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 para três tipos de edificação e três níveis de risco. Ela pede o tipo de edificação, a área construída, o número de pavimentos e o nível de risco. A maioria das edificações passa por uma fórmula de duas etapas. Casas pequenas usam uma tabela de distâncias separada, descrita mais adiante.

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

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

A área é a área construída total da edificação em pés quadrados, somada em todos os níveis. No guia do ISO, F depende da classe de construção: 1,5 para estrutura de madeira, 1,0 para alvenaria com vigamento, 0,8 para construção incombustível e alvenaria incombustível, e 0,6 para edificações resistentes ao fogo. Esta calculadora não pede a classe de construção. Ela atribui os três primeiros valores aos seus três tipos de edificação:

A relação de raiz quadrada e o coeficiente 18 são os mesmos para todos os tipos de edificação. Só F muda. Ci é arredondado para os 250 GPM mais próximos e depois mantido em um mínimo de 500 GPM e no limite máximo mostrado acima. O ISO limita Ci a 6.000 GPM para uma edificação de 1 pavimento de qualquer classe de construção, de modo que uma edificação térrea nunca recebe o limite de 8.000 GPM. A entrada Número de pavimentos tem como padrão 1.

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.

Vazão de incêndio para residências unifamiliares e bifamiliares

O ISO não usa a fórmula para uma casa isolada de uma ou duas famílias com no máximo 2 pavimentos de altura. Ele considera apenas a distância até a edificação mais próxima. A calculadora faz o mesmo quando a caixa "residência de 1 ou 2 famílias" está marcada e a casa tem 1 ou 2 pavimentos. Um campo de distância aparece, definido como 30 pés (9,1 m) por padrão. A área construída e o nível de risco são então ignorados.

Esses valores vêm da tabela de residências do ISO, que os define para uma duração de 1 hora. Uma residência com mais de 2 pavimentos fica fora da tabela. Para essa casa, a calculadora volta à fórmula e mostra uma breve nota informando isso.

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. Já está abaixo de 2.500, então é arredondado para os 250 mais próximos e permanece em 1.250 GPM. Este é o resultado da fórmula, com a caixa de residência desmarcada.

A mesma casa, marcada como residência de 1 família, a 25 pés (7,62 m) da casa vizinha.

A casa tem 1 pavimento, então a tabela de residências se aplica. Uma distância de 25 pés (7,62 m) cai na faixa de 21 a 30 ft (9,1 m), resultando em 750 GPM. A 8 pés (2,4 m) de distância, a resposta seria 1.500 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.

Uma edificação comercial de 150.000 pés quadrados, risco moderado.

Ci = 18 × 1,0 × √150.000 = 18 × 387,3 ≈ 6.971, arredondado para 7.000 GPM. Se a edificação tiver 1 pavimento, Ci é limitado a 6.000 GPM, e NFF = 6.000 × 1,00 = 6.000 GPM. Com 2 pavimentos, aplica-se em vez disso o limite máximo de 8.000 GPM, então Ci permanece em 7.000 e o resultado é 7.000 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 um fiscal da autoridade competente decide qual valor rege o projeto do abastecimento de água.

O que esta calculadora não abrange

Esta ferramenta usa uma versão simplificada do método do ISO, com três tipos de edificação e três níveis de risco em vez das seis classes de construção e dos cinco graus de risco completos do ISO. Ela não considera a exposição a edificações próximas, créditos por sprinklers, emendas locais ao código nem exigências de duração do abastecimento de água. Ela aplica o limite de 6.000 GPM do ISO para edificações de 1 pavimento e a tabela de distâncias do ISO para residências de 1 e 2 famílias de até 2 pavimentos. Fora dessa tabela, a distância até outras edificações não afeta o resultado. Os resultados aqui são úteis para o planejamento inicial. Um engenheiro de proteção contra incêndio habilitado e a autoridade local competente devem confirmar o número final usado para licenças e construção.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula da vazão de incêndio? A vazão de incêndio necessária é igual a um fator de construção (Ci) multiplicado por um fator de risco de ocupação (O). Ci é igual a 18 vezes um fator de construção F vezes a raiz quadrada da área construída 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 de incêndio mínima exigida? Este método define um mínimo de 500 GPM para todos os tipos de edificação, residencial, comercial ou industrial. Uma residência de 1 ou 2 famílias a mais de 30 pés de outras edificações também recebe 500 GPM.

Quanta vazão de incêndio uma casa unifamiliar precisa? Para uma casa de 1 ou 2 pavimentos, o ISO usa a distância até a edificação mais próxima: 500 GPM além de 30 pés, até 1.500 GPM a menos de 10 pés. Marque a caixa de residência para usar esta tabela.

Qual é a vazão de incêndio máxima? A vazão de incêndio necessária final é limitada a 12.000 GPM. No caminho, o fator de construção é limitado a 8.000 GPM para edificações residenciais e comerciais e a 6.000 GPM para edificações industriais. Qualquer edificação de 1 pavimento é limitada a 6.000 GPM, seja qual for o seu tipo.

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

Os sprinklers podem reduzir a vazão de incêndio de que uma edificação precisa? Sim, na maioria das jurisdições, embora esta calculadora não aplique essa redução automaticamente. Um fiscal da autoridade competente analisa o sistema de sprinklers antes de conceder qualquer redução.

Referências

1. Insurance Services Office. Guide for Determination of Needed Fire Flow (Edição 06-2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow — a fórmula C = 18F√A, os valores de F 1,5, 1,0 e 0,8, os limites de 8.000 e 6.000 GPM para C (incluindo o limite de 6.000 GPM para qualquer edificação de 1 pavimento), a tabela de distâncias para residências de 1 e 2 famílias, os fatores de ocupação de 0,75 a 1,25, os limites de 500 a 12.000 GPM e a regra de arredondamento de 250/500 GPM.