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13/10/2012

Chuveiros automáticos (sprinklers) - Classificação dos sistemas de tubo ( molhado, seco, ação prévia e dilúvio ) - Classificação dos riscos das ocupações (leve, ordinário, extraordinário, pesado) - Componentes do sistema - Fonte de abastecimento de água ( RTI de Sprinklers grupo I, II, III e extraordinário ) - Sistema de pressurização - Funcionamento da VGA ( válvula de governo e alarme ) - Rede de distribuição ( ramais, gerais, subidas, descidas ou descidas, subida principal ) - Tomada de recalque da rede e do sistema de sprinklers - Tipos de chuveiros ( abertos e automáticos ) - Classificação e cores dos chuveiros quanto à temperatura de rompimento e descarga ( modelos antigos, padrão, laterais, laterais amplo alcance e especiais ) - Exemplos de chuveiros automáticos



Chuveiros automáticos (sprinklers)

O sistema de chuveiros automáticos, também conhecido simplesmente como sprinklers, é um sistema fixo, integrado à edificação que processa uma descarga automática de água sobre um foco de incêndio, em uma densidade adequada para controlá-lo ou extingui-lo.


O sistema de chuveiros automáticos consiste na instalação de uma rede de tubulação hidraulicamente dimensionada, na qual são previstos chuveiros (sprinklers).

Estes possuem um dispositivo sensível à temperatura local que, quando rompido, libera a água para o combate ao incêndio. Como cada chuveiro de sprinkler possui seu dispositivo de sensibilização, o sistema entrará em funcionamento setorialmente, ou seja, apenas o chuveiro sensibilizado entrará em operação.

O sistema de chuveiros automáticos ganha importância dia após dia, pois, com o crescimento das cidades, os edifícios são cada vez mais altos, o que dificulta o trabalho do Corpo de Bombeiros, já que o estabelecimento de viaturas de combate ao incêndio e de resgate de vítimas demandará maior dispêndio de recursos operacionais e de tempo.

Outro fator que lhe agrega importância é o aumento da área das edificações. Um princípio de incêndio pode passar despercebido em cômodos desocupados, áreas técnicas ou de passagem pouco freqüentes.

Os chuveiros automáticos atuam no início do incêndio, dificultando a sua propagação pela edificação. Desse modo, os usuários do prédio ganham tempo para saírem do local. O sistema também visa à proteção das estruturas, uma vez que retarda a ação danosa do fogo sobre o concreto e o aço.

No Brasil, o sistema de chuveiros automáticos é normalizado pela NBR no 10.897, para edificações em geral, e pela NBR no 13.792, para áreas de armazenamento. O tratamento especial para depósitos é decorrente das peculiaridades desse tipo de ocupação, tais como: pé direito muito alto, grande poder calorífico, disposição dos materiais e dificuldade de combate por parte do sistema.

Ambas as normas brasileiras tiveram como referência normas da NFPA (National Fire Protection Association), mais especificamente, a NFPA no 13 e NFPA no 231C, D, E, e F, sendo que a atual NFPA no 13, editada em 2002, unificou todas as normas sobre chuveiros automáticos.

Em geral, os sistemas de sprinklers lançam água em excesso sobre o incêndio, produzindo vapor. E, como a água é lançada do alto, a fumaça e o vapor se acumulam nas partes mais baixas do ambiente, reduzindo a visibilidade e aumentando a temperatura.

Se o local protegido por sprinklers estiver ligado a outro ambiente desprotegido, a fumaça empurrada pela descarga de água pode produzir uma ignição no ambiente não protegido, conforme detalhado no Módulo 1 deste manual, no assunto “ignição da fumaça”. A ventilação cuidadosa dos ambientes contíguos ao incêndio evita esse comportamento extremo do fogo.


Classificação dos sistemas

Segundo a NBR no 10.897, os sistemas de chuveiros automáticos são classificados como:

 sistema de tubo molhado;

 sistema de tubo seco;

 sistema de ação prévia;

 sistema de dilúvio.


Sistema de tubo molhado

Esse sistema consiste em uma rede de tubulação fixa, contendo água sob pressão de forma permanente, na qual estão instalados chuveiros automáticos em seus ramais.

O sistema é controlado, em sua entrada, por uma válvula de governo cuja função é soar, automaticamente, um alarme quando da abertura de um ou mais chuveiros disparados pelo incêndio. Os chuveiros automáticos realizam, de forma simultânea, a detecção, alarme e combate ao fogo.

Na Figura 55, a cor azul da canalização indica que todo o sistema está inundado de água.




O funcionamento se dá, basicamente, da seguinte forma:


11. O incêndio libera calor que sobe em direção ao teto pela convecção:



2.   O calor aumenta a temperatura do elemento termo-sensível até que este venha a se expandir e se romper;



3.   Ao se romper, ocorre a liberação da água. Com a queda de pressão no sistema, o conjunto de bombas que pressuriza a rede, entra em  funcionamento;


44.   A canalização conduz a água pressurizada para os pontos da edificação.


Sistema de tubo seco

O sistema de tubo seco consiste em uma rede de tubulação fixa, contendo, em seu interior, ar comprimido ou nitrogênio sob pressão, à qual estão instalados chuveiros automáticos em ramais.

O sistema possui uma válvula (válvula de tubo seco) que se abre quando da liberação do gás contido na tubulação, pelo acionamento dos chuveiros automáticos. Dessa forma, a válvula permite a admissão da  água na rede da tubulação.

Esse tipo de sistema é destinado às regiões sujeitas a baixas temperaturas, onde o congelamento da água na tubulação é uma possibilidade a ser considerada. Uma característica indesejável é o intervalo de tempo relativamente prolongado entre a abertura do chuveiro automático e a descarga da água, permitindo, enquanto isso, o alastramento do incêndio.

Na Figura 59, a cor amarela indica que o sistema não está inundado nos ramais, ou seja, não possui água.



Sistema de ação prévia

Esse sistema emprega uma rede de tubulação seca semelhante à anterior, contendo ar que pode estar ou não sob pressão, à qual são instalados chuveiros automáticos em seus ramais.

Acrescido de sistema de detecção de incêndio muito sensível, é interligado a uma válvula especial instalada na entrada da rede de detectores, os quais cobrem sua área de operação. Em princípio de incêndio, a válvula especial é aberta automaticamente, permitindo a entrada de água na rede, que descarregará nos chuveiros ativados.

A ação prévia do sistema faz soar, simultânea e automaticamente, um alarme de incêndio, antes da abertura de qualquer chuveiro automático.


Sistema dilúvio

Consiste em uma tubulação seca, na qual são instalados chuveiros abertos (não possuem elementos termo-sensíveis) em seus ramais. Esse sistema é monitorado por um sistema de detecção de incêndio na área de proteção, interligado a uma válvula denominada dilúvio, instalada na entrada da rede de tubulação. A água entra pela rede e é descarregada por todos os chuveiros abertos, inundando toda a área.


Classificação dos riscos das ocupações

Para dimensionamento do sistema de chuveiros automáticos, ou seja, para mensurar o volume da RTI, vazões, tubulações e número de chuveiros, as edificações são classificadas em grupos de risco.

A NBR no 10.897 da ABNT padroniza a classificação dos riscos, determinando a quantificação do manancial de abastecimento de água.


A classificação de risco para chuveiros automáticos leva em consideração:

 a quantidade e distribuição da carga de incêndio;

 o risco de ignição dos materiais ou produtos contidos;

 as características de ocupação (uso).


Segundo a NBR no 10.897, os riscos das ocupações podem ser:

 ocupação de risco leve,

 ocupação de risco ordinário,

 ocupação de risco extraordinário,

 ocupação de risco pesado.


Ocupação de risco leve
São locais onde os volumes e/ou combustibilidade do conteúdo (carga de incêndio) são baixas. São exemplos: escolas (salas de aula), escritórios (incluindo centro de processamento de dados), hospitais, hotéis e motéis, dentre outros.


Ocupação de risco ordinário
São locais onde os volumes e/ou a combustibilidade do conteúdo (carga de incêndio) são médios. Essa ocupação de risco subdivide-se em Grupo I, Grupo II, e Grupo III.

a) Grupo I
São locais comerciais ou industriais onde a quantidade e a combustibilidade do conteúdo são baixas, a altura do estoque não excede a 2,40m e, em caso de incêndio, é esperada moderada liberação de calor.

São exemplos: garagens e estacionamentos, lavanderias, padarias e confeitarias, materiais de construção (comércio), presídios, restaurantes (áreas de serviço), etc.


b) Grupo II
Ocupações ou parte das ocupações isoladas, comerciais ou industriais, onde a quantidade e a combustibilidade do conteúdo são moderadas, a altura dos estoques não excede 3,7 metros e, finalmente, em caso de incêndio, a liberação moderada de calor é esperada.

Exemplos: estúdio de rádio, gráficas, lojas de departamentos, oficinas mecânicas, shopping centers, etc.


c) Grupo III
Esse grupo difere dos anteriores, porque é esperada alta velocidade de desenvolvimento de calor, sendo que seus estoques não excedem a 2,40 metros de altura.

São exemplos: aviões (montagem, excluindo hangares), carpintarias, estaleiros, fábricas de móveis, fábricas de papel e tinturarias.


Ocupações de risco extraordinário

São locais onde as quantidades e a combustibilidade do conteúdo são altos e possibilitam incêndio de rápido desenvolvimento e de grande liberação de calor. Essa ocupação de risco subdivide-se em Grupo I e Grupo II, excluindo os locais que se destinam ao estoque de materiais (grandes depósitos).

a) Grupo I:
São locais onde se empregam líquidos inflamáveis e/ou combustíveis em pequena quantidade ou ambientes com presença de poeiras, felpas, vapores e outras substâncias combustíveis em suspensão.

São exemplos: estofados de espuma de plástico, fogos de artifícios (fabricação), hangares, serrarias.


b) Grupo II
São locais onde se empregam líquidos inflamáveis e/ou combustíveis de quantidade moderada a substancial.

Exemplos: asfalto (usina), cosméticos (fabricação com inflamáveis), líquidos inflamáveis, tintas e vernizes.

Notem que os Grupos I e II trazem a mesma definição, segundo a NBR no 10.897, entretanto, fica evidenciado, pelos exemplos, que o último grupo apresenta um processo químico-industrial bem mais complexo.


Ocupações de risco pesado
Compreendem as ocupações (ou parte isoladas destas) comerciais ou industriais, onde se armazenam líquidos combustíveis e inflamáveis, produtos de alta combustibilidade, como: borracha, papel e papelão, espumas celulares ou outros materiais comuns em altura superior a 3,70 metros.

Estão incluídos os grandes depósitos, entretanto, seu dimensionamento dar-se-á não somente pela NBR no 10.897, mas também pela NBR no 13.792, que versa sobre sistema de chuveiros automáticos para áreas de armazenagem. Caso a edificação em questão não se encaixe nos parâmetros de aplicação da NBR no 13.792, aplica-se norma internacional, como a NFPA no 13.


Componentes do sistema

O sistema de chuveiros automáticos pode ser dividido, basicamente, em cinco elementos:

 fonte de abastecimento de água (reservatórios);

 sistema de pressurização (bombas de incêndio);

 rede de alimentação, válvula de governo e alarme (canalização);

 rede de distribuição (canalização e chuveiros);

 recalque.



Fonte de abastecimento de água

Todo sistema de chuveiros automáticos dispõe de um reservatório, construído, geralmente, em concreto, com capacidade suficiente para atender à demanda do sistema. A norma não exige exclusividade do reservatório. Entretanto, exige uma garantia da reserva mínima (reserva técnica de incêndio) por meio de diferença de nível entre saída de consumo e canalização de incêndio.

Existem três tipos de reservatórios para abastecimento de água  do sistema de chuveiros automáticos:

a) reservatório elevado;

b) reservatório com fundo elevado ou ao nível do solo, semienterrado ou subterrâneo;

c) tanque de pressão.



Exemplo prático (o funcionamento pode variar de acordo com o modelo e o dimensionamento. Pode também ser feito por outros métodos (como, por exemplo, cálculo hidráulico), o que pode levar a quantidades de RTI diferentes da tabela): de acordo com a NBR no 10.897, edifícios de garagem são classificados como de risco ordinário (Grupo I). Logo, a reserva técnica de incêndio para esse tipo de ocupação, segundo a Tabela 6, é de 1.800 (l/min) x 60 (min) = 108.000 litros, ou seja, deve haver RTI suficiente no sistema para combater por, no mínimo, 60 minutos um incêndio na área mais desfavorável.


Sistema de pressurização

Para garantir ao sistema vazão e pressão adequadas, é preciso agregar um dispositivo de pressurização, o qual consiste no acoplamento de duas bombas (uma principal e outra reserva), com duas fontes de alimentação: uma elétrica e outra à explosão (motogeradores).

As bombas ficam na casa de máquinas, próximas ao reservatório, geralmente no subsolo dos edifícios.



As bombas do sistema de chuveiros automáticos possuem dispositivo para partida pela queda de pressão hidráulica, sendo que o desligamento do motor só ocorrerá por controle manual.

Para evitar a operação indevida da bomba principal, gerada por perdas de pressão eventuais, é instalada uma terceira bomba de menor porte (jockey), para compensar pequenos e eventuais vazamentos na canalização.

O acionamento do sistema de sprinklers é automático, mas o desligamento é manual.

Assim como no sistema de hidrantes, o sistema de sprinklers pode ser acionado manualmente em caso de falha do sistema automático.

Uma vez acionado o sistema de sprinklers, a água será lançada no ambiente em grande quantidade e de forma contínua. Os bombeiros devem então procurar fechar o sistema assim que o incêndio for extinto ou controlado, a fim de se evitar os danos causados pelo excesso de água.

Rede de alimentação, válvula de governo e alarme (VGA) e válvula de fluxo Consiste na canalização, após o reservatório, de água até a válvula de governo e alarme (VGA) ou chave detectora de fluxo de água, composta de tubulações enterradas ou aparentes.

Nesse trecho, são instalados equipamentos de supervisão e funcionamento do sistema, tais como registro de paragem, válvulas de governo e alarme ou chave detectora de fluxo de água, válvulas de retenções, manômetros e drenos de limpezas.


As válvulas de governo e alarme ou chave detectora de fluxo de água são dispositivos que acusam o funcionamento do sistema em caso de incêndio.

O acesso à VGA deve ser restrito pois possui registros que cortam o fluxo de água para todo o sistema ou alguns setores (determinada área ou pavimento). Isso é importante para serviços de manutenção no sistema, mas podem ser fechados por esquecimento.

Se isso ocorrer, os chuveiros acionados (estourados) pela ação do fogo não aspergirão água. Portanto, é importante que a guarnição de bombeiros localize e verifique se as referidas válvulas estão abertas.


É muito importante que o bombeiro saiba localizar as VGA e chave detectora de fluxo, bem como identificar se o registro se encontra aberto ou fechado.

Um jogo de válvula cobre uma área máxima, de acordo com cada classe de risco a saber:


Logo, as guarnições de bombeiros devem estar atentas, pois as edificações de grandes áreas e classes de riscos variados podem ter mais de um jogo de válvulas, controlando sistemas de chuveiros automáticos.


Funcionamento da VGA
Quando do acionamento de um ou mais chuveiros face ao incêndio, a pressão na rede de distribuição diminui.

Consequentemente, a pressão da água de alimentação abaixo do obturador impele-o para cima por diferencial de pressão, fornecendo água para o sistema e provocando a abertura da válvula auxiliar, dando passagem para o circuito de alarme. É apresentada uma válvula de governo e alarme com seus componentes na Figura 64.



Rede de distribuição

É a parte do sistema, após a válvula de alarme, formada por uma rede de tubulações fixas em aço.


As tubulações que formam a rede de distribuição são classificadas em:

a) ramais — são as ramificações onde os chuveiros automáticos são instalados diretamente;

b) gerais — são as que alimentam as sub-gerais;

c) subidas ou descidas — são as tubulações verticais, de subidas ou descidas, conforme o sentido de circulação da água;

d) subida principal — é a tubulação que liga a rede de suprimento do abastecimento de água às tubulações gerais.


É na subida principal que é instalada a válvula de alarme ou chave detectora de fluxo de água que indica e controla a operação do sistema.

Para as guarnições é importante saber que, em caso de estouro acidental de um chuveiro de sprinkler ou término das ações de combate por parte do sistema, é necessário o fechamento do registro próximo à chave detectora ou da própria VGA, providenciando, em seguida, o desligamento das bombas de incêndio na casa de máquinas.


Tomada de recalque

É o dispositivo de uso exclusivo do Corpo de Bombeiros destinado a possibilitar a pressurização dos sistemas de chuveiros por meio de fontes externas, como as viaturas de combate a incêndio.


 Seu funcionamento é semelhante ao hidrante de recalque, todavia essa tomada possui duas entradas de água de 65 mm de diâmetro, providas de adaptadores e tampões de engate rápido tipo storz.

Em riscos leves, admite-se somente uma entrada. A exigência da entrada dupla de água é decorrente da necessidade de operação simultânea com duas viaturas, devido à pressão e à vazão requeridas para o sistema.

A tomada de recalque é localizada, geralmente, na fachada principal ou muro da divisa com a rua, em forma de torre, à altura mínima de 0,60 m e máxima de 1,00 m em relação ao piso ou caixa de alvenaria, próxima ao passeio com tampa metálica, com o indicador de “sprinklers” (no ultimo caso é muito comum confundir o hidrante de recalque do sistema com o hidrante de parede).

Sistemas de sprinklers podem receber pressurização da viatura pela tomada de recalque.



 Importante: em edificações antigas, pode-se encontrar um dispositivo chamado DEPUCB (Dispositivo de Emergência para Uso do  Corpo de Bombeiros), que tinha a função de ser uma fonte de abastecimento da viatura por meio de uma canalização que o ligava a um reservatório inferior.


Com o uso, verificou-se que era ineficiente devido à altitude do Distrito Federal, a qual limita a sucção da água, pela sujeira que se acumula na entrada do dispositivo e pela necessidade de uma escorva efetiva na viatura para evitar entrada de ar na canalização, produzindo a cavitação da bomba. O DEPUCB não deve ser confundido com a tomada de recalque.


Tipos de chuveiros

Os chuveiros de sprinklers são dotados de dispositivos Termo-sensíveis, projetados para reagir a uma temperatura pré-determinada, liberando de forma automática, a descarga de água em quantidade adequada à carga de incêndio, e limitando os danos do sinistro.


Os chuveiros podem ser dos seguintes tipos:

a) abertos — são empregados no sistema de dilúvio e destinados à proteção das ocupações de risco extraordinário e pesado. Pode ser acionado por sistema remoto, automático ou manual.

b) automáticos — são providos de um mecanismo comandado por elemento termossensível, por ampola de vidro ou solda eutética.


Classificação dos chuveiros quanto à descarga


Quanto à descarga da água, os chuveiros podem ser classificados da seguinte forma:

a) modelos antigos — chuveiros cujo defletor é desenhado para permitir que uma parte da água descarregada seja projetada para cima, contra o teto e o restante para baixo, tomando  uma forma aproximadamente esférica.

b) padrão — chuveiros cujo defletor é desenhado para permitir que a água descarregada seja projetada para baixo, com uma quantidade mínima ou nenhuma, dirigida contra o teto. A descarga da água toma uma forma hemisférica abaixo do plano do defletor, dirigida totalmente sobre o foco do incêndio (ver Figura 58).

c) laterais — chuveiros cujo defletor é desenhado para distribuir a água de maneira que a quase totalidade seja aspergida para frente e para os lados, em forma de um quarto de esfera, e uma pequena quantidade para trás, contra a parede. São instalados ao longo das paredes de uma sala e junto ao teto. O seu emprego está limitado à proteção de ambientes relativamente estreitos, cuja largura não exceda ao alcance proporcionado.

d) laterais de amplo alcance — chuveiros cuja dimensão do defletor proporciona uma cobertura maior que os laterais.

e) especiais — chuveiros projetados especialmente para serem embutidos ou rentes ao forro falso onde, por motivos estéticos, os demais tipos de chuveiros não são recomendados.

Esse tipo somente é instalado na posição pendente.





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