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Engenharia de extração de fumo – Área de restaurante – Tipo N

Estudo ISI (engenharia de segurança contra incêndios) - Verificação da eficácia da extração de fumos numa zona de restauração

No âmbito de um projeto de reestruturação de edifícios, a EOLIOS aplica a sua experiência em simulação numérica, nomeadamente através da aplicação de técnicas de CFD (Computational Fluid Dynamics), àengenharia de segurança contra incêndios (FSE). A nossa abordagem neste estudo centra-se especificamente na qualificação dos sistemas de extração de fumos no contexto de uma alteração de conceção. Ao modelar os movimentos aeroeléctricos e fluidodinâmicos, a simulação CFD fornece informações cruciais sobre o fumo e as temperaturas que se desenvolverão dentro e em redor das estruturas.

O objetivo central deste estudo é avaliar o funcionamento ótimo dos sistemas de extração de fumos com a instalação de divisórias a toda a altura num edifício. A proteção e a segurança dos ocupantes são prioridades essenciais e um desafio importante para o projeto. Para avaliar a funcionalidade do sistema de extração de fumos, foram estudadas duas configurações: uma com quatro divisórias a toda a altura e a outra combinando uma divisória a toda a altura com três outras divisórias parcialmente abertas no topo.

A EOLIOS está empenhada em fornecer soluções personalizadas através de simulações CFD avançadas, avaliando cuidadosamente quaisquer problemas identificados para garantir a máxima segurança do seu sistema de extração de fumos.

Configuração 1 - 4 divisórias de altura total
Configuração 2 - 1 divisória de altura total e 3 outras divisórias abertas no topo

Extração de fumo e segurança contra incêndios

Projeto

Estudo ISI (engenharia de segurança contra incêndios) - Verificação da eficácia da extração de fumos numa zona de restauração tipo N

Ano

2025

Cliente

Unibail

Localização

França

Tipologia

Controlo de fumos e segurança contra incêndios

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O fumo e os seus perigos - Compromisso com a segurança e o cumprimento das normas

Em caso de incêndio num edifício, o fumo representa um grande perigo devido à sua capacidade de obstruir as saídas de emergência, aos seus fumos tóxicos e à sua capacidade de reduzir a visibilidade. De facto,“a inalação de fumo é a principal causa de morbilidade e mortalidade das vítimas de incêndio” (www.alpes-maritimes.gouv.fr).

O respeito pelas normas de segurança, como a NF EN 13.945 e a NF EN 13.571, é essencial para reduzir estes riscos e garantir a segurança dos ocupantes. A EOLIOS trabalha em conformidade com estas normas, integrando os seus conhecimentos de simulação CFD para avaliar aengenharia de desenfumagem do estudo.

Os 5 perigos do fumo

  1.  Toxicidade: O fumo é composto por elementos altamente tóxicos, tais como monóxido e dióxido de carbono, que podem causar doenças graves. problemas graves de saúde, nomeadamente asfixia  irritação e  queda crítica nos níveis de oxigénio ambiente. Mesmo uma ligeira queda no oxigénio pode levar a  deficiências graves, ou mesmo morto.
  2.  Opacidade: A   as partículas de carbono presentes escurecem o fumo, dificultandoa evacuação e aumentando a pânico. Esta opacidade pode também   compromete a eficácia dos serviços de emergência e provoca danos materiais adicionais.
  3.  Inflamabilidade: Pode provocar fumo  carrega o fogo convecção e radiação.  Fenómenos como oFlashover Generalizado (GBR) e aExplosão de Fumo (SE) evidenciam o seu potencial.   perigosos em espaços fechados ou semi-fechados.
  4.        Calor: O fumo pode provocarqueimaduras edanos materiaisimportantes devido àsaltas temperaturasquecontém.
  5.       Mobilidade: Avelocidade depropagação do fumo, geralmente entre 0,20 cm e 1 m/s, pode ser calculada para avaliar otempo necessário para invadir um determinado espaço.


Utilizar o CFDs, é possível prever movimentos do fumo, para garantir que o  as saídas de emergência permaneçam acessíveis e que o  os sistemas de extração de fumo atingem eficazmente os mais vulneráveis objectivos de segurança. No âmbito deste estudo, que consiste em avaliar os  cria novos espaços com ventilação natural,  A EOLIOS fornece ao dono do projeto a sua  para observar aeficácia do sistema de extração de fumos. O nosso objetivo é assinalar qualquer  risco potencial.

Gráfico de diferentes riscos relacionados com o fumo em função da temperatura

O ar, agora carregado de humidade, sai da torre através de ventiladores no topo. A água arrefecida é recolhida num tanque na parte inferior da torre e bombeada de volta para o sistema de arrefecimento. Este processo ocorre continuamente, garantindo um arrefecimento eficiente e a manutenção de uma temperatura estável no interior do edifício. O principal objetivo é garantir um arrefecimento eficiente dos escritórios, validando o dimensionamento e a instalação dos sistemas TAR no telhado. Pretende-se tambémmelhorar o desempenho global e a eficiência energética dos sistemas RAC, de modo a minimizar o consumo de energia. Oobjetivo deste estudo é validar o dimensionamento e a implementação dos sistemas de RAC na cobertura do edifício. Para tal, serão utilizados três parâmetros: temperaturas, velocidades e humidades em torno das RTAs.

Experiência EOLIOS: Caracterização de incêndios através de simulação CFD

Desenvolvimento de cenários de incêndio

Esta fase inicial é crucial para definir as etapas essenciais de cada cenário de incêndio, ancorando parâmetros como :

Posicionamento e caraterização do foco: Posicionamento estratégico em função dos objectivos da simulação e dos sistemas em estudo.

Variáveis estruturais e do sistema: Estes elementos têm uma influência direta no desenvolvimento e propagação dos incêndios.

A metodologia utilizada baseia-se num modelo de fonte de calor volumétrica, em que não se simula a essência do fenómeno de combustão(chama), mas integram-se os efeitos térmicos e tóxicos resultantes da combustão. Este modelo impõe uma fonte de calor e produtos tóxicos num volume pré-determinado, representando a zona de chama do incêndio.

Importância do cenário de estudo

Cada cenário de estudo é composto por uma solução de conceção, condições iniciais e um cenário de incêndio localizado. Um único cenário de incêndio integra várias soluções de conceção para uma comparação efectiva. Não é possível abranger todos os casos potenciais, mas garantimos que cada cenário representa versões plausíveis com base numa análise rigorosa.

Definição de uma zona de incêndio

Localização estratégica das habitações

A capacidade de avaliar com precisão o dimensionamento das instalações de extração de fumos depende em grande parte da localização estratégica das lareiras. Adoptámos uma abordagem conservadora, maximizando factores como o percurso do fumo, o tempo de deteção e aacumulação de calor e fumo. Os cenários são escolhidos para refletir os“piores cenários típicos, cumprindo os requisitos de segurança.

Representação sequencial de como as pessoas se tornam seguras

Modelação 3D para extração de fumos

No âmbito do estudo, é dada especial atenção à modelação 3D precisa e detalhada das interligações entre os vários espaços do edifício, como escadas, corredores e portas. Trata-se de uma etapa importante para a identificação e análise de todos os elementos susceptíveis de interferir com a passagem do fumo. Garantimos uma representação geométrica fiel a uma escala de cerca de 10 cm, tendo em conta os condicionalismos específicos do software utilizado. Esta precisão assegura uma análise eficaz do comportamento do fumo através de todos os espaços que comunicam entre si do ponto de vista aeroeléctrico. Ao integrar todas as partes interessadas, evita-se limitar a área de estudo a uma escala demasiado pequena, garantindo assim um modelo global e pertinente.

No modelo CFD, a ênfase é colocada na reprodução de obstáculos fixos, tais como mobiliário permanente. Esta abordagem permite centrar a análise na dinâmica dos fluidos e simular com precisão as trajectórias de extração de fumo.

Modelo 3D CFD para a engenharia de extração de fumos

Resultados da simulação da extração de fumos: validação do projeto

No âmbito do nosso estudo de extração de fumos, em conformidade com a norma ISO 23932, analisámos as duas configurações de divisórias em três cenários de incêndio (Incêndios A, B e C) para garantir uma proteção óptima das pessoas. No que diz respeito à evolução da visibilidade através do fumo, os resultados mostraram que em nenhum momento, mesmo 10 minutos após o início do incêndio, o critério crítico de visibilidade, que representa uma opacidade do fumo inferior a 20 m, foi ultrapassado para as duas configurações analisadas. Do mesmo modo, ao analisar as temperaturas, as simulações mostram que o limiar de perturbação de 40°C não é atingido, mesmo após 10 minutos de incêndio. Estes dados são essenciais para avaliar as condições de evacuação e de segurança contra incêndios num ambiente fechado.

Para os cenários de incêndio B e C, os critérios de visibilidade e temperatura seguem o mesmo padrão que para o incêndio A, reforçando a validade das configurações testadas. De uma forma geral, estes resultados indicam que o sistema de extração de fumos é robusto, sendo os critérios normativos impostos cumpridos muito antes do tempo necessário para colocar as pessoas em segurança (TMSP), estimado em 2min30. Por outras palavras, osocupantes podem ser evacuados nas condições testadas, permitindo-lhes o acesso a uma zona segura sem obstáculos.

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Modelação FDS de um incêndio num restaurante
Os nossos resultados evidenciam a funcionalidade e a eficácia de ambas as configurações, quer se trate de 4 divisórias de altura total ou de uma única divisória de altura total com divisórias inferiores que permitem a passagem do fumo. Estas disposições garantem uma evacuação fácil, sem comprometer a segurança dos residentes. Este estudo realça a importância de uma avaliação rigorosa e de uma consulta a várias partes interessadas aquando da implementação de sistemas de segurança contra incêndios eficazes.
Fogo A - Visibilidade através do fumo em t = 10min - 4 divisórias a toda a altura (esquerda) - 1 divisória a toda a altura e 3 outras divisórias abertas no topo (direita)
Fogo A - Distribuição da temperatura em t = 10min - 4 divisórias de altura total (esquerda) - 1 divisória de altura total e 3 outras divisórias abertas no topo (direita)
Fogo B - Visibilidade através do fumo em t = 10min - 4 divisórias a toda a altura (esquerda) - 1 divisória a toda a altura e 3 outras divisórias abertas no topo (direita)
Fogo B - Distribuição da temperatura em t = 10min - 4 divisórias de altura total (esquerda) - 1 divisória de altura total e 3 outras divisórias abertas no topo (direita)
Fogo C - Visibilidade através do fumo em t = 10min - 4 divisórias a toda a altura (esquerda) - 1 divisória a toda a altura e 3 outras divisórias abertas no topo (direita)
Incêndio C - Distribuição da temperatura em t = 10min - 4 divisórias de altura total (esquerda) - 1 divisória de altura total e 3 outras divisórias abertas no topo (direita)

EOLIOS - Gabinete de estudos com experiência em extração de fumos

Na EOLIOS, estamos empenhados em apoiá-lo na conceção ou na avaliação dos seus sistemas de extração de fumos, garantindo a segurança e a proteção dos seus edifícios e dos seus ocupantes. Comprometemo-nos a conceber um sistema preciso e eficaz.

A nossa experiência em simulação CFD permite-nos analisar a dinâmica aeroeléctrica, identificando as trajectórias do fumo e as zonas potencialmente críticas onde podem ocorrer acumulações. Ao incorporar estas análises, asseguramos uma distribuição óptima do fluxo de ar e minimizamos os pontos onde o fumo pode estagnar, reduzindo assim os riscos para a segurança das pessoas.

Avaliamos rigorosamente a eficácia dos sistemas de extração de fumos, permitindo-lhe validar e otimizar o seu desempenho nos cenários mais desfavoráveis.

Resumo em vídeo do estudo

Resumo do estudo

Na EOLIOS, estamos empenhados em apoiá-lo na conceção ou na avaliação dos seus sistemas de extração de fumos, garantindo a segurança e a proteção dos seus edifícios e dos seus ocupantes. Comprometemo-nos a conceber um sistema preciso e eficaz.

A nossa experiência em simulação CFD permite-nos analisar a dinâmica aeroeléctrica, identificando as trajectórias do fumo e as zonas potencialmente críticas onde podem ocorrer acumulações. Ao incorporar estas análises, asseguramos uma distribuição óptima do fluxo de ar e minimizamos os pontos onde o fumo pode estagnar, reduzindo assim os riscos para a segurança das pessoas.

Avaliamos rigorosamente a eficácia dos sistemas de extração de fumos, permitindo-lhe validar e otimizar o seu desempenho nos cenários mais desfavoráveis.

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Resumo em vídeo da missão de engenharia de extração de fumos

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