onde fonte de calor e materiais combustíveis são encontrados juntos, de tal forma que ocorrendo a decomposição do material pelo calor são desprendidos gases que podem se inflamar.
Considerando-se que diferentes materiais combustíveis necessitam receber diferentes níveis de energia térmica para que ocorra a ignição é necessário que as perdas de calor sejam menores que a soma de calor proveniente da fonte externa e do calor gerado no processo de combustão.
Neste sentido, se a fonte de calor for pequena, ou a massa do material a ser ignizado for grande, ou, ainda, a sua temperatura de ignição for muito alta, somente irão ocorrer danos locais sem a evolução do incêndio.
Se a ignição definitiva for alcançada, o material continuará a queimar desenvolvendo calor e produtos de decomposição. A temperatura subirá progressivamente, acarretando a acumulação de fumaça e outros gases e vapores junto ao teto.
Há, neste caso, a possibilidade de o material envolvido queimar totalmente sem proporcionar o envolvimento do resto dos materiais contidos no ambiente ou dos materiais constituintes dos elementos da edificação. De outro modo, se houver caminhos para a propagação do fogo, através de convecção ou radiação, em direção aos materiais presentes nas proximidades, ocorrerá simultaneamente à elevação da temperatura do recinto e o desenvolvimento de fumaça e gases inflamáveis.
Com a evolução do incêndio e a oxigenação do ambiente, através de portas e janelas, o incêndio ganhará ímpeto; os materiais passarão a ser aquecidos por convecção e radiação acarretando um momento denominado de "inflamação generalizada - Flash Over", que se caracteriza pelo envolvimento total do ambiente pelo fogo e pela emissão de gases inflamáveis através de portas e janelas, que se queimam no exterior do edifício.
Neste momento torna-se impossível a sobrevivência no interior do ambiente.
O tempo gasto para o incêndio alcançar o ponto de Inflamação generalizada é relativamente curto e depende, essencialmente, dos revestimentos e acabamentos utilizados no ambiente de origem, embora as circunstâncias em que o fogo comece a se desenvolver exerçam grande influência.
A possibilidade de um foco de incêndio extinguir ou evoluir para um grande incêndio depende, basicamente dos seguintes fatores:
1) quantidade, volume e espaçamento dos materiais combustíveis no local;
2) tamanho e situação das fontes de combustão;
3) área e locação das janelas;
4) velocidade e direção do vento;
5) a forma e dimensão do local.
Pela radiação emitida por forros e paredes, os materiais combustíveis que ainda não queimaram, são pré-aquecidos à temperatura próxima da sua temperatura de ignição.
Se estes fatores criarem condições favoráveis ao crescimento do fogo, a inflamação generalizada irá correr e todo o compartimento será envolvido pelo fogo.
A partir dai, o incêndio irá se propagar para outros compartimentos da edificação seja por convecção de gases quentes no interior da casa ou através do exterior, na medida em que as chamas que saem pelas aberturas (portas e janelas) podem transferir fogo para o pavimento superior, quando este existir, principalmente através das janelas superiores.
A fumaça, que já na fase anterior è Inflamação generalizada, pode ter-se espalhado no interior da edificação, se intensifica e se movimenta perigosamente no sentido ascendente, estabelecendo, em instantes, condições críticas para a sobrevivência na edificação.
Caso a proximidade entre as fachadas da edificação incendiada e as adjacentes possibilite a incidência de intensidades críticas de radiação, o incêndio poderá se propagar (por radiação) para outras habitações, configurando uma conflagração.
A proximidade ainda maior entre habitações pode estabelecer uma situação ainda mais crítica para a ocorrência da conflagração na medida em que o incêndio se alastrar muito rapidamente por contato direto das chamas entre as fachadas.
No caso de habitações agrupadas em bloco, a propagação do incêndio entre unidades poderá se dar por condução de calor via paredes e forros, por destruição destas barreiras, ou ainda, através da convecção de gases quentes que venham a penetrar por aberturas existentes.
Com o consumo do combustível existente no local ou decorrente da falta de oxigênio, o fogo pode diminuir de intensidade, entrando na fase de resfriamento e conseqüente extinção.
FATORES QUE CONTRIBUEM PARA A EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO
Os fatores que contribuem para a evolução de um incêndio, já citados acima, estão relacionados com a transmissão de calor que ocorre de três formas fundamentais:
1) por condução, ou seja, através de um material sólido de uma região de temperatura elevada em direção a uma outra região de baixa temperatura;
2) por convecção, ou seja, por meio de um fluido líquido ou gás, entre dois corpos submersos no fluido, ou entre um corpo e o fluido;
3) por radiação, ou seja, por meio de um gás ou do vácuo, na forma de energia radiante.
Num incêndio as três formas geralmente são concomitantes, embora em determinado momento uma delas seja predominante.
INFLUÊNCIA DO CONTEÚDO COMBUSTÍVEL (CARGA DE INCÊNDIO)
O desenvolvimento e a duração de um incêndio são influenciados pela quantidade de combustível a queimar.
Com ele, a duração decorre dividindo-se a quantidade de combustível pela taxa ou velocidade de combustão.
Portanto pode-se definir um parâmetro que exprime o poder calorífico médio da massa de materiais combustíveis por unidade de área de um local, que se denomina carga de incêndio específica (ou térmico) unitário e corresponde à carga de incêndio específica (fire load density).
Na carga de incêndio estão incluídos os componentes de construção, tais como revestimentos de piso, forro, paredes, divisórias etc. (denominada carga de incêndio incorporada), mas também todo o material depositado na edificação, tais como peças de mobiliário, elementos de decoração, livros, papéis, peças de vestiário e materiais de consumo (denominada carga de incêndio temporal).
INFLUÊNCIA DA VENTILAÇÃO
Durante um incêndio o calor emana gases dos materiais combustíveis, que podem em decorrência da variação de temperatura interna e externa a edificação, ser mais ou menos densos que o ar.
Esta diferença de temperatura provoca um movimento ascensional dos gases que são paulatinamente substituídos pelo ar que adentra a edificação por meio das janelas e portas.
Disto ocorre uma constante troca entre o ambiente interno e externo, com a saída dos gases quentes e fumaça e a entrada de ar.
Em um incêndio ocorrem dois casos típicos, que estão relacionados com a ventilação e com a quantidade de combustível em chama.
No primeiro caso, no qual a vazão de ar que adentra ao interior da edificação incendiada for superior á necessidade da combustão dos materiais, temos um fogo aberto, aproximando-se a uma queima de combustível ao ar livre, cuja característica será de uma combustão rápida.
No segundo caso, no qual a entrada de ar é controlada, ou deficiente em decorrência de pequenas aberturas externas, temos um incêndio com duração mais demorada, cuja queima é controlada pela quantidade de combustível, ou seja, pela carga incêndio. Na qual a estrutura da edificação estará sujeita a temperaturas elevadas por um tempo maior de exposição, até que ocorra a queima total do conteúdo do edifício.
Em resumo, a taxa de combustão de um incêndio pode ser determinada pela velocidade do suprimento de ar, estando implicitamente relacionada com a quantidade de combustível e sua disposição da área do ambiente em chamas e das dimensões das aberturas.
Deste conceito decorre a importância da forma e quantidade de aberturas em uma fachada.
MECANISMOS DE MOVIMENTAÇÃO DOS GASES QUENTES
Quando se tem um foco de fogo num ambiente fechado, numa sala, por exemplo, o calor destila gases combustíveis do material e há ainda a formação de outros gases devido à combustão dos gases destilados.
Estes gases podem ser mais ou menos densos de acordo com a sua temperatura, a qual é sempre maior do que e ambiente e, portanto, possuem uma força de flutuação com movimento ascensional bem maior que o movimento horizontal.
Os gases quentes vão-se acumulando junto ao forro e se espalhando por toda a camada superior do ambiente, penetrando nas aberturas existentes no local.
Os gases quentes, assim como a fumaça, gerados por uma fonte de calor (material em combustão), fluem no sentido ascendente com formato de cone Invertido.
EFEITOS DA FUMAÇA
Associadas ao incêndio e acompanhando o fenômeno da combustão, aparecem, em geral, quatro causas determinantes de uma situação perigosa:
1) calor;
2) chamas;
3) fumaça;
4) insuficiência de oxigênio.
Do ponto de vista de segurança das pessoas, entre os quatro fatores considerados, a fumaça indubitavelmente causa danos mais greves, e, portanto, deve ser o fator mais importante a ser considerado.
A fumaça pode ser definida como uma mistura complexa de sólidos em suspensão, vapores e gases, desenvolvida quando um material sofre o processo de pirólise (decomposição por efeito do calor) ou combustão.
Os componentes desta mistura, associados ou não, influem diferentemente sobre as pessoas, ocasionando os seguintes efeitos:
1) diminuição da visibilidade devido à atenuação luminosa do local;
2) lacrimejamento e irritações dos olhos;
3) modificação de atividade orgânica pela aceleração da respiração e batidas cardíacas;
4) medo;
5) desorientação;
6) Intoxicação e asfixia;
7) vômitos e tosse.
A redução da visibilidade do local impede e locomoção das pessoas fazendo com que fiquem expostas por tempo maior aos gases e vapores tóxicos. Estes, por sua vez, causam a morte se estiverem presentes em quantidade suficiente e se as pessoas ficarem expostas durante o tempo que acarreta esta ação.
Daí decorre a importância em se entender o comportamento da fumaça em uma edificação.
A propagação da fumaça está diretamente relacionada com a taxa de elevação da temperatura; portanto, a fumaça desprendida por qualquer material, desde que exposta à mesma taxa de elevação da temperatura, gerará igual propagação.
Se conseguirmos determinar os valores de densidade ótica da fumaça e da toxicidade na saída de um ambiente sinistrado, poderemos estudar o movimento do fluxo de ar quente e, então, será possível determinar o tempo e a área do edifício que se tornará perigosa, devido à propagação da fumaça.
A movimentação da fumaça através de corredores e escadas dependerá, sobretudo das aberturas existentes e da velocidade do ar nestes locais, porém, se o mecanismo de locomoção for considerado em relação às características do "Plume", pode-se, então, estabelecer uma correlação com o fluxo de água. Em casos em que exista um exaustor de seção quadrada menor que e largura do corredor; e se a fumaça vier fluindo em sua direção, parte desta fumaça será exaurida e grande parte passará direta e continuará fluindo para o outro lado. No entanto, se o fluxo de fumaça exaurir-se através de uma abertura que possua largura igual à do corredor, a fumaça será retirada totalmente.
Foi verificado que quanto mais a fumaça se alastrar, menor será a espessura de sua camada, e que a velocidade de propagação de fumaça na direção horizontal, no caso dos corredores, está em torno de 1 m/s, e na direção vertical, no caso das escadas, está entre 2 m/s e 3 m/s.
PROCESSO DE CONTROLE DE FUMAÇA
O processo de Controle de Fumaça necessário em cada edifício para garantir a segurança de seus ocupantes contra o fogo e fumaça é baseado nos princípios de engenharia. O processo deve ter a flexibilidade e a liberdade de seleção de método e da estrutura do sistema de segurança para promover os requisitos num nível de segurança que se deseja.
Em outras palavras, o objetivo do projeto da segurança de prevenção ao fogo (fumaça) é obter um sistema que satisfaça as conveniências das atividades diárias, devendo ser econômico, garantindo a segurança necessária sem estar limitado por método ou estruturas especiais prefixados.
Existem vários meios para controlar o movimento da fumaça, e todos eles têm por objetivo encontrar um meio ou um sistema levando-se em conta as características de cada edifício.
Como condições que tem grande efeito sobre o movimento da fumaça no edifício, podem-se citar:
1) momento (época do ano) da ocorrência do incêndio;
2) condições meteorológicas (direção e velocidade e coeficiente de pressão do vento e temperatura do ar);
3) localização do início do fogo;
4) resistência ao fluxo do ar das portas, janelas, dutos e chaminés;
5) distribuição da temperatura no edifício (ambiente onde está ocorrendo o fogo, compartimentos em geral, caixa da escada, dutos e chaminés).
Devem-se estabelecer os padrões para cada uma destas condições.
Entende-se como momento de ocorrência do incêndio a época do ano (verão/inverno) em que isto possa ocorrer, pois, para o cálculo, deve-se levar em conta a diferença de temperatura existente entre o ambiente interno e o externo ao edifício. Esta diferença será grande, caso sejam utilizados aquecedores ou ar condicionado no edifício.
As condições meteorológicas devem ser determinadas pelos dados estatísticos meteorológicos da região na qual está situado o edifício, para as estações quentes e frias.
Pode-se determinar a temperatura do ar, a velocidade do vento, coeficiente de pressão do vento e a direção do vento.
O andar do prédio onde se iniciou o incêndio deve ser analisado, considerando-se o efeito da ventilação natural (movimento ascendente ou descendente da fumaça) através das aberturas ou dutos durante o período de utilização, ou seja, no inverno o prédio é aquecido e no verão, resfriado. Considerando-se esses dados, os estudos devem ser levados a efeito nos andares inferiores no inverno (térreo, sobreloja e segundo andar) ou nos andares superiores e inferiores no verão (os dois últimos andares do prédio e térreo).
Em muitos casos, existem andares que possuem características perigosas, pois propiciam a propagação de fumaça caso ocorra incêndio neste local. Em adição, para tais casos, é necessário um trabalho mais aprofundado para estudar as várias situações de mudança das condições do andar, por exemplo, num edifício com detalhes especiais de construção.
Com relação ao compartimento de origem do fogo, devem-se levar em consideração os seguintes requisitos para o andar em questão:
1) compartimento densamente ocupado, com ocupações totalmente distintas;
2) o compartimento apresenta grande probabilidade de iniciar o incêndio;
3) o compartimento possui características de difícil controle da fumaça.
Quando existirem vários compartimentos que satisfaçam estas condições, devem-se fazer estudos em cada um deles, principalmente se as medidas de controle de fumaça determinadas levarem a resultados bastante diferentes.
O valor da resistência ao fluxo do ar das aberturas à temperatura ambiente pode ser facilmente obtido a partir de dados de projeto de ventilação, porém é muito difícil estimar as condições das aberturas das janelas e portas numa situação de incêndio.
Para se determinar as temperaturas dos vários ambientes do edifício deve-se considerar que os mesmos não sofreram modificações com o tempo.
A temperatura média no local do fogo é considerada 900ºC com o Incêndio totalmente desenvolvido no compartimento.
ISOLAMENTO DE RISCO
A Propagação do incêndio entre edifícios isolados pode se dar através dos seguintes mecanismos:
1) Radiação térmica, emitida:
a) através das aberturas existentes na fachada do edifício incendiado;
b) através da cobertura do edifício incendiado;
c) pelas chamas que saem pelas aberturas na fachada ou pela cobertura;
d) pelas chamas desenvolvidas pela própria fachada, quando esta for composta por materiais combustíveis;
2) Convecção, que ocorre quando os gases quentes emitidos pelas aberturas existentes na fachada ou pela cobertura do edifício incendiado atinjam a fachada do edifício adjacente;
3) Condução, que ocorre quando as chamas da edificação ou parte da edificação contígua a uma outra, atingem a esta transmitindo calor e incendiando a mesma.
Desta forma há duas maneiras de isolar uma edificação em relação à outra. São:
1) por meio de distanciamento seguro (afastamento) entre as fachadas das edificações;
2) por meio de barreiras estanques entre edifícios contíguos;
Com a previsão das paredes corta-fogo, uma edificação é considerada totalmente estanque em relação à edificação contígua.
O distanciamento seguro entre edifícios pode ser obtido por meio de uma distância mínima horizontal entre fachadas de edifícios adjacentes, capaz de evitar a propagação de incêndio entre os mesmos, decorrente do calor transferido por radiação térmica através da fachada e/ou por convecção através da cobertura.
Em ambos os casos o incêndio irá se propagar, ignizando através das aberturas, os materiais localizados no interior dos edifícios adjacentes e/ou ignizando materiais combustíveis localizados em suas próprias fachadas.
COMPARTIMENTAÇÃO VERTICAL E HORIZONTAL
A partir da ocorrência de inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio, este poderá propagar-se para outros ambientes através dos seguintes mecanismos principais:
1) convecção de gases quentes dentro do próprio edifício;
2) convecção dos gases quentes que saem pelas janelas (incluindo as chamas) capazes de transferir o fogo para pavimentos superiores;
3) condução de calor através das barreiras entre compartimentos;
4) destruição destas barreiras.
Frente à necessidade de limitação da propagação do incêndio, a principal medida a ser adotada consiste na compartimentação, que visa dividir o edifício em células capacitadas a suportar a queima dos materiais combustíveis nelas contidos, impedindo o alastramento do incêndio.
Os principais propósitos da compartimentação são:
1) conter o fogo em seu ambiente de origem;
2) manter as rotas de fuga seguras contra os efeitos do incêndio;
3) facilitar as operações de resgate e combate ao incêndio.
A capacidade dos elementos construtivos de suportar a ação do incêndio denomina-se "resistência ao fogo" e se refere ao tempo durante o qual conservam suas características funcionais (vedação e/ou estrutural).
O método utilizado para determinar a resistência ao fogo consiste em expor um protótipo (reproduzindo tanto quanto possível as condições de uso do elemento construtivo no edifício), a uma elevação padronizada de temperatura em função do tempo.
Ao longo do tempo são feitas medidas e observações para determinar o período no qual o protótipo satisfaz a determinados critérios relacionados com a função do elemento construtivo no edifício.
O protótipo do elemento de compartimentação deve obstruir a passagem do fogo mantendo, obviamente, sua integridade (recebe por isto a denominação de corta-fogo).
A elevação padronizada de temperatura utilizada no método para determinação da resistência ao fogo constitui-se em uma simplificação das condições encontradas nos incêndios e visa reproduzir somente a fase de inflamação generalizada.
Deve-se ressaltar que, de acordo com a situação particular do ambiente incendiado, irão ocorrer variações importantes nos fatores que determinam o grau de severidade de exposição, que são:
1) duração da fase de inflamação generalizada;
2) temperatura média dos gases durante esta fase;
3) fluxo de calor médio através dos elementos construtivos.
Os valores de resistência ao fogo a serem requeridos para a compartimentação na Especificação foram obtidos tomando-se por base:
1) a severidade (relação temperatura x tempo) típica do incêndio;
2) a severidade obtida nos ensaios de resistência ao fogo.
A severidade típica do incêndio é estimada de acordo com a variável ocupação (natureza das atividades desenvolvidas no edifício).
A compartimentação horizontal se destina a impedir a propagação do incêndio de forma que grandes áreas sejam afetadas, dificultando sobremaneira o controle do incêndio, aumentando o risco de ocorrência de propagação vertical e aumentando o risco à vida humana.
A compartimentação horizontal pode ser obtida através dos seguintes dispositivos:
1) paredes e portas corta-fogo;
2) registros corta-fogo nos dutos que traspassam as paredes corta-fogo;
3) selagem corta-fogo da passagem de cabos elétricos e tubulações das paredes corta-fogo;
afastamento horizontal entre janelas de setores compartimentados.
A compartimentação vertical se destina a impedir o alastramento do incêndio entre andares e assume caráter fundamental para o caso de edifícios altos em geral.
A compartimentação vertical deve ser tal que cada pavimento componha um compartimento isolado, para isto são necessários:
1) lajes corta-fogo;
2) enclausuramento das escadas através de paredes e portas corta-fogo;
3) registros corta-fogo em dutos que intercomunicam os pavimentos;
4) selagem corta-fogo de passagens de cabos elétricos e tubulações, através das lajes;
5) utilização de abas verticais (parapeitos) ou abas horizontais projetando-se além da fachada, resistentes ao fogo e separando as janelas de pavimentos consecutivos (neste caso é suficiente que estes elementos mantenham suas características funcionais, obstruindo desta forma a livre emissão de chamas para o exterior).
RESISTÊNCIA AO FOGO DAS ESTRUTURAS
Uma vez que o incêndio atingiu a fase de inflamação generalizada, os elementos construtivos no entorno de fogo estarão sujeitos à exposição de intensos fluxos de energia térmica.
A capacidade dos elementos estruturais de suportar por determinado período tal ação, que se denomina de resistência ao fogo, permite preservar a estabilidade estrutural do edifício.
Durante o incêndio a estrutura do edifício como um todo estará sujeita a esforços decorrentes de deformações térmicas, e os seus materiais constituintes estarão sendo afetados (perdendo resistência) por atingir temperaturas elevadas.
O efeito global das mudanças promovidas pelas altas temperaturas alcançadas nos incêndios sobre a estrutura do edifício, traduz-se na diminuição progressiva da sua capacidade portante.
Durante este processo pode ocorrer que, em determinado instante, o esforço atuante em uma seção se iguale ao esforço resistente, podendo ocorrer o colapso do elemento estrutural.
Os objetivos principais de garantir a resistência ao fogo dos elementos estruturais são:
1) Possibilitar a saída dos ocupantes da edificação em condições de segurança;
2) Garantir condições razoáveis para o emprego de socorro público, onde se permita o acesso operacional de viaturas, equipamentos e seus recursos humanos, com tempo hábil para exercer as atividades de salvamento (pessoas retidas) e combate a incêndio (extinção);
3) Evitar ou minimizar danos ao próprio prédio, a edificações adjacentes, à infra-estrutura pública e ao meio ambiente.
Em suma, as estruturas dos edifícios, principalmente as de grande porte, independentemente dos materiais que as constituam, devem ser dimensionadas, de forma a possuírem resistência ao fogo compatível com a magnitude do incêndio que possam vir a ser submetidas.
MATERIAIS
Embora os materiais combustíveis contidos no edifício e constituintes do sistema construtivo possam ser responsáveis pelo início do incêndio, muito freqüentemente são os materiais contidos no edifício que se ignizam em primeiro lugar.
À medida que as chamas se espalham sobre a superfície do primeiro objeto ignizado e, talvez, para outros objetos contíguos, o processo de combustão torna-se mais fortemente influenciado por fatores característicos do ambiente.
Se a disponibilidade de ar for assegurada, a temperatura do compartimento subirá rapidamente e uma camada de gases quentes se formará abaixo do teto, sendo que intensos fluxos de energia térmica radiante se originarão, principalmente, a partir do teto aquecido. Os materiais combustíveis existentes no compartimento, aquecidos por convecção e radiação, emitirão gases inflamáveis. Isto levará a uma inflamação generalizada e todo o ambiente tornar-se-á envolvido pelo fogo, sendo que e os gases que não queimam serão emitidos pelas aberturas do compartimento.
A possibilidade de um foco de incêndio extinguir-se ou evoluir em um grande incêndio (atingir a fase de inflamação generalizada) depende de três fatores principais:
1) Razão de desenvolvimento de calor pelo primeiro objeto ignizado;
2) Natureza, distribuição e quantidade de materiais combustíveis no compartimento incendiado;
3) Natureza das superfícies dos elementos construtivos sob o ponto de vista de sustentar a combustão a propagar as chamas.
Os dois primeiros fatores dependem largamente dos materiais contidos no compartimento. O primeiro está absolutamente fora do controle do projetista. Sobre o segundo é possível conseguir-se no máximo, um controle parcial. O terceiro fator está, em grande medida, sob o controle do projetista, que pode adicionar minutos preciosos ao tempo da ocorrência da inflamação generalizada, pela escolha criteriosa dos materiais de revestimento.
Quando os materiais de revestimento são expostos a uma situação de início de incêndio, a contribuição que possa vir a trazer para o seu desenvolvimento, ao sustentar a combustão, e possibilitar a propagação superficial das chamas, denomina-se "reação ao fogo". As características de reação ao fogo dos materiais, utilizadas como revestimento dos elementos construtivos, podem ser avaliadas em laboratórios, obtendo-se assim subsídios para a seleção dos materiais na fase de projeto da edificação.
Os métodos de ensaio utilizados em laboratório para estas avaliações estipulam condições padronizadas a que os materiais devem ser expostos, que visam a reproduzir certas situações críticas, características dos incêndios antes de ocorrência de inflamação generalizada. O desempenho que a superfície de um elemento construtivo deve apresentar, para garantir um nível mais elevado de segurança contra incêndio, deve ser retirado de uma correlação entre os índices ou categorias obtidos nos ensaios e a função do elemento construtivo (conseqüentemente, sua provável influência no incêndio).
A influência de determinado elemento construtivo na evolução de um incêndio se manifesta de duas maneiras distintas.
A primeira delas se refere à posição relativa do elemento no ambiente, por exemplo, a propagação de chamas na superfície inferior do forro é fator comprovadamente mais crítico para o desenvolvimento do incêndio do que a propagação de chamas no revestimento do piso, pois a transferência de calor, a partir de um foco de incêndio, é, em geral muito mais intensa no forro; neste sentido o material de revestimento do forro deve apresentar um melhor desempenho nos ensaios de laboratório.
O outro tipo de influência se deve ao local onde o material está instalado: por exemplo, a propagação de chamas no forro posicionado nas proximidades das janelas, em relação ao forro afastado das janelas, a fator acentuadamente mais crítico para a transferência do incêndio entre pavimentos, pois além de sua eventual contribuição para a emissão de chamas para o exterior, estará mais exposto (quando o incêndio se desenvolver em um pavimento inferior) a gases quentes e chamas emitidas através das janelas inferiores. Algo semelhante se dá em relação à propagação do incêndio entre edifícios, onde os materiais combustíveis incorporados aos elementos construtivos nas proximidades das fachadas podem facilitar a propagação do incêndio entre edifícios.
Os dois métodos de ensaio básicos para avaliar as características dos materiais constituintes do sistema construtivo, sob o ponto de vista de sustentar a combustão e propagar as chamas, são os seguintes;
1) Ensaio de incombustibilidade que possibilitam verificar se os materiais são passíveis de sofrer a ignição e, portanto, estes ensaios possuem capacidade de contribuir para a evolução da prevenção de incêndio;
2) Ensaio da propagação superficial de chamas, por meio do qual os materiais passíveis de se ignizarem (materiais combustíveis de revestimento) podem ser classificados com relação à rapidez de propagação superficial de chamas e a quantidade de calor desenvolvido neste processo.
Uma outra característica que os materiais incorporados aos elementos construtivos apresentam, diz respeito a fumaça que podem desenvolver à medida em que são expostos a uma situação de início de incêndio. Em função da quantidade de fumaça que podem produzir e da opacidade desta fumaça, os materiais incorporados aos elementos construtivos podem provocar empecilhos importantes à fuga das pessoas e ao combate do incêndio.
Para avaliar esta característica deve-se utilizar o método de ensaio para determinação da densidade ótica da fumaça produzida na combustão ou pirólise dos materiais.
O controle da quantidade de materiais combustíveis incorporados aos elementos construtivos apresenta dois objetivos distintos. O primeiro é dificultar a ocorrência da inflamação generalizada no local em que o incêndio se origina. O segundo, considerando que a inflamação generalizada tenha ocorrido, é limitar a severidade além do ambiente em que se originou.
Com relação ao primeiro objetivo, a utilização intensiva de revestimentos combustíveis capazes de contribuir para o desenvolvimento do incêndio ao sofrerem a ignição e ao levar as chamas para outros objetos combustíveis além do material / objeto onde o fogo se iniciou.
Com relação ao segundo objetivo, quanto maior for a quantidade de materiais combustíveis envolvidos no incêndio maior severidade este poderá assumir, aumentando assim o seu potencial de causar danos e a possibilidade de se propagar para outros ambientes do edifício.
O método para avalizar a quantidade de calor com que os materiais incorporados aos elementos construtivos podem contribuir para o desenvolvimento do incêndio é denominado "ensaio para determinação do calor potencial".
SAÍDA DE EMERGÊNCIA
Para salvaguardar a vida humana em caso de incêndio é necessário que as edificações sejam dotadas de meios adequados de fuga, que permitam aos ocupantes se deslocarem com segurança para um local livre da ação do fogo, calor e fumaça, a partir de qualquer ponto da edificação, independentemente do local de origem do incêndio.
Além disso, nem sempre o incêndio pode ser combatido pelo exterior do edifício, decorrente da altura do pavimento onde o fogo se localiza ou pela extensão do pavimento (edifícios térreos).
Nestes casos, há a necessidade da brigada de incêndio ou do Corpo de Bombeiros de adentrar ao edifício pelos meios internos a fim de efetuar ações de salvamento ou combate.
Estas ações devem ser rápidas e seguras, e normalmente utilizam os meios de acesso da edificação, que são as próprias saídas de emergência ou escadas de segurança utilizadas para a evacuação de emergência,
Para isto ser possível as rotas de fuga devem atender, entre outras, as seguintes condições básicas:
O número de saídas difere para os diversos tipos de ocupação, em função da altura, dimensões em planta e características construtivas.
Normalmente o número mínimo de saídas consta de códigos e normas técnicas que tratam do assunto.
A distância máxima a percorrer consiste no caminhamento entre o ponto mais distante de um pavimento até o acesso a uma saída neste mesmo pavimento.
Da mesma forma como o item anterior, essa distância varia conforme o tipo de ocupação e as características construtivas do edifício e a existência de chuveiros automáticos como proteção.
Os valores máximos permitidos constam dos textos de códigos e normas técnicas que tratam do assunto.
O número previsto de pessoas que deverão usar as escadas e rotas de fuga horizontais é baseado na lotação da edificação, calculada em função das áreas dos pavimentos e do tipo de ocupação.
As larguras das escadas de segurança e outras rotas devem permitir desocupar todos os pavimentos em um tempo aceitável como seguro.
Isto indica a necessidade de compatibilizar a largura das rotas horizontais e das portas com a lotação dos pavimentos e de adotar escadas com largura suficiente para acomodar em seus interiores toda a população do edifício.
As normas técnicas e os códigos de obras estipulam os valores das larguras mínimas (denominado de Unidade de Passagem) para todos os tipos de ocupação.
As saídas (para um local seguro) e as escadas devem ser localizadas de forma a propiciar efetivamente aos ocupantes a oportunidade de escolher a melhor rota de escape.
Para isto devem estar suficientemente afastadas uma das outras, uma vez que a previsão de duas escadas de segurança não estabelecerá necessariamente rotas distintas de fuga, pois em função de proximidade de ambas, em um único foco de incêndio poderá torná-las inacessível.
A descarga das escadas de segurança deve se dar preferencialmente para saídas com acesso exclusivo para o exterior, localizado em pavimento ao nível da via pública.
Outras saídas podem ser aceitas, como as diretamente no átrio de entrada do edifício, desde que alguns cuidados sejam tomados, representados por:
1) sinalização dos caminhos a tomar;
2) saídas finais alternativas;
3) compartimentação em relação ao subsolo e proteção contra queda de objetos (principalmente vidros) devido ao incêndio e etc.
A largura mínima das escadas de segurança varia conforme os códigos e Normas Técnicas, sendo normalmente 2,20 m para hospitais e entre 1,10 m a 1,20 m para as demais ocupações, devendo possuir patamares retos nas mudanças de direção com largura mínima igual à largura da escada.
As escadas de segurança devem ser construídas com materiais incombustíveis, sendo também desejável que os materiais de revestimento sejam incombustíveis.
As escadas de segurança devem possuir altura e largura ergométrica dos degraus, corrimãos corretamente posicionados, piso antiderrapante, além de outras exigências para conforto e segurança.
ESCADAS DE SEGURANÇA
Todas as escadas de segurança devem ser enclausuradas com paredes resistentes ao fogo e portas corta-fogo. Em determinadas situações estas escadas também devem ser dotadas de antecâmaras enclausuradas de maneira a dificultar o acesso de fumaça no interior da caixa de escada. As dimensões mínimas (largura e comprimento) são determinadas nos códigos e Normas Técnicas.
A antecâmara só deve dar acesso à escada e a porta entre ambas, quando aberta, não deve avançar sobre o patamar da mudança da direção, de forma a prejudicar a livre circulação.
Para prevenir que o fogo e a fumaça desprendidos por meio das fachadas do edifício penetrem em eventuais aberturas de ventilação na escada e antecâmara, deve ser mantida uma distância horizontal mínima entre estas aberturas e as janelas do edifício.
ACESSOS
Quando a rota de fuga horizontal incorporar corredores, o fechamento destes deve ser feito de forma a restringir a penetração de fumaça durante o estágio inicial do incêndio. Para isto suas paredes e portas devem apresentar resistência ao fogo.
Para prevenir que corredores longos se inundem de fumaça, é necessário prever aberturas de exaustão e sua subdivisão com portas à prova de fumaça.
As portas incluídas nas rotas de fuga não podem ser trancadas, entretanto devem permanecer sempre fechadas, dispondo para isto de um mecanismo de fechamento automático.
Alternativamente, estas portas podem permanecer abertas, desde que o fechamento seja acionado automaticamente no momento do incêndio.
Estas portas devem abrir no sentido do fluxo, com exceção do caso em que não estão localizadas na escada ou na antecâmara e não são utilizadas por mais de 50 pessoas. Para prevenir acidentes e obstruções, não devem ser admitidos degraus junto à soleira, e a abertura de porta não deve obstruir a passagem de pessoas nas rotas de fuga.
O único tipo de porta admitida é aquele com dobradiças de eixo vertical com único sentido de abertura.
Dependendo da situação, tais portas podem ser a prova de fumaça, corta fogo ou ambos.
A largura mínima do vão livre deve ser de 0,8 m.
