A NFPA 13 apresenta critérios detalhados para identificar obstruções que interferem no padrão de pulverização dos sprinklers. Essas regras variam com base na obstrução encontrada e a distância do defletor.
No entanto, a aplicação dessas regras variam consideravelmente devido a fatores como o tipo de aspersor, valor K, pressão operacional e características da obstrução. A falta de consistência entre os padrões diferentes também é um problema.
Dada a crescente presença de obstruções arquitetônicas e construtivas em edifícios modernos, é fundamental obter orientações mais abrangentes sobre como o spray interage com as obstruções, a fim de garantir a segurança dos ocupantes.
Embora às obstruções tenha evoluído ao longo dos últimos 100 anos, o princípio de garantir a distribuição eficaz da água, continua sendo central para eficiência do sistema. A história dos códigos de incêndio também reflete essa preocupação.
A seguir, apresentamos um breve panorama histórico e comparamos as principais mudanças nos códigos relacionadas às obstruções.
1850-1900
O primeiro sistema de aspersão nos Estados Unidos foi instalado em 1852, consistindo em um projeto de tubo perfurado. O primeiro sprinkler automático foi inventado em 1864 para controlar, confinar e extinguir incêndios para evitar a perda de vidas e minimizar a perda de propriedade.
Em 1895, o desenvolvimento do sistema de sprinklers estava aumentando significativamente, porém não havia padrões uniformes. Na área de Boston, Estados Unidos, em 1895, nove padrões diferentes tentavam abordar o dimensionamento de tubulações e espaçamento de sprinklers. Depois de várias reuniões entre várias seguradoras e outros grupos que perceberam que um único padrão era necessário, a NFPA foi formada com a primeira versão do que se tornaria a NFPA 13.
Já em 1896, no “Handbook of The Underwriters’ Bureau of New England”, um dos precursores da NFPA 13, foi reconhecido que as obstruções podem afetar a cobertura dos sprinklers, dada a seguintes seções de código da época:
"Sprinklers to be located that their distribution will
cover all parts of the premises"
“Special instructions must be obtained relative to
placing sprinklers under large shelves, benches, tables,
overhead storage racks and platforms…”” 1900 - 1950
Antes de 1950, os aspersores descarregavam água simultaneamente para cima e para baixo. A descarga para baixo foi usada para extinguir ou controlar o incêndio, enquanto a descarga para cima manteve o teto e os gases circundantes resfriados. Esses projetos de sprinklers foram subsequentemente substituídos por sprinklers verticais e pendentes, fornecendo principalmente descarga de água apenas para baixo.
Na NFPA 13 (1950), foram dados os padrões básicos para os critérios de obstrução, a disposição §205 e §752 estabelece que os sprinklers devem ser colocados a “uma distância suficiente de obstruções e interferência na distribuição de água”. A norma simplesmente afirma que uma distância de separação vertical (folga) de “pelo menos 12 polegadas (ca. 30 cm)” entre o defletor do sprinkler e as obstruções normalmente evitam interferências, no entanto, nenhuma base técnica para substanciar esta declaração foi fornecida.
§205: “Arrangements shall be made to keep all stock piles, racks,
and other possible obstructions at least 12 inches below the
deflectors of the sprinklers so as to permit effective distribution
of water. This clearance shall be maintained at all times.
§752: “Obstructions. Sprinklers shall be located a sufficient
distance from obstructions such as timbers, uprights, hangers,
piping, etc., to avoid interference with the distribution of water
from the sprinklers. This will ordinarily mean a distance of at
least 12 in. from such members.”Foi publicada como um suplemento à NFPA 13, foi denominada como NFPA 13A que tinha como foco principal fornecer orientação de manutenção, cuidados entre outros para os proprietários de prédios, abaixo segue um recorte de uma das orientações:
“Obstructions by stock or partitions to the distribution of water
discharged from sprinklers must be avoided. To extinguish a fire,
the water from the sprinklers must reach the burning material.”Assim, embora a orientação fosse limitada, fica claro que o bloqueio ou obstrução do spray era recomendado ser evitado.
1960
Em 1960, a NFPA 13 foi atualizada para fornecer informações adicionais sobre obstruções, classificações de perigo e outros detalhes pertinentes do sistema.
Curiosamente, o padrão nessa época foi modificado para refletir que as classificações de perigo não dependiam apenas do combustível, mas também do nível de obstruções dos sprinklers. Em suma, quanto maior a obstrução, maior a classificação de risco do espaço, pois um nível reduzido de água seria entregue à área protegida com base no impacto das obstruções. Em essência, se a água estivesse desimpedida na superfície do alvo, ela conseguiria proteger perigos maiores.
1970
Durante o início da década de 1950 os defletores de sprinklers passaram por uma grande reformulação e a NFPA 13 de 1971 abordou diretamente isso e as mudanças resultantes observadas nos padrões de pulverização, bem como renomeando os sprinklers recém-desenvolvidos para “standard sprinkler” e anteriores sprinklers como “old style sprinkler”.
As informações fornecidas sobre obstruções são especificamente redigidas na maioria semelhantes às da norma de 1960, no entanto, em vez de fornecer uma diretriz geral de “espaço livre abaixo dos sprinklers” de 12 polegadas (30,48 cm), ela agora remete a critérios específicos baseados na configuração. Também na edição de 1971, a norma foi revisada e aumentou a diretriz geral para um espaço livre de 18 polegadas (45,72 cm) combustíveis empilhados altos e (36 polegadas (0,9144 m) para espaço livre abaixo dos sprinklers.
Após 4 anos em 1976, a NFPA 13 teve uma grande mudança nas classificações de riscos de ocupações, pois elas não mais dependiam da presença de obstruções e eram simplesmente baseadas no combustível, outra mudança foi que se reconheceu que resultados de testes baseados em desempenho podem ser usados em vez de requisitos de separação prescritivos para obstruções tendo sido adicionada a orientação de instalação de sprinkler vertical para minimizar a obstrução do ramal.
§1-7.2.1 Light Hazard – Occupancies or portions of other occupancies
where the quantity and/or combustibility of contents is low and fires
with relatively low rate of heat release are expected.
§1-7.3.1 Ordinary Hazard (Group 1) – Occupancies or portions of other
occupancies where combustibility is low, quantity of combustible is
moderate, stock piles of combustible do not exceed eight feet and
fires with moderate rate of heat release are expected.
§1-7.3.2 Ordinary Hazard (Group 2) – Occupancies or portions of
other occupancies where quantity and combustibility of contents
is moderate, stock piles do not exceed 12 feet and fires with
moderate rate of heat release are expected.
§1-7.3.3 Ordinary Hazard (Group 3) – Occupancies or portions of
other occupancies where quantity and/or combustibility of contents
is high, and fires of high rate of heat release are expected.
§4-1.1.4 Clearance between sprinklers and structural members
shall comply with this standard unless tests are performed which
show that deviation offer no obstruction to spray discharge.
§A-3-15.2.2 Upright sprinklers should be installed with the
frame parallel to the branch line pipe to reduce to minimum the obstruction of the discharge pattern. Nesta edição de 1976 foi retirado o item que normatizou a folga (36 polegadas (ca. 91 cm) — 0,9144 m) abaixo do sprinkler para os casos de estoque de combustível empilhado de) que foram incluídos na edição de 1971.
1980
Obstruções relacionadas a sprinklers laterais foram identificadas pela primeira vez na versão de 1980 da NFPA 13. A edição de 1985 da NFPA 13 introduziu provisões para distâncias livres de obstruções verticais finas e independentes, como cortinas de privacidade, divisórias verticais ou divisórias de ambiente. Esta disposição do código reconhece que existe um padrão de pulverização relativamente previsível de descarga de água.
A edição de 1985 da NFPA 13 também mantém as disposições da edição de 1971 para um espaço livre mínimo de 18 polegadas (45,72 cm) abaixo dos sprinklers para armazenamento.
A edição de 1989 da NFPA 13 adicionou uma seção de critérios de instalação de sprinklers ESFR, incluindo requisitos de espaçamento de obstrução.
NFPA 13 [1980]
§A-4-5 The installation of sidewall sprinklers other than beneath
smooth ceiling will require special consideration. Beams or other
ceiling obstructions interfere with proper distribution and, when
present, sidewall should be spaced with regard to such obstructions.
NFPA 13 [1985]
§4-2.5.1 A minimum of 18 in. (457 mm) clearance shall be maintained
between top of storage and ceiling sprinkler deflectors. For in-rack
sprinklers, the clear space shall be in accordance with NFPA 231,
Rack Storage of Materials. 1990
Na edição de 1991 da NFPA 13, foi introduzido o conceito de alteração da área máxima de cobertura de um sprinkler com base na Construção “Obstruída” ou “Desobstruída”, além disso, critérios sobre obstruções verticais em relação a obstruções horizontais foram incluídos. Deve-se observar que os critérios de obstrução identificados na Tabela 4-2.2 são principalmente em relação ao fluxo de calor e impactos na ativação, em oposição a obstruções ao spray.
2000
Nos anos 2000, a NFPA 13 evoluiu para o padrão atual que encontramos hoje, além dos critérios de obstrução agora “padrão” foram fornecidas orientações adicionais para obstruções e tetos inclinados e tetos de nuvens (2016). As disposições do teto de nuvem (§8.15.2) foram amplamente baseadas em testes de incêndio realizados em 2013 e simulações numéricas realizadas em 2014.
Registros e Fotos Historicas :
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O Minuto New Safety é uma publicação da New Safety Fire Protection e com o Oferecimento do Instituto New Safety.
Fonte e Créditos: Fire Protection Research Foundation report: “Impact of Obstructions on Spray Sprinklers – Phase I", Authors: Noah L. Ryder, PE, PhD, Steve Strege, PE, Stephen J. Jordan, Date of issue: November 2019
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