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Cálculo da reserva técnica de incêndio do sistema de chuveiros automáticos
Cálculo hidráulico pelo método densidade/área.
Procedimentos:
1º Passo - Verificar se a edificação necessita ou não da instalação dos chuveiros
automáticos. No Estado do Rio Grande do Sul, deve ser observado o Anexo B da Lei
Complementar nº 14.376, de 26 de dezembro de 2013.
2º Passo - Caso a edificação necessite de chuveiros automáticos, devemos
consultar o Anexo A, Tabela 1 (pág. 75) da ABNT NBR 10987/2007 para classificar a
edificação em um dos seguintes riscos:
Leve: Compreende as ocupações ou parte da ocupações onde a quantidade e/ou a
combustibilidade do conteúdo (carga incêndio) é baixa, tendendo à moderada, e
onde é esperada taxa de liberação de calor baixa a média.
Ordinário - Grupo 1: Compreendem as ocupações ou parte de ocupações onde a
combustibilidade do conteúdo é baixa e a quantidade de materiais combustíveis é
moderada. A altura de armazenagem não deve exceder 2,4 m e são esperados
incêndios com moderada taxa de liberação de calor.
Ordinário - Grupo 2: Compreendem as ocupações ou parte de ocupações onde a
quantidade e a combustibilidade do conteúdo é moderada a alta. A altura de
armazenagem não deve exceder 3,7 m e são esperados incêndios com alta taxa de
liberação de calor.
Extraordinário - Grupo 1: Compreendem as ocupações ou parte de ocupações
onde a quantidade e a combustibilidade do conteúdo são muito altas, podendo haver
a presença de pós e outros materiais que provocam incêndios de rápido
desenvolvimento, produzindo alta taxa de liberação de calor. Neste grupo as
ocupações não devem possui líquidos combustíveis e inflamáveis.
Extraordinário - Grupo 2: Compreendem as ocupações com moderada ou
substancial quantidade de líquidos combustíveis ou inflamáveis.
Observação: Para o nosso exemplo empregaremos a classificação de risco
Ordinário - Grupo 2.
3º Passo - Escolher o método de cálculo:
Cálculo por tabela;
Cálculo hidráulico - Método densidade/área;
- Método de cálculo por recinto.
Observação: No nosso exemplo será empregado o cálculo hidráulico, pelo método
densidade área.
4º Passo - Escolha do ponto da curva de densidade/área (pág. 54).
Poderá ser utilizado qualquer parte da curva, dentro da classe de risco, observando
para tanto as restrições previstas no item 8.5.4 da ABNT NBR 10897/2007. Com
isso será possível obter a densidade em milímetros por minuto (mm/min) ou l/min/m²
e a área de operação em m² correspondente. A escolha do ponto da curva mais alta,
corresponderá a um sistema com maior número de chuveiros automáticos na área
de operação e consequentemente em um volume de reserva técnica de incêndio
maior, apesar da densidade (vazão e pressão) ser menor.
Observação: No nosso exemplo iremos empregar a parte baixa da curva
densidade/área, para o Risco Ordinário - Grupo 2, que será de 140 m²/8,1mm/min.
Cabe salientar que conforme o item 8.5.4, letra "a" da ABNT NBR 10897/2007, em
risco leve e médio quando á área de operação for inferior a 140 m² deve ser
empregado 140 m².
5º Passo - Área de cobertura máxima do chuveiro automático
Para calcular a área de cobertura do chuveiro automático, deverá ser observado o
item 7.6 da ABNT NBR 10897/2007. O mais comum é o emprego de chuveiros
automáticos de cobertura padrão. Os limites máximos de cobertura para esse tipo de
chuveiro automático encontram-se na Tabela 8 da ABNT NBR 10897/2007.
Observação: No nosso exemplo empregaremos o chuveiro automático de cobertura
padrão, adotando a área de cobertura máxima permitida.
Deverá ser observado a Tabela 8 da ABNT NBR 10897/2007, levando em
consideração o tipo de teto, o método de cálculo adotado e a classificação de risco
da edificação.
Observação: No nosso exemplo, vamos considerar que o teto como sendo de
material não combustível e não obstruído, o risco adotado foi Ordinário - Grupo 2 e o
método foi por cálculo hidráulico, observaremos a segunda coluna da área de
cobertura, que corresponde a 12,1 m², ou seja, cada bico de chuveiro automático,
cobrirá no máximo 12,1 m².
6º Passo - Cálculo do volume de reserva técnica de incêndio necessária.
Resumo:
Risco adotado: Ordinário - Grupo 2
Método adotado: Cálculo hidráulico - Método densidade/área
Ponto da curva densidade/área escolhida: 140m²/8,1mm/min
Área de cobertura de cada chuveiro automático: 12,1 m²
Cálculo genérico:
Consideraremos que todos os chuveiros automáticos da área de operação
possuam a mesma vazão e pressão do chuveiro menos favorável (esta
situação não ocorre na prática. O cálculo abaixo é apenas exemplificativo e
representa a menor reserva técnica de incêndio possível de ser obtida para a
classe de risco selecionada).
1º - Dividiremos a área considerada (operação) pela área de cobertura de cada
chuveiro e chegaremos a número de chuveiros necessários para cobrir a área
considerada.
140 m² / 12,1m² = 11, 57 = 12 chuveiros
2º - Multiplicaremos a área de cobertura de cada chuveiro pela densidade adotada.
12,1 m² x 8,1 mm/min = 98,01mm/min/m²
3º - Multiplicaremos a densidade por m² pelo número de chuveiros automáticos
previstos para cobrir a área considerada.
12 x 98,01mm/min/m² = 1.176,12 mm/min
4º - Multiplicaremos a densidade total pelo tempo de 60 min. (tempo mínimo
requerido de reserva técnica de incêndio para essa classe de risco).
1.176,12 mm/min x 60 min = 70.567,20 l
Observação: Para o nosso exemplo, será requerido uma reserva técnica de
incêndio de 70.567,20 litros.
Cálculo específico:
Cálculo específico sujeito a alterações, conforme as variáveis adotadas e as
características da rede de chuveiros automáticos projetada para a edificação.
Para o exemplo abaixo, adotaremos a seguinte situação hipotética:
1º - Determinação do lado maior da área de aplicação (pág. 65)
Lm = �,� .√��
Lm = lado maior da área de aplicação
1,2 = 20 % maior que o lado na outra direção
Aa = área de aplicação em m² (ver passo 4º)
Lm = �,� .√��
Lm = 1,2 . √140
Lm = 1,2 . 11,83
Lm = 14,20 m
2º Determinação do número de chuveiro automáticos no lado maior da área de
aplicação
NLm = Lm/a
4 3 2 1
I
II
III
A
B
C
1,80 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60 1,80
3,3
0 3
,30
Ramal (subgeral) Área de operação ou aplicação
Sub-ramal (ramal)
NLm = número de chuveiros no lado maior da área de aplicação. Arredondar para
número inteiro imediatamente superior.
Lm = lado maior da área de aplicação, em m
a = espaçamento dos chuveiros automáticos no lado maior da área de aplicação.
Adotaremos o espaçamento de 3,60 m.
NLm = Lm/a
NLm = 14,20/3,60
NLm = 3,94 = 4 chuveiros
3º Determinação da vazão e pressão no chuveiro automático número 1 (mais
desfavorável) do sub-ramal I
a) Vazão (Q): Multiplicaremos a área de cobertura do chuveiro (passo 5º) pela
densidade adotada (passo 4º).
12,1 m² x 8,1 l/min.m² (mm/min) = 98,01 l/min
Q1 = 98,01 l/min
b) Pressão (P): A pressão no chuveiro 1 (P1), vai variar de acordo com o diâmetro
do orifício adotado, mas nunca pode ser inferior a 5 m.c.a. Adotaremos o orifício de
13 mm.
Orifício de 13 mm: Coeficiente de descarga (K) = 25,3 l/min . � .�.���/�
P1 = (Q1/K)²
P1 = (98,01/25,3)²
P1 = (3,87)²
P1 = 14,98 m.c.a
4º Determinação da vazão e pressão no chuveiro automático número 2 do sub-
ramal I
a) Vazão no seguimento 2-1, que alimenta o chuveiro 1.
Q2-1 = Q1
Q2-1 = 98,01 l/min = (98,01/1000/60 = 0,0016 m³/s)
b) Diâmetro da canalização no seguimento 2-1 (d2-1), que alimenta o chuveiro
automático 1
D2-1 = �,��� .�����
D2-1 = �,��� .�����
D2-1 = 0,585 . √0,0016
D2-1 = 0,585 . 0,04
D2-1 = 0,0234 m = 23,4 mm = 25 mm (diâmetro nominal comercial)
c) Perda de carga no seguimento de canalização 2-1 (hp2-1)
- Fórmula de Hazen - Williams
hpseg = ��,�� . �����,�� . ����
��,�� . �����,��
hpseg = perda de carga no segmento em m.c.a
10,65 = coeficiente da fórmula
Qseg = vazão no seguimento em m³/s
Iseg = comprimento do seguimento do sub-ramal (afastamento entre bicos de
chuveiros automáticos no sub-ramal). Adotaremos o espaçamento de 3,60 m
C = coeficiente de Hazen - Williams, para canalizações e conexões (pág. 68). No
nosso exemplo adotaremos a canalização de cobre C = 130 (coeficiente
recomendado pelos fabricantes para canalizações de cobre)
dseg = diâmetro interno nominal da canalização do sub-ramal em m²
hpseg = ��,�� . �����,�� . ����
��,�� . �����,��
hp2-1 = ��,�� . �,�����,�� . �,��
����,�� . �,����,��
hp2-1 = ��,�� . �,������� . �,��
����,�� . �,���������
hp2-1 = �,�����
�,�����
hp2-1 = 2,0 m.c.a
d) Pressão no chuveiro automático 2 (P2)
P2 = P1 + hp2-1
P2 = 14,98 + 2,0
P2 = 16,98 m.c.a
e) Vazão no chuveiro automático 2 (P2)
Q2 = K . √��
Q2 = 25,3 . √16,98
Q2 = 25,3 . 4,12
Q2 = 104,24 l/min
5º Determinação da vazão e pressão no chuveiro automático número 3 do sub-
ramal I
a) Vazão no seguimento 3-2, que alimenta o chuveiro 2.
Q3-2 = Q2-1 + Q2
Q3-2 = 98,01 + 104,24
Q3-2 = 202,25 l/min = 0,0034 m³/s
b) Diâmetro da canalização no seguimento 3-2 (d3-2), que alimenta o chuveiro
automático 2
D3-2 = �,��� .�����
D3-2 = �,��� .�����
D3-2 = 0,585 . √0,0034
D3-2 = 0,585 . 0,058
D3-2 = 0,0339 m = 33,9 mm = 32 mm (diâmetro nominal comercial)
c) Perda de carga no seguimento de canalização 3-2 (hp3-2)
- Fórmula de Hazen - Williams
hpseg = ��,�� . �����,�� . ����
��,�� . �����,��
hpseg = perda de carga no segmento em m.c.a
10,65 = coeficiente da fórmula
Qseg = vazão no seguimento em m³/s
Iseg = comprimento do segmento do sub-ramal (afastamento entre bicos de chuveiros
automáticos no sub-ramal). Adotaremos o espaçamento de 3,60 m
C = coeficiente de Hazen - Williams, para canalizações e conexões. No nosso
exemplo adotaremos a canalização de cobre C = 130
dseg = diâmetro interno nominal da canalização do sub-ramal em m²
hpseg = ��,�� . �����,�� . ����
��,�� . �����,��
hp3-2 = ��,�� . �,�����,�� . �,��
����,�� . �,����,��
hp3-2 = 2,3 m.c.a
d) Pressão no chuveiro automático 3 (P3)
P3 = P2 + hp3-2
P3 = 16,98 + 2,3
P3 = 19,28 m.c.a
e) Vazão no chuveiro automático 3 (P3)
Q3 = K . √��
Q3 = 25,3 . √19,28
Q3 = 25,3 . 4,39
Q3 = 111,07 l/min
6º Determinação da vazão e pressão no chuveiro automático número 4 do sub-
ramal I
a) Vazão no seguimento 4-3, que alimenta o chuveiro 3.
Q4-3 = Q3-2 + Q3
Q4-3 = 202,25 + 111,07
Q 4-3 = 313,32 l/min = 0,0052 m³/s
b) Diâmetro da canalização no seguimento 4-3 (d4-3), que alimenta o chuveiro
automático 3
D4-3 = �,��� .�����
D4-3 = �,��� .�����
D4-3 = 0,585 . �0,0052
D4-3 = 0,585 . 0,072
D4-3 = 0,042 m = 42 mm = 40 mm (diâmetro nominal comercial)
c) Perda de carga no seguimento de canalização 3-2 (hp3-2)
- Fórmula de Hazen - Williams
hpseg = ��,�� . �����,�� . ����
��,�� . �����,��
hpseg = perda de carga no segmento em m.c.a
10,65 = coeficiente da fórmula
Qseg = vazão no segmento em m³/s
Iseg = comprimento do seguimento do sub-ramal (afastamento entre bicos de
chuveiros automáticos no sub-ramal). Adotaremos o espaçamento de 3,60 m
C = coeficiente de Hazen - Williams, para canalizações e conexões. No nosso
exemplo adotaremos a canalização de cobre C = 130
dseg = diâmetro interno nominal da canalização do sub-ramal em m²
hpseg = ��,�� . �����,�� . ����
��,�� . �����,��
hp4-3 = ��,�� . �,�����,�� . �,��
����,�� . �,����,��
hp4-3 = 1,77 m.c.a
d) Pressão no chuveiro automático 4 (P4)
P4 = P3 + hp4-3
P4 = 19,28 + 1,77
P4 = 21,05 m.c.a
e) Vazão no chuveiro automático 4 (P4)
Q4 = K . √��
Q4 = 25,3 . �21,05
Q4 = 25,3 . 4,59
Q4 = 116,13 l/min
7º Determinação da vazão e pressão no ponto A (conexão do sub-ramal I com
o ramal)
a) Vazão A-4 no ponto A-4.
QA-4 = Q4-3 + Q4
QA-4 = 313,32 + 116,13
QA-4 = 429,45 l/min = 0,0072 m³/s
QA = 429,45 l/min
b) Diâmetro da canalização no seguimento A-4 (dA-4)
D4-3 = �,��� .�����
DA-4 = �,��� .�����
DA-4 = 0,585 . √0,0072
DA-4 = 0,585 . 0,085
DA-4 = 0,0497 m = 49,7 mm = 50 mm (diâmetro nominal comercial)
c) Perda de carga no seguimento de canalização A-4 (hpA-4)
- Comprimento real no seguimento A-4 (IrA-4)
IrA-4 = 1,80 + 3,60 m + 3,60m + 3,60 m
IrA-4 = 12,60 m
- Comprimento equivalente no seguimento A-4 (IeA-4)
IeA-4 = 01 Joelho 90º de 50 mm no ponto A (conexão do sub-ramal com o ramal) =
3,40 m
Observação: Não é levado em consideração a perda de carga nos demais
conexões entre o ponto A até o chuveiro automático nº 4.
- Comprimento teórico ou virtual no seguimento A-4 (ItA-4)
ItA-4 = Comprimento real + comprimento equivalente
ItA-4 = 12,60 m + 3,4 m
ItA-4 = 16,00 m
- Fórmula de Hazen - Williams
hpseg = ��,�� . �����,�� . �����
��,�� . �����,��
hpseg = perda de carga no segmento em m.c.a
10,65 = coeficiente da fórmula
Qseg = vazão no seguimento em m³/s
Iseg = comprimento do seguimento do sub-ramal (afastamento entre bicos de
chuveiros automáticos no ramal). Adotaremos o espaçamento de 3,60 m
C = coeficiente de Hazen - Williams, para canalizações e conexões. No nosso
exemplo adotaremos a canalização de cobre C = 130
Itseg = comprimento teórico do seguimento em m
hpseg = ��,�� . �����,�� . �����
��,�� . �����,��
hpA-4 = ��,�� . �,�����,�� . ��
����,�� . �,����,��
hpA-4 = 4,9 m.c.a
d) Pressão no ponto A (PA)
PA = P4 + hpA-4
PA = 21,05 + 4,9
PA = 25,95 m.c.a
e) Fator de vazão K no ponto A
KA = QA-4 / √��
KA = 429,45 / �25,95
KA = 429,45 / 5,09
KA = 84,37 l/min.�����/�
8º Determinação da vazão no ponto B (conexão do sub-ramal II com o ramal)
a) Vazão B-A no seguimento B-A.
QB-A = QA
QB-A = 429,45 l/min = 0,0072 m³/s
b) Diâmetro da canalização no seguimento B-A (dB-A)
DB-A = DA-4
DB-A = 50 mm (diâmetro nominal comercial)
c) Perda de carga no seguimento de canalização B-A (hpB-A)
- Comprimento real no seguimento B-A (IrB-A) = 3,30 m
Observação: 3,30 m é o espaçamento entre os sub-ramais.
- Fórmula de Hazen - Williams
hpseg = ��,�� . �����,�� . �����
��,�� . �����,��
hpseg = perda de carga no segmento em m.c.a
10,65 = coeficiente da fórmula
Qseg = vazão do seguimento em m³/s
Irseg= afastamento entre os sub-ramais. Adotaremos o espaçamento de 3,30 m
C = coeficiente de Hazen - Williams, para canalizações e conexões. No nosso
exemplo adotaremos o cobre C = 130
dseg= diâmetro interno nominal da canalização do ramal em m²
hpseg = ��,�� . �����,�� . �����
��,�� . �����,��
hpB-A = ��,�� . �,�����,�� . �,��
����,�� . �,����,��
hpB-A = 1,01 m.c.a
d) Pressão no ponto B (PB)
PB = PA + hpB-A
PB = 25,95 + 1,01
PB = 26,96 m.c.a
e) Vazão no ponto B que alimenta o sub-ramal II (QB)
QB = KA . √��
QB = 84,37 . √26,96
QB = 84,37 . 5,19
QB = 437,88 l/min
9º Determinação da vazão no ponto C (conexão do sub-ramal III com o ramal)
a) Vazão C-B no seguimento C-B.
QC-B = QA + QB
QC-B = 429,45 + 437,88
QC-B = 867,33 l/min = 0,0145 m³/s
b) Diâmetro da canalização no seguimento C-B (dC-B)
Dseg = �,��� .�����
DC-B = �,��� .�����
DB-C = 0,585 . �0,0145
DB-C= 0,585 . 0,12
DB-C= 0,070 m = 70 mm = 75 mm (diâmetro nominal comercial)
c) Perda de carga no seguimento de canalização C-B (hpC-B)
- Comprimento real no seguimento C-B (IrC-B) = 3,30 m
Observação: 3,30 m é o espaçamento entre os sub-ramais.
- Comprimento equivalente no seguimento C-B (IeC-B)
IeC-B = 01 Tê com saída lateral de 75 mm no ponto B (conexão do sub-ramal II com o
ramal) = 7,60 m
- Comprimento teórico ou virtual no seguimento C-B (ItC-B)
ItC-B = Comprimento real + comprimento equivalente
ItC-B = 3,30 m + 7,60 m
ItC-B = 10,90 m
- Fórmula de Hazen - Williams
hpseg = ��,�� . �����,�� . �����
��,�� . �����,��
hpseg = perda de carga no segmento em m.c.a
10,65 = coeficiente da fórmula
Qseg = vazão do seguimento em m³/s
Itseg = comprimento teórico ou virtual do seguimento em m
C = coeficiente de Hazen - Williams, para canalizações e conexões. No nosso
exemplo adotaremos a canalização de cobre C = 130
dseg = diâmetro interno nominal da canalização do ramal em m²
hpseg = ��,�� . �����,�� . �����
��,�� . �����,��
hpC-B = ��,�� . �,�����,�� . ��,��
����,�� . �,����,��
hpC-B = 1,70 m.c.a
d) Pressão no ponto C (PC)
PC = PB + hpC-B
PC = 26,96 + 1,70
PC = 28.66 m.c.a
e) Vazão no ponto C que alimenta o sub-ramal III (QC)
QC = KA . √��
QC = 84,37 . √28,66
QC = 84,37 . 5,35
QC = 451,38 l/min
10º Cálculo do volume da reserva técnica de incêndio
Qci = Vazão na coluna de incêndio ou vazão total do sistema
Qci = QA + QB + QC
Qci = 429,45 l/min + 437,88 l/min + 451,38 l/min
Qci = 1.318,71 l/min
VRTI = Qci . t
VRTI = Qci . t
VRTI = 1.318,71 l/min . 60 min (consultar a Tabela 18 da ABNT NBR 10897/2007)
VRTI = 79.122,6 litros
Nota: Para uma melhor compreensão é indispensável consultar a ABNT NBR
10897/2007.
Referências bibliográficas:
ABNT NBR 10897/2007
Brentano, Telmo. Instalações Hidráulicas de Combate a Incêndio nas Edificações -
4º Edição. Porto Alegre, 2011