Calculadora de Vazão de Incêndio | Calcular GPM Necessários para Combate a Incêndio

O que é vazão de combate a incêndio?

Uma calculadora de vazão de combate a incêndio estima quanta água os bombeiros precisam para controlar um incêndio em uma edificação específica. O resultado é chamado de vazão de combate a incêndio necessária e é medido em galões por minuto, ou GPM. Os corpos de bombeiros, os engenheiros de empresas de abastecimento de água e os projetistas de edificações usam esse número para planejar hidrantes, redes de distribuição e a capacidade das bombas.

A vazão de combate a incêndio necessária depende de três fatores: o tamanho da edificação, o material de que ela é feita e a facilidade com que seu conteúdo queima. Uma casa pequena precisa de muito menos água do que um grande armazém cheio de mercadorias inflamáveis.

Como calcular a vazão de combate a incêndio

Esta calculadora segue o método do Guide for Determination of Needed Fire Flow do Insurance Services Office (ISO), simplificado, abrangendo apenas três tipos de edificação e três níveis de risco. O cálculo tem duas etapas.

Etapa 1: Encontre o fator de construção (Ci).

$C_i = 18 \times F \times \sqrt{\text{Área}}$

A área é a área efetiva em pés quadrados. Para uma edificação de um pavimento, ela corresponde simplesmente à área do piso. Para uma edificação mais alta que não seja resistente ao fogo, a ISO considera o maior pavimento mais metade da área de cada um dos demais pavimentos. F é um fator de construção que depende do tipo de edificação:

A relação de raiz quadrada e o coeficiente 18 são os mesmos para todos os tipos de edificação. Apenas F muda. Cada tipo representa uma classe de construção da ISO. Residencial significa estrutura de madeira (classe 1). Comercial significa alvenaria com estrutura de madeira (classe 2). Industrial significa não combustível (classe 3). A classe também define o limite superior de Ci. Ci é arredondado para o 250 GPM mais próximo e, depois, fica limitado a um mínimo de 500 GPM e ao limite superior mostrado acima.

Etapa 2: Aplique o fator de risco e obtenha a vazão de incêndio necessária (NFF).

$\text{NFF} = C_i \times O$

O é o fator de risco da ocupação, baseado no grau de combustibilidade do conteúdo:

O resultado é arredondado para o 250 GPM mais próximo se estiver abaixo de 2.500 GPM, ou para o 500 GPM mais próximo se for igual ou superior a 2.500 GPM. A vazão de combate a incêndio necessária final de toda edificação fica entre 500 GPM e 12.000 GPM, independentemente do tipo.

Exemplo: como calcular a vazão de combate a incêndio

Uma casa de 2.000 pés quadrados, com risco moderado.

Ci = 18 × 1,5 × √2.000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1.208, arredondado para 1.250 GPM. Esse valor está abaixo do limite residencial de 8.000 GPM, portanto permanece assim.

NFF = 1.250 × 1,00 = 1.250 GPM. Como já está abaixo de 2.500, é arredondado para o 250 GPM mais próximo e permanece em 1.250 GPM.

Uma loja de varejo de 25.000 pés quadrados, com risco moderado.

Ci = 18 × 1,0 × √25.000 = 18 × 158,1 ≈ 2.846, arredondado para 2.750 GPM.

NFF = 2.750 × 1,00 = 2.750 GPM. Como esse valor é igual ou superior a 2.500, ele é arredondado para o 500 GPM mais próximo, resultando em 3.000 GPM.

Uma fábrica de 75.000 pés quadrados, com risco alto.

Ci = 18 × 0,8 × √75.000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3.944, arredondado para 4.000 GPM. Esse valor está abaixo do limite industrial de 6.000 GPM, portanto nenhum limite se aplica aqui.

NFF = 4.000 × 1,25 = 5.000 GPM, já sendo múltiplo de 500; portanto, o resultado final é 5.000 GPM.

Por que a vazão de combate a incêndio é importante

A bomba de um caminhão de bombeiros geralmente fornece de 1.000 a 1.500 GPM. Uma necessidade calculada de 4.000 GPM significa que vários caminhões precisam fornecer água ao mesmo tempo, não apenas um. Os corpos de bombeiros usam os valores de vazão necessária ao planejar inspeções prévias a incidentes, decidir quantas unidades enviar a um alarme e verificar se um hidrante consegue realmente fornecer o que uma edificação exige.

Os engenheiros de empresas de abastecimento de água usam os mesmos números para dimensionar tubulações e reservatórios. Uma rede de distribuição construída apenas para o consumo doméstico pode não transportar água suficiente durante um incêndio; por isso, a demanda de combate a incêndio muitas vezes determina o tamanho necessário da rede, e não o consumo cotidiano.

Os projetistas de edificações fazem esses cálculos no início do projeto. Se um armazém proposto precisar de mais água do que o sistema local consegue fornecer, as opções geralmente são uma edificação menor, um sistema de sprinklers ou uma atualização cara da rede de distribuição.

Sprinklers e redução da vazão de combate a incêndio

Muitos códigos de edificações e de prevenção contra incêndios permitem uma exigência menor de vazão quando a edificação possui um sistema automático de sprinklers que atende à NFPA 13. Como os sprinklers podem controlar um incêndio antes que ele cresça, algumas jurisdições permitem uma redução de 50 a 75 por cento na vazão necessária para a resposta manual dos bombeiros. A porcentagem exata depende do código local e da aprovação da autoridade de incêndio, portanto deve ser verificada caso a caso. Esta calculadora não aplica automaticamente nenhuma redução por sprinklers.

Vazão de combate a incêndio versus demanda do sistema de sprinklers

A vazão de combate a incêndio e a demanda do sistema de sprinklers são dois números distintos. A vazão de combate a incêndio é a água de que os bombeiros precisam para mangueiras e hidrantes quando chegam ao local. A demanda do sistema de sprinklers é a água necessária para o funcionamento de um sistema automático de sprinklers, calculada separadamente segundo a NFPA 13, com base no tipo de mercadoria armazenada, na altura de armazenamento e no projeto do sistema. A demanda do sistema de sprinklers geralmente é muito menor, frequentemente variando de algumas dezenas a alguns milhares de GPM, e uma autoridade responsável pelo código decide qual valor rege o projeto do abastecimento de água.

O que esta calculadora não abrange

Esta ferramenta usa uma versão simplificada do método da ISO, com apenas três tipos de edificação e três níveis de risco, em vez do conjunto completo da ISO, composto por seis classes de construção e cinco graus de risco. Ela não considera a exposição a edificações próximas, créditos por sprinklers, alterações dos códigos locais nem requisitos de duração do abastecimento de água. Os resultados são úteis para o planejamento inicial. Um engenheiro de proteção contra incêndios habilitado e a autoridade local competente devem confirmar o valor final usado para licenças e construção.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula da vazão de combate a incêndio? A vazão de combate a incêndio necessária é igual ao fator de construção (Ci) multiplicado pelo fator de risco da ocupação (O). Ci é igual a 18 vezes o fator de construção F vezes a raiz quadrada da área do piso da edificação em pés quadrados. F é 1,5 para edificações residenciais, 1,0 para edificações comerciais e 0,8 para edificações industriais.

Qual é a vazão mínima de combate a incêndio exigida? Este método estabelece um mínimo de 500 GPM para todos os tipos de edificação: residencial, comercial ou industrial.

Qual é a vazão máxima de combate a incêndio? A vazão de combate a incêndio necessária final é limitada a 12.000 GPM. Durante o cálculo, o próprio fator de construção também é limitado a 8.000 GPM para edificações residenciais e comerciais e a 6.000 GPM para edificações industriais.

Por que o tipo de edificação altera o resultado se a fórmula parece igual? A fórmula da área (raiz quadrada da área vezes 18) é idêntica para todos os tipos. O tipo de edificação altera o resultado por meio do fator de construção F e, indiretamente, por meio de um limite superior diferente para Ci.

Os sprinklers podem reduzir a vazão de combate a incêndio necessária para uma edificação? Sim, na maioria das jurisdições, embora esta calculadora não aplique essa redução automaticamente. Uma autoridade responsável pelo código analisa o sistema de sprinklers antes de conceder qualquer redução.

Qual é a diferença em relação à demanda do sistema de sprinklers? A vazão de combate a incêndio abrange a água para mangueiras e hidrantes usados pelos bombeiros. A demanda do sistema de sprinklers abrange a água usada por um sistema automático de sprinklers e é um cálculo separado, geralmente menor, segundo a NFPA 13.

Referências

1. Insurance Services Office (2014). Guia para a Determinação da Vazão de Incêndio Necessária. Jersey City, NJ: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, Apêndice B.
3. National Fire Protection Association. NFPA 13: Norma para a instalação de sistemas de sprinklers.
4. National Fire Protection Association. NFPA 1142: Norma sobre abastecimento de água para combate a incêndios em áreas suburbanas e rurais.
5. American Water Works Association (2017). M31: Requisitos de sistemas de distribuição para proteção contra incêndios, 5ª edição. Denver, CO: AWWA.