ENGENHARIA DE SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO

 ENGENHARIA DE SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO  

Introdução:

               Engenharia de segurança contra incêndio é uma nova área de conhecimento, multidisciplinar, de que muito se tem falado na última década.  A literatura apresenta pequenas variações na definição do tema. Uma definição bastante aceita, dada pela Norma Britânica BS 7974:20011, é aquela que a situa como sendo a “aplicação de princípios de ciência e engenharia à proteção da pessoa, propriedade e meio ambiente, da ação do incêndio”. As medidas de segurança contra incêndio costumeiramente utilizadas em edificações, têm sido historicamente especificadas, em todo o mundo, utilizando-se códigos prescritivos. 

                    Para muitos tipos de edificações, o emprego de tais códigos fornece, aos seus projetistas, uma solução simples, segura e, o mais importante, conhecida. No Brasil, como em grande parte do mundo, a ocupação e a altura da edificação são as variáveis empregadas na determinação de um Tempo Requerido de Resistência ao Fogo (TRRF), a ser obedecido por cada um dos componentes estruturais individuais da edificação (pilares, vigas, etc.). A aplicação, sobre a estrutura, de produtos de proteção térmica, testados em um ensaio normatizado de resistência ao fogo (o “incêndio- padrão”),  encerra o processo. Esses códigos são bastante gerais e atendem a uma grande variedade de edificações. Justamente pela sua generalidade, eles nem sempre oferecem uma solução ótima em termos de segurança da pessoa, da propriedade e do meio ambiente. Além disso, os custos da proteção contra fogo também não são otimizados. Algumas das principais vantagens e desvantagens dos sistemas tradicionais, prescritivos. 

                 O enfoque da engenharia de segurança contra incêndio considera um conjunto bastante abrangente de variáveis a serem analisadas – um “pacote global de segurança contra incêndio” – fornecendo uma solução mais fundamentada em ciência e engenharia -  muitas das vezes também mais econômica - do que o enfoque puramente prescritivo. Mais do que isso, ela pode ser o único meio viável de se atingir um padrão satisfatório de segurança contra incêndio para algumas edificações grandes e complexas. 

                 O Millennium Dome, concebido pelo arquiteto Richard Rogers, é um centro de exposições situado em Londres, na península de Greenwich. Ele cobre uma área fechada de 100.000m2, tem uma circunferência de um quilometro e mede 365m de diâmetro (50m em seu ponto mais alto). No coração da cúpula existe uma arena central concebida como um espaço teatral aberto, flexível. Organizado ao redor do perímetro, existem edifícios de apoio (entretenimento, restaurantes e lojas), junto com catorze áreas de exposição. Para se ter idéia das proporções dessa construção: a Torre Eiffel cabe horizontalmente dentro da cúpula e a Coluna de Nelson, verticalmente. A cúpula é sus- pensa por doze mastros de aço de 100m de comprimento, contidos no lugar por mais de 70km de cabos de reforço. A cobertura é de PTFE coberta de fibra de vidro. O conceito estrutural é simples e inovador: cabos de aço tensionados, dispostos radialmente na superfície e fixados aos nós por presilhas e cabos de amarração a intervalos de 25m. Como implementar um projeto de segurança contra incêndio para essa edificação, em bases puramente prescritivas?

                   O cerne da engenharia de segurança contra incêndio trata do estabelecimento de objetivos claros a ser alcançados para a segurança dos ocupantes da edificação, da criação de uma estratégia de segurança contra incêndio (considerando-se todos os possíveis cenários de incêndio) e, finalmente, implementar essa estratégia pelo consenso. Engenharia de segurança contra incêndio considera incêndios “reais”, em edificações “reais”, ocupadas por pessoas “reais”.  

                   Este capítulo apresenta uma introdução ao extenso e complexo tema que é a engenharia de segurança contra incêndio. Ela é dirigida àqueles não-especialistas no assunto, mas, naturalmente, será de utilidade aos profissionais que militam nesse campo. 

O projeto de engenharia de segurança contra incêndio:

              A engenharia de segurança contra incêndio considera a existência de um conjunto de medidas de segurança contra incêndio (um “pacote global”), fornecendo uma solução mais abrangente, científica e, como dito anteriormente, muitas vezes mais econômica do que aquela proporcionada pelo enfoque prescritivo. Segundo a BS 7974, o enfoque deve ser aplicado utilizando-se três estágios, representados da seguinte maneira:

      • revisão qualitativa do projeto (RQP): o escopo e objetivos a serem alcançados são claramente definidos, os critérios de desempenho são estabelecidos e uma ou mais soluções potenciais de projeto são propostas.

      • análise quantitativa (AQ): métodos de ciência e engenharia são utilizados para avaliar as soluções potenciais identificadas na RQP. A análise quantitativa pode ser uma análise temporal, utilizando-se subsistemas apropriados, descritos adiante, de modo a refletir o impacto do incêndio sobre as pessoas e propriedade em diferentes estágios de seu desenvolvimento.

    • atendimento aos critérios previamente estabelecidos: a análise quantitativa é comparada aos critérios de aceitação identificados no RQP, para testar a aceitabilidade das propostas. Caso os critérios sejam atendidos, o projeto será considerado concluído. 

1. Início
2. Revisão qualitativa do projeto (RQP)
3. Análise quantitativa do projeto
4. Iniciação e desenvolvimento do incêndio dentro do compartimento de origem:
5. Espalhamento da fumaça e dos gases tóxicos dentro (e fora) do compartimento de origem;
6. Resposta estrutural e espalhamento do incêndio fora do compartimento de origem;
7. Detecção do incêndio e ativação dos sistemas de proteção;
8. Intervenção de pessoal especializado (corpo de bombeiros e brigada de incêndio);
9. Desocupação;
10. Análise de risco;
11. Atende aos critérios estabelecidos?
12. Não - (se for não, volta ao início do processo).
13. Sim - (finalizar o processo da análise);
14. Satisfatório;
15. Relatório e apresentação dos resultados;
16. Fim.

Revisão Qualitativa do Projeto (RQP):

                   A RQP é um processo desenvolvido a partir da experiência e conhecimento de uma equipe multidisciplinar. O escopo e os objetivos a ser alcançado no projeto de engenharia de segurança contra incêndio são definidos por uma equipe que inclui os seguintes profissionais:

      

      1. Engenheiro de segurança contra incêndio (coordenador). 

      2. Arquiteto. 

      3. Engenheiro de utilidades.

      4. Engenheiro estrutural.

      5. Gerenciador do empreendimento.

      6. Representante do órgão aprovador (corpo de bombeiros). 

      7. Representante da seguradora.

     

                 Projetos pequenos, ou nos quais a engenharia de segurança contra incêndio é aplicada de forma limitada e bem definida no projeto, a RQP pode ser desenvolvida por um grupo menor de profissionais que, em muitos casos, envolve somente o engenheiro de segurança contra incêndio e o arquiteto.  

               A RQP é uma técnica que permite ao grupo refletir sobre como o incêndio pode ser iniciado e estabelecer certas estratégias para manter o risco em um nível aceitável. A RQP pode, então, ser avaliada quantitativamente, comparando-se com os objetivos e critérios estabelecidos pela equipe. 

              De forma ideal, a RQP deve ser levada a cabo já nos estágios iniciais de projeto, de modo que qualquer alteração substancial possa ser incorporada no projeto da edificação antes que o projeto executivo seja desenvolvido. Entretanto, na prática, o processo da RQP acaba envolvendo algumas interações, conforme o projeto passa de um grande conceito “abstrato” para um grande nível de detalhamento. Os principais estágios da RQP são:

     1.  Revisão do projeto arquitetônico e características dos ocupantes;

     2. Objetivos da segurança contra incêndio;

     3. Danos causado pelo incêndio;

     4. Projetos tentativos de segurança contra incêndio;

     5. Critério de aceitação e metodologia de análise;

     6. Analise dos possíveis cenário de incêndio.

Revisão do projeto arquitetônico e características dos ocupantes 

       
      De forma ideal, o projeto arquitetônico deve ser revisto nos primeiros estágios do desenvolvimento conceitual, de modo a garantir que as medidas de segurança contra incêndio e o projeto arquitetônico sejam desenvolvidos de forma harmônica. Toda a informação relevante sobre a edificação, seus ocupantes e usos, deve ser fornecida à equipe de RQP:

    1. Estrutura da edificação e layout. 

    2. Usos e conteúdos da edificação. 

    3. Acesso dos profissionais de combate ao incêndio na edificação.

    4. Ocupantes (incluindo qualquer exigência particular para pessoas com restrições).

    5. Sistemas de ventilação.

    6. Necessidades do proprietário (incluindo futuras opções). 

    7. Pessoas que poderão fornecer futuras informações, quando necessário.

Objetivos da segurança contra incêndio

                  Os objetivos do projeto de segurança contra incêndio devem ser claramente definidos nos primeiros estágios do projeto. A proteção à vida sempre será o primeiro objetivo a ser alcançado, mas o impacto financeiro de um incêndio sobre o negócio, como resultado direto das perdas da propriedade e da produção, também são importantes considerações. Alguns tipos de negócios, como, por exemplo, uma cadeia internacional de hotéis, podem sofrer perdas indiretas, como a de sua imagem perante a sociedade.

               Os objetivos da segurança contra incêndio que tipicamente fazem parte de um estudo de engenharia de segurança contra incêndio são:

    1) segurança da vida

    2) controle das perdas 

    3) impacto ambiental.

Danos causados pelo incêndio

                       Uma revisão sistemática do projeto deve ser conduzida, de modo a estabelecer os danos relacionados ao incêndio dentro da edificação e suas conseqüências potenciais. A revisão deve levar em consideração fatores tais como:

     1. Fontes de ignição. 

     2. Conteúdo combustível. 

     3. Materiais de construção. 

     4. Natureza das atividades na edificação.

     5. Fatores não usuais porventura existentes.

                        As considerações relativas ao potencial de periculosidade não devem ser restritas à ignição e espalhamento do incêndio, mas devem incluir os danos que podem impedir a desocupação (por exemplo, um evento particularmente perigoso que pode acontecer na saída de emergência, ou um layout que não favorece a orientação). 

Projetos “tentativos” de Segurança contra incêndio

                        Em muitos casos, será necessário modificar o projeto arquitetônico, ou fornecer várias medidas de segurança contra incêndio para se atingir os objetivos da segurança contra incêndio. Um projeto “tentativo” é simplesmente um grupo de medidas que, no contexto dos parâmetros da edificação, poderá atender os objetivos da segurança contra incêndio. 

                      Para que uma solução ótima possa ser identificada, a equipe de RQP deve estabelecer um ou mais projetos “tentativos” de segurança contra incêndio que serão detalhados na análise quantitativa posterior. De modo geral, vários dos projetos poderão fornecer uma solução aceitável. A equipe de RQP deve utilizar seu conhecimento e experiência, de modo a fazer um julgamento balizado das várias alternativas. Em muitos casos, o primeiro projeto “tentativo” trata da aplicação do modelo prescritivo tradicional. Isso servirá como comparativo para os demais tratamentos.

                   No desenvolvimento do RQP, a equipe não deve somente considerar a adição de sistemas de proteção adicionais, mas também deve revisar o projeto, no sentido de eliminar ou reduzir alguns dos perigos potenciais. Quando prático, a redução do potencial de danos por meio da alteração do projeto arquitetônico é sempre preferível à adição de qualquer medida adicional de proteção contra incêndio. 

              Como parte do processo, deve-se considerar eventos do tipo “e se”. O objetivo é o de identificar possíveis falhas nos sistemas ou eventos não previstos, que podem influenciar de modo significativo o estudo. Alguns exemplos de “e se”: 

     1. Portas corta-fogo mantidas abertas. 

     2. Novos materiais combustíveis introduzidos em locais específicos. 

     3. Paredes de compartimentação que permitem a passagem de fogo ou fumaças. 

     4. Materiais de inflamabilidade acima do especificado. 

   5. A energia elétrica necessária ao acionamento de ventiladores ou à criação de aberturas pode falhar.

     6. Chuveiros automáticos que não funcionam devido à falta de manutenção. 

     7. Sistemas de detecção afetados adversamente pelo movimento do ar ventilado. 

     8. Incêndio localizado na saída, bloqueando-a. 

     9. O gerenciamento falha na implementação de medidas de segurança contra incêndio.

Critério de aceitação e metodologia de análise

          Os objetivos estabelecidos são bastante amplos e, de certa forma, de fácil concordância. Entre- tanto, esses objetivos não são suficientemente específicos para fornecer uma base para um projeto de engenharia. Não importa que medidas de proteção sejam tomadas, não existe algo como risco zero. A possibilidade de morte e danos físicos e à propriedade não pode ser totalmente eliminada. É, assim, essencial o estabelecimento de critérios que possam ser usados na avaliação do atendimento dos objetivos da segurança contra incêndio. Isso pode ser realizado convertendo-se os objetivos de segurança contra incêndio em termos de engenharia, adotando-se alvos de projeto e critérios de desempenho.
           Tomando como exemplo a sede comercial de uma grande empresa, composta por dois grandes edifícios contíguos, os objetivos de segurança à vida e à propriedade podem ser convertidos em termos de engenharia.
    1. Comparativo (demonstra equivalência com códigos prescritivos estabelecidos, utilizando métodos determinísticos ou probabilísticos). 

        2. Determinístico (mostra que um conjunto definido de condições não ocorrerá no pior cenário).       3. Probabilístico (estabelece que a freqüência de um evento não desejado seja aceitavelmente pequena).
         O tipo de critério de aceitação adotado está intimamente ligado ao método de análise, e o engenheiro de segurança contra incêndio deve identificar o método de análise mais apropriado. 

Análise dos Possíveis Cenários de Incêndio

          O número dos possíveis cenários de incêndio, mesmo em uma edificação simples, pode se tornar muito grande, e pode ser impossível ou desnecessário obter os efeitos de todos eles. Entretanto é usual a identificação de mais de um cenário crítico, que seguirão à avaliação detalhada.
        Em alguns casos (por exemplo, uma edificação de um só compartimento), será possível identificar um cenário que representa claramente o pior caso. Entretanto em uma edificação complexa, pode ser necessário estabelecer-se um número de cenários para que se tenha um julgamento detalhado.
             Dependendo dos objetivos do estudo de engenharia de segurança contra incêndio, a definição de um cenário de incêndio necessitará considerar alguns ou todos os seguintes fatores:

        1. Criação de um incêndio (ou, como é chamado, “projeto de incêndio”).
        2. Localização do incêndio.
        3. Características dos ocupantes.

              A maior parte dos incêndios pode ser caracterizada pelas seguintes fases:
     • fase incipiente: fase inicial, de crescimento lento, caracterizado pela combustão lenta, ou por chamas limitadas.
     • fase de crescimento: corresponde ao período de propagação do incêndio anterior à inflamação generalizada.
   • fase de incêndio plenamente desenvolvido: caracterizado por uma velocidade de queima constante. tanto em incêndios controlados pela ventilação quanto em incêndios controlados pelo combustível.
      • fase de decaimento: período de declínio da severidade do incêndio.
     • extinção: quando a energia não é mais liberada.
           Em uma análise relativa à segurança à vida, feita para avaliar a habilidade dos ocupantes de desocupar o compartimento de origem do incêndio, somente as fases incipiente e de crescimento serão de relevância. Após a inflamação generalizada ou fase de incêndio completamente desenvolvido não mais se considera a possibilidade de desocupação.
           Quando se considera a resposta de elementos estruturais (ou de compartimentação), a fase do incêndio de significância é a de incêndio completamente desenvolvido.   

      Quando for possível estabelecer o primeiro item a ser ignizado, a velocidade inicial do crescimento do incêndio pode ser determinada a partir de ensaios laboratoriais. O desenvolvimento do incêndio é definido em termos da velocidade de liberação de calor versus o tempo. Entretanto, na maior parte das circunstâncias, conhece-se somente a natureza geral dos materiais combustíveis e o primeiro item a ignizar será indeterminado.
         A maior parte dos incêndios que não envolve líquido ou gases terá um início relativamente lento. Conforme o incêndio cresce de tamanho, a velocidade de crescimento acelera. Isso pode ser dependente de muitos fatores, incluindo:
      • Natureza dos combustíveis.
      • Arranjo geométrico dos combustíveis.
      • Capacidade do combustível em se ignizar.
      • Velocidade de liberação de calor característica do combustível.
      • Ventilação.
      • Fluxo de calor externo.
      • Área superficial exposta.

         
             Para fins da criação de um “projeto” de incêndio, assume-se, muitas vezes, que o crescimento do incêndio seja proporcional ao quadrado do tempo (o conhecido incêndio t2). Pode-se, assim, modelar qualitativamente um incêndio em cinco categorias de crescimento: muito lento, lento, médio, rápido e ultra-rápido.
           As velocidades de crescimento de incêndio, específicas, são apresentadas na Tabela 6. Elas dão uma indi- cação da velocidade de crescimento que podem ser antecipadas em certo número de usos de edificações típicas e é frequentemente utilizada no RQP.

              A quantidade de combustíveis (carga de incêndio) dentro de um compartimento influenciará a duração e a severidade de um incêndio. Desse modo, essa informação deverá ser disponibilizada, de modo a que se possa avaliar a duração e severidade de um incêndio plenamente desenvolvido. Certos fatores afetam o crescimento e a severidade do incêndio:
        1. ventilação. As condições de ventilação podem desempenhar uma influencia significativa no desenvolvimento e na severidade do incêndio. Assim, o RQP deve considerar:
               a. Existência de portas abertas.
               b. Existência de sistemas mecânicos de ventilação.
               c. Existência de janelas (depois dos vidros quebrados).
               d. Existência de elementos de fechamento colapsados, como o colapso da cobertura.

      2. Sistemas de extinção. A ativação de sistemas automáticos de extinção (ou pelo menos de controle do crescimento) de um incêndio. A localização do “projeto” de incêndio deve ser especificada e o RQP deve identificar a geometria do espaço e, quando necessário, a localização da origem do fogo dentro do compartimento, isto é, se o fogo está no centro, em um canto ou ainda atrás de uma barreira, dentro do compartimento. Um incêndio localizado adjacente a uma saída de emergência representará, normalmente, o pior cenário de incêndio, levando à indisponibilidade da rota de fuga.
             A localização do fogo dentro da edificação também influenciará o tempo requerido pelo corpo de bombeiros para dar início às suas atividades no local. Por exemplo, o tempo para atuação é muito maior nos andares mais elevados de um arranha céu do que em uma edificação de dois andares.
               Variações no tempo de resposta para a desocupação estão relacionados ao tipo de ocupação, população e posicionamento físico. Por essa razão, é importante revisar a ocupação em relação aos fatores que mais parecem influenciar o comportamento humano e a movimentação.
               Em adição aos parâmetros de projeto relativos aos meios de desocupação (como a distância a ser percorri- da, número e posição das saídas, assim como suas larguras), os seguintes fatores podem influenciar a resposta das pessoas em uma emergência de incêndio:
      • Familiaridade do ocupante com a edificação.
      • Prontidão dos ocupantes.
      • Mobilidade dos ocupantes.
      • Afiliação social dos ocupantes.
      • Papel e responsabilidade dos ocupantes.
      • Posicionamento dos ocupantes dentro da edificação.

              O número de ocupantes em um certo espaço impactará diretamente no tempo requerido para a desocupação, utilizando-se as saídas disponíveis. Considera-se o pior caso, no qual certo número de ocupantes esteja presente na edificação (ou em parte desta).

Análise Quantitativa (AQ)

             Seguida à análise qualitativa, uma análise quantitativa pode ser feita para verificar a aderência dos projetos “tentativos” desenvolvidos pelo RQP. É conveniente separar os procedimentos de análise em certo número de segmentos (ou subsistemas), cada um cobrindo um aspecto específico do projeto de segurança contra incêndio.

             O subsistema fornece informação sobre dos fatores que afetam a ignição e o desenvolvimento do incêndio no compartimento de origem e dá as razões para a escolha de um projeto de incêndio particular. O subsistema fornece uma direção de como as seguintes informações podem ser avaliadas como função do tempo:
• Velocidade de liberação de calor.
• Velocidade de produção (mássica) de fumaça.
• Velocidade de produção (mássica) de efluentes, como o monóxido de carbono.
• Dimensão e temperatura da chama.
• Temperatura dentro do compartimento.
• Tempo para atingir a inflamação generalizada.
• Área de implicação do fogo.
       
         No subsistema 1, assume-se que o incêndio cresce sem o impedimento das atividades de combate às chamas, como, por exemplo, a intervenção da brigada de incêndio ou dos chuveiros automáticos.

            Utilizando-se os dados obtidos no subsistema 1, este subsistema fornece um caminho para a avaliação e controle da movimentação dos efluentes do incêndio para fora da região sob influência direta das chamas. As principais áreas a serem analisadas são:

     • Espalhamento da fumaça e de outros efluentes dentro e fora do compartimento de origem. 

    • As características da fumaça em locais definidos: (Massa, Volume, Temperatura, Velocidade, Densidade óptica, Concentração de particulados e gases efluentes.)
  • Métodos de controle da fumaça: (Diluição, Sistemas de exaustão, Sistemas de pressão diferencial.)
     • Técnicas de modelamento.

          Utilizando os dados gerados do subsistema 1, esse subsistema trata do espalhamento do incêndio para fora do compartimento de origem e da resposta estrutural da edificação (ou de seus elementos individuais) ao fogo. Deve-se considerar:
  • Mecanismos de espalhamento do incêndio: (Radiação, Movimentação dos gases quentes, Espalhamento de chama através de superfícies combustíveis, Queima de objetos ou gotículas combustíveis, Penetração e colapso de barreiras como paredes, pisos, portas, etc.)
   • Condições de exposição ao incêndio: (Condições do ensaio do incêndio padrão, Projetos de incêndio, Resposta estrutural, Resposta de materiais, Elementos simples, Dois ou mais elementos sob interação.)

         Esse subsistema utiliza primariamente os dados gerados do subsistema, fornecendo um caminho para a avaliação da resposta de detectores de incêndio, chuveiros automáticos, sistema de exaustão automatizados, etc., para o calor, fumaça e outros efluentes do incêndio. Ele também fornece um meio de se conhecer o impacto dos sistemas de extinção sobre o desenvolvimento do incêndio. A informação que pode ser obtida dos subsistemas como função do tempo e/ou dimensões do incêndio inclui:
     • Detecção do incêndio.
    • Ativação dos equipamentos de controle de incêndio: (Chuveiros, Sistemas de exaustão, Sistema magnético de fechamento de portas e Barreiras sob rodas.)
     • Notificação aos bombeiros.
     • Modificação dos parâmetros do incêndio: (Chuveiros e Sistemas de extinção gasosa.)

             O subsistema fornece os meios de se estimar a provável resposta e efetividade do serviço de combate ao incêndio, e pode ser utilizado na obtenção dos seguintes parâmetros:
     • Tempo de chegada.
     • Tempo de intervenção.
     • Capacidade de extinção.
     • Reforço da capacidade de combate ao fogo.
     • Tempo para controle do incêndio.

           Esse subsistema trata do comportamento das pessoas em resposta ao incêndio (ou a um alarme de incêndio) a os efeitos físicos do calor, fumaça e gases tóxicos. A informação, que pode ser obtida neste subsistema, inclui:
   • Parâmetros físicos de desocupação: (Tempo para atingir uma saída de emergência e Tempo requerido para passar através de uma saída de emergência.)
    • Parâmetros fisiológicos de desocupação: (Tempo pré movimento e Efeito do tipo de sistema de alarme.
     • Tempo de desocupação.
   • Limites humanos atingíveis: (Visibilidade, Produtos de combustão tóxicos e irritantes, Calor radiante e Temperatura do ar.)

            O subsistema trata de como quantificar o risco de um incêndio associado à  edificação e seus ocupantes, considerando os sistemas de proteção instalados. A informação que pode ser obtida nesse subsistema inclui:
     • A freqüência com que incêndios ocorrem.
     • Probabilidade de falha dos sistemas de proteção a incêndio.
     • O nível do risco de incêndio associado à edificação, seu conteúdo e ocupantes.

Critério final de aceitação

            O produto final da análise quantitativa acaba por gerar uma série de resultados que devem ser comparados com o critério de aceitação identificado durante a realização da AQ. Três enfoques básicos podem ser considerados:
     • Determinístico.
     • Probabilístico.
     • Comparativo.

         Se, seguida à análise quantitativa, for demonstrado que nenhum dos projetos “tentativos” satisfaz o cri- tério de aceitação especificado, a AQ deve ser repetida até que uma estratégia de segurança contra incêndio que satisfaça o critério de aceitação seja encontrada.
         Em um estudo determinístico, o objetivo é mostrar que, com base nas premissas iniciais (usualmente concebido como o “pior cenário de incêndio”), um conjunto de condições não ocorrerá. Em um estudo probabilístico, o critério é dado pela probabilidade de que um evento ocorra seja aceitavelmente baixa. O critério de risco é usualmente expresso em termos da probabilidade anual de que um evento indesejado ocorra. 

             O Telford College é a maior instituição pública de ensino superior construída no Reino Unido nos últimos trinta anos. Situada em Edimburgo, a instituição foi oficialmente inaugurada em setembro de 2006, e oferece um grande número de cursos de especialização. A Figura 4 mostra a maquete da instituição.

             A obra compreendeu a instalação de vinte e nove mil metros quadrados de acomodações, a um custo de £40m. O objetivo era criar o melhor ambiente possível de ensino para vinte mil estudantes e seiscentos funcionários. O desenvolvimento do projeto compreendeu:
• Uma plataforma de educação em um ambiente estimulante.
• A melhor qualidade de acomodações para o ensino e o aprendizado.
• Espaços de aprendizado holístico e social.
• Flexibilidade e eficiência.
• Busca facilitada pelos diferentes ambientes.
• Edificações sustentáveis, com baixo gasto de energia e ventilação natural.
• Edificações acessíveis a todos.
• Um campus que é o ponto focal da comunidade. 

            Assim, o campus foi criado como local destinado não somente à educação, mas para o uso pela comunidade para exibições, performances, alimentação, salões de beleza e academias de esportes.
           

             Salas de aula gerais e laboratórios de computação criam um sistema de “ruas de aprendizado”; o edifício possui três andares, com áreas contendo grandes átrios. Espaços abertos substituem os tradicionais corredores, fornecendo flexibilidade de uso. Salas com finalidades específicas, no segundo andar, são conectadas por intermédio de pontes, que atravessam os átrios, mas permitem que a luz natural ilumine todo o ambiente abaixo.  

                  A estratégia adotada atendeu ao “Building Standards Regulations” da Escócia, de 1990, em sua mais recente revisão, isto é, considerando-se os “Amendments” posteriores. Os principais objetivos da estratégia de incêndio foram os de garantir a adequação do projeto nas seguintes áreas:
       • Segurança estrutural.
       • Desocupação.
       • Detecção e aviso.
       • Equipamentos para o combate ao incêndio. 

                  Os requisitos prescritivos, existentes em diferentes normas técnicas do Reino Unido, foram relaxados e aprovados pelas autoridades regulatórias locais, para certo número de características específicas presentes na estratégia adotada no projeto. O uso da engenharia de segurança contra incêndio, a utilização de boas práticas construtivas e o modelamento computacional permitiram demonstrar que, em cada caso em que o código prescritivo foi relaxado, houve justificativa cientificamente comprovada e plenamente justificável. O uso das técnicas citadas trouxe como resultado:
       • Definição do procedimento de desocupação da edificação (em estágios).
       • Escolha do ETFE (Etil Tetra Flúor Etileno) como material de cobertura.
       • Incorporação de átrios em 4 diferentes locais.
       • Criação de áreas de acesso ao corpo de bombeiros em certas áreas da edificação e do campus.
       • Utilização de fechaduras de segurança nas saídas de emergência.
       • Omissão da proteção antitérmica (proteção passiva) das vigas secundárias.
       • Omissão de detectores de fumaça no cruzamento de certos corredores.

                 Foi necessário um extenso trabalho de modelamento em relação aos projetos dos átrios, dos procedimentos de desocupação e da proteção estrutural. O modelamento do fluxo da fumaça foi feito utilizando-se modelos de zonas e fluido dinâmica computacional (CFD). Esses modelos foram empregados, por exemplo, para a determinação das condições de segurança das pessoas que se utilizam das áreas de circulação aberta (em comunicação com os átrios), no caso em que o incêndio aconteça na base de um destes átrios. Essas áreas de circulação são o único meio de escape das pessoas localizadas acima e ao redor de cada um dos átrios.

                    Um certo número de cenários de incêndio foram identificados, e modelos construídos para identificar o tempo de desocupação seguro disponível para os ocupantes, utilizando-se as áreas de circulação para a desocupação. Em associação com esse modelamento de radiação, também foram estudados os efeitos prováveis do calor produzido pelo incêndio e seus efeitos sobre os ocupantes situados nestas áreas de tráfego de pessoas. 

               Foram utilizados vários modelos de desocupação, dos mais simples, requerendo uma simples calculadora de mão, até os mais sofisticados, requerendo computadores poderosos. Esses modelos foram utilizados na determinação do tempo que os ocupantes levam para a desocupação das salas que se comunicam pelo átrio, por meio das rotas de circulação e para o interior de saídas de emergência. Os modelos computacionais permitiram estudar de modo preciso os efeitos do adensamento populacional nos tempos de desocupação.
           Os resultados obtidos pelo modelamento computacional de evolução da fumaça e modelamento computacional de desocupação foram comparados e tornou-se evidente que o tempo de desocupação segura, disponível, da edificação, era maior do que o tempo de desocupação segura requerido, ditado pelo código prescritivo.
                  Isso demonstrou às autoridades municipais e ao corpo de bombeiros local que as propostas de projeto eram seguras e aceitáveis, e compensações foram propostas, isto é, as relaxações do código prescritivo foram justificadas.

Medidas de Segurança Contra Incêndio

                 Adotou-se, na edificação, os seguintes sistemas de segurança contra incêndio:
        • Sistemas de detecção automática de incêndio. Um sistema de detecção automática de incêndio (conhecido no Reino Unido como “L5”) foi instalado de acordo com a BS 5839:2002 Part 12. Uma gama de diferentes equipamentos de detecção automática foi instalada, cobrindo diferentes áreas da edificação. Detectores de calor foram instalados na cozinha e nos quartos. Detectores-padrão de fumaça (conhecidos como “point type”) foram instalados na maioria das acomodações. Detectores de fumaça por aspiração foram instalados em cada átrio e no vão central da edificação. O sistema de detecção possui dupla ativação, de modo a reduzir a incidência de alarmes falsos. O painel elétrico de controle do sistema de detecção foi posicionado em uma sala especialmente dedicada. O sistema de detecção foi conectado a um sistema de discagem telefônica automática, que alertará automaticamente o corpo de bombeiros local na eventualidade de qualquer incidente.
        • sistemas de exaustão de fumaça e calor. Cada átrio possui um sistema natural de ventilação para a retirada da fumaça e do calor conectado ao sistema de detecção contra incêndio. Esse sistema garante que condições suportáveis sejam mantidas em cada via de circulação que atravessa o átrio. Um gerador de energia dedicado foi instalado somente para os sistemas de exaustão de fumaça e calor.

Sistema de alarme de voz

                  Um sistema de voz foi instalado por toda a edificação, de acordo com a BS 5839:2002 Part 83. Esse sistema foi instalado para fornecer informações claras e concisas aos ocupantes, no caso de incêndio. Devido ao procedimento de desocupação proposto (em estágios), esse foi a única forma de sistema de alarme adequado à instalação.

Elevadores para desocupação e áreas de refúgio

                 Para a desocupação segura de um grande número de pessoas com restrições físicas, que poderiam estar nesse edifício público no momento do incêndio, um total de seis elevadores de desocupação foram instalados em vários locais. Além disso, um total de cento e vinte e nove áreas de refúgio para cadeiras de rodas foram incorporados por toda a edificação (estas pessoas seriam de difícil desocupação por meio de outros meios). Cada elevador foi instalado de acordo com a BS 5810:19794 e a BS 5655:1986 Part 15, e lobbies protegidos foram criados entre os elevadores e as acomodações gerais de todos os níveis. Geradores de energia também foram fornecidos para estes sistemas.

Benefícios da aplicação da Engenharia de Segurança Contra Incêndio

              A estratégia de engenharia de segurança contra incêndio adotada nesta obra trouxe os seguintes benefícios:
        1. A aplicação do enfoque de risco holístico permitiu que os problemas potenciais apresentados ainda na fase de projeto fossem convenientemente solucionados. Um pacote de medidas de segurança foi implementado, o que levou à eliminação de vários dos dos riscos identificados. A estratégia adotada atendeu a esta edificação em particular e não foi baseada em um conjunto genérico de padrões prescritivos.
         2. Permitiu que a proposta de ventilação natural do átrio fosse realizada. 

        3. As informações técnicas disponibilizadas já nas primeiras fases do projeto auxiliaram todo o processo regulatório, reduzindo os riscos futuros assim que iam aparecendo no projeto.
         4. Permitiu a relaxação do “Scottish Technical Standard”, prescritivo.
      5. Permitiu um balanço entre medidas de proteção ativas e passivas que não conflitam com a qualidade arquitetônica da edificação.
      6. Permitiu a solução ótima de projeto, com grande economia nos gastos de proteção contra incêndio.

   

Referências Bibliográficas:

• BS 7974:2001. Application of fire safety engineering principles to the design of buildings – Code of practice. British  Standards Institution (BSI). London: UK.

• BS 5839:2002 Part 1. Fire detection and fire alarm systems for buildings - Code of practice for system design, installation,  commissioning and maintenance. British Standards Institution (BSI). London: UK.