Os objetivos básicos da proteção passiva são a compartimentação e o confinamento do sinistro, evitando sua propagação e mantendo a estabilidade estrutural do edifício por um tempo determinado.
Geralmente, os elementos estruturais em aço perdem cerca de 50% de sua resistência mecânica quando aquecidos a uma temperatura em torno de 550ºC. Conhecida como temperatura critica do elemento estrutural, e pode ser calculado com maior precisão seguindo os procedimentos da NBR 14323 – Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situações de Incêndio.
Para dimensionamento da espessura do material de proteção das estruturas, é necessário analisar dois parâmetros:
1) Tempo de resistência requerido ao fogo (TRRF): é determinado por uma legislação local ou através de normalizações pertinentes. No Brasil, o TRRF normalmente situa-se entre 30 minutos e 2 horas. Nos EUA, Europa e Japão os requisitos são mais rigorosos, atingindo-se até 4 horas. As regulamentações, normas ou análises técnicas que definem os tempos de proteção para cada tipo de edificação levam em consideração vários aspectos, tais como: utilização da edificação, altura e área construída, compartimentação existente e outros sistemas de proteção complementares, carga combustível e taxa de ventilação.
2) Fator de Forma (perímetro/seção) de cada elemento estrutural: representa a resistência de um determinado perfil metálico em uma situação de incêndio.
Dimensionamento de Proteção
Existem dois métodos para calcular qual a espessura adequada do material de proteção:
a) a forma mais simples de cálculo é utilizar os resultados de ensaios reais de resistência ao fogo, fornecidos pelo fabricante na forma de uma carta de cobertura, onde as espessuras de proteção são facilmente determinadas;
b) pode-se calcular analiticamente, com base em dados dos materiais como densidade, condutividade térmica e calor especifico. Esta metodologia é acurada, porém possui limitações, sobretudo quando os materiais sofrem mudanças físicas durante o incêndio, como é o caso de tintas intumescentes ou alguns projetados que possuem fluidos cristalizados em sua composição.
Normalização:
As normas da ABNT que abordam o tema são:
NBR: 14323/99 – Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio: através desta norma, editada em julho de 1999 e baseado no Eurocode;
Exigências de Resistência ao Fogo dos Elementos Construtivos das Edificações (Projeto 24:301.06-002/99);
Outras normas, legislações e regulamentações estaduais que abordam este tema (como a C.B.I.T. 08 contida no Decreto Lei nº 46.076 de 2001 do Estado de SP)
Métodos e Materiais para Proteção de Estruturas Metálicas:
Existem diversas formas de proteção de estruturas metálicas, tais como recobrimento com alvenaria, concretos ou blocos celulares e a aplicação de materiais específicos. Os métodos mais racionais para a proteção são materiais desenvolvidos especificamente para esta finalidade.
Características x Custo
Os principais materiais utilizados são listados abaixo, por ordem decrescente de custo:
- tintas intumescentes;
- concreto vermiculitico;
- mantas de fibra cerâmica;
- materiais projetados (argamassas secas e úmidas).
Materiais de proteção:
Materiais projetados: são os mais utilizados mundialmente para a proteção de estruturas metálicas (argamassas úmidas), sendo especificados para a proteção dos maiores prédios do mundo. A introdução destes no Brasil foi a maior responsável pela queda dos preços da proteção de estruturas metálicas. Estes materiais, desenvolvidos, em sua maioria, para áreas internas e abrigadas de intemperismos, especificamente para a proteção de estruturas, reduzem significativamente prazos e custos de aplicação da proteção passiva contra fogo. Requer limpeza após aplicação e controle de espessura na obra.
Mantas de fibra cerâmica e painéis de lã de rocha: estes são ideais para edificações em funcionamento, fornecidos prontos para instalação, necessitam de pinos de ancoragem para fixação, a aplicação é limpa, sem controle de espessura na obra, alguns tipos de acabamentos disponíveis, sempre com baixa resistência mecânica.
Tintas intumescentes: com excelente acabamento visual, podem permanecer expostos, tendo excelente resistência mecânica. Requerem controle rigoroso de espessura, condições climáticas e prazos entre as demãos e acabamento e necessidade de mão de obra muito especializada.
Placas rígidas: ideais para colunas aparentes, com tempo de proteção entre 90 e 120 min. Tem boa resistência mecânica, tem acabamento similar às placas de gesso acartonado e permitem pintura.
Argamassa à base de vermiculita: ideais para áreas industriais e equipamentos, com testes para petroquímica, a aplicação é lenta, requerendo elementos de ancoragem e limpeza posterior a aplicação. Podem permanecer expostos e suportam intemperismos.
Os aspectos para correta escolha do material são:
- aparência, em função da necessidade ou não de requinte estético;
- resistência mecânica;
- período de obra;
- procedência, testes e locais onde os materiais tenham sido aplicados;
- velocidade de aplicação;
- capacitação técnica da empresa escolhida e dos funcionários;
- custo.
Geralmente, os elementos estruturais em aço perdem cerca de 50% de sua resistência mecânica quando aquecidos a uma temperatura em torno de 550ºC. Conhecida como temperatura critica do elemento estrutural, e pode ser calculado com maior precisão seguindo os procedimentos da NBR 14323 – Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situações de Incêndio.
Para dimensionamento da espessura do material de proteção das estruturas, é necessário analisar dois parâmetros:
1) Tempo de resistência requerido ao fogo (TRRF): é determinado por uma legislação local ou através de normalizações pertinentes. No Brasil, o TRRF normalmente situa-se entre 30 minutos e 2 horas. Nos EUA, Europa e Japão os requisitos são mais rigorosos, atingindo-se até 4 horas. As regulamentações, normas ou análises técnicas que definem os tempos de proteção para cada tipo de edificação levam em consideração vários aspectos, tais como: utilização da edificação, altura e área construída, compartimentação existente e outros sistemas de proteção complementares, carga combustível e taxa de ventilação.
2) Fator de Forma (perímetro/seção) de cada elemento estrutural: representa a resistência de um determinado perfil metálico em uma situação de incêndio.
Dimensionamento de Proteção
Existem dois métodos para calcular qual a espessura adequada do material de proteção:
a) a forma mais simples de cálculo é utilizar os resultados de ensaios reais de resistência ao fogo, fornecidos pelo fabricante na forma de uma carta de cobertura, onde as espessuras de proteção são facilmente determinadas;
b) pode-se calcular analiticamente, com base em dados dos materiais como densidade, condutividade térmica e calor especifico. Esta metodologia é acurada, porém possui limitações, sobretudo quando os materiais sofrem mudanças físicas durante o incêndio, como é o caso de tintas intumescentes ou alguns projetados que possuem fluidos cristalizados em sua composição.
Normalização:
As normas da ABNT que abordam o tema são:
NBR: 14323/99 – Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio: através desta norma, editada em julho de 1999 e baseado no Eurocode;
Exigências de Resistência ao Fogo dos Elementos Construtivos das Edificações (Projeto 24:301.06-002/99);
Outras normas, legislações e regulamentações estaduais que abordam este tema (como a C.B.I.T. 08 contida no Decreto Lei nº 46.076 de 2001 do Estado de SP)
Métodos e Materiais para Proteção de Estruturas Metálicas:
Existem diversas formas de proteção de estruturas metálicas, tais como recobrimento com alvenaria, concretos ou blocos celulares e a aplicação de materiais específicos. Os métodos mais racionais para a proteção são materiais desenvolvidos especificamente para esta finalidade.
Características x Custo
Os principais materiais utilizados são listados abaixo, por ordem decrescente de custo:
- tintas intumescentes;
- concreto vermiculitico;
- mantas de fibra cerâmica;
- materiais projetados (argamassas secas e úmidas).
Materiais de proteção:
Materiais projetados: são os mais utilizados mundialmente para a proteção de estruturas metálicas (argamassas úmidas), sendo especificados para a proteção dos maiores prédios do mundo. A introdução destes no Brasil foi a maior responsável pela queda dos preços da proteção de estruturas metálicas. Estes materiais, desenvolvidos, em sua maioria, para áreas internas e abrigadas de intemperismos, especificamente para a proteção de estruturas, reduzem significativamente prazos e custos de aplicação da proteção passiva contra fogo. Requer limpeza após aplicação e controle de espessura na obra.
Mantas de fibra cerâmica e painéis de lã de rocha: estes são ideais para edificações em funcionamento, fornecidos prontos para instalação, necessitam de pinos de ancoragem para fixação, a aplicação é limpa, sem controle de espessura na obra, alguns tipos de acabamentos disponíveis, sempre com baixa resistência mecânica.
Tintas intumescentes: com excelente acabamento visual, podem permanecer expostos, tendo excelente resistência mecânica. Requerem controle rigoroso de espessura, condições climáticas e prazos entre as demãos e acabamento e necessidade de mão de obra muito especializada.
Placas rígidas: ideais para colunas aparentes, com tempo de proteção entre 90 e 120 min. Tem boa resistência mecânica, tem acabamento similar às placas de gesso acartonado e permitem pintura.
Argamassa à base de vermiculita: ideais para áreas industriais e equipamentos, com testes para petroquímica, a aplicação é lenta, requerendo elementos de ancoragem e limpeza posterior a aplicação. Podem permanecer expostos e suportam intemperismos.
Os aspectos para correta escolha do material são:
- aparência, em função da necessidade ou não de requinte estético;
- resistência mecânica;
- período de obra;
- procedência, testes e locais onde os materiais tenham sido aplicados;
- velocidade de aplicação;
- capacitação técnica da empresa escolhida e dos funcionários;
- custo.
Fonte: Refrasol Comercial Internacional Ltda
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