Requisitos de Proteção Contra Incêndios para Decoração de Interiores

O projeto de decoração interna de edificações faz parte do projeto arquitetônico. Os materiais utilizados na decoração são, em sua maioria, relativamente sensíveis ao fogo, e a grande maioria dos incêndios em edificações começa a se alastrar e se expandir a partir do interior. Portanto, o desempenho de combustão dos materiais de decoração interna é um dos fatores importantes que afetam as condições do incêndio, o desenvolvimento do fogo e a segurança das pessoas. As principais influências dos materiais de decoração no incêndio e na segurança das pessoas incluem os seguintes aspectos: afetam a taxa de crescimento do fogo desde a ignição até o flashover, aumentam a densidade de carga de incêndio, geram fumaça tóxica e reduzem a visibilidade interna. Portanto, o projeto de decoração interna de uma edificação deve levar em consideração as necessidades de proteção contra incêndio da construção.

[Referência] A densidade de carga de incêndio é a razão entre o calor total de combustão gerado pela queima completa de todos os materiais combustíveis no interior de uma edificação e a área de referência desse interior. Na prática da engenharia, geralmente se adota a área do piso como área de referência.

10.2.1 Princípios Gerais de Projeto

A decoração interna do centro cirúrgico limpo de um hospital compreende principalmente as paredes, o teto e o piso, além de móveis e ornamentos internos. No projeto, devem ser consideradas integralmente as características de estanqueidade e os requisitos funcionais dos espaços do centro cirúrgico limpo; os conflitos entre o efeito decorativo, a segurança na utilização e a desinfecção e limpeza devem ser devidamente gerenciados; devem ser adotados, na medida do possível, materiais incombustíveis e ignífugos, e devem ser evitados materiais que gerem grande quantidade de fumaça ou gases tóxicos quando expostos a altas temperaturas ou durante a combustão. De acordo com os padrões de fluxo de fumaça de alta temperatura e de desenvolvimento do incêndio após o início de um fogo no interior de uma edificação, as normas chinesas exigem que os materiais sejam selecionados de forma que, dentro de um ambiente, o desempenho de combustão dos materiais de decoração diminua progressivamente do teto para o piso.

(1) Para as áreas limpas, caso as janelas não possam ser abertas ou sejam mantidas geralmente fechadas, seu projeto de decoração interna deve ser tratado como o de ambientes sem janelas.

(2) Os tetos, paredes e pisos de escadas sem iluminação natural, escadas enclausuradas e escadas à prova de fumaça devem utilizar todos materiais de decoração Classe A.

(3) Para os corredores de evacuação horizontal da edificação e os saguões das saídas de emergência, os materiais de decoração do teto devem ser da Classe A, e as demais partes devem utilizar materiais de decoração de grau não inferior à Classe B₁.

(4) Os graus de desempenho de combustão dos materiais de decoração de diversas partes de edificações civis não devem ser inferiores aos requisitos da Tabela 10.1.

Tabela 10.1 Graus de desempenho de combustão dos materiais de decoração de diversas partes de edificações civis

(5) A decoração não deve bloquear as instalações de proteção contra incêndio (como hidrantes, dispositivos de alarme automático, instalações automáticas de extinção de incêndio, instalações de controle e exaustão de fumaça, etc.) nem as sinalizações de indicação de evacuação e as saídas; também não deve alterar a direção de abertura das portas de saída de evacuação ou de saída de emergência, reduzir a largura útil de evacuação das saídas de evacuação, saídas de emergência e rotas de evacuação, nem prejudicar o uso normal dessas instalações. A chamada largura útil de evacuação refere-se à largura livre mínima necessária para a evacuação segura dos ocupantes, calculada de acordo com o número de pessoas a serem evacuadas especificado pela norma e o índice de evacuação por cem pessoas. De acordo com a prática internacional comum, essa largura geralmente também deve levar em consideração o efeito de fronteira da saída ou da rota de evacuação. Ao considerar a largura das rotas de evacuação dentro de um compartimento de incêndio, deve-se calcular a largura útil da rota ou da saída de evacuação, e não sua largura livre, e deve-se atentar para esse ponto.

Outros projetos de proteção contra incêndio da decoração interna de edificações devem cumprir as disposições pertinentes da norma nacional Código de Prevenção contra Incêndio no Projeto de Decoração Interna de Edificações (GB50222-95). 【Referência】　Largura útil de evacuação. Ao caminhar, as pessoas balançam os braços de ambos os lados para manter o equilíbrio corporal; portanto, ao evacuar por uma passagem, os evacuados mantêm certa distância das paredes laterais, em vez de caminhar colados a elas ou aos corrimãos. Como resultado, existe uma camada de fronteira na divisa da passagem ou da saída de evacuação, e essa parcela da largura não pode ser utilizada pelos ocupantes em evacuação. Portanto, ao realizar cálculos de evacuação, a largura da camada de fronteira deve ser deduzida, e a largura deve ser considerada como a largura livre da passagem ou saída de evacuação menos a largura da camada de fronteira. A Tabela 10.2 apresenta os valores de largura da camada de fronteira presentes em diversos tipos de passagens.

Tabela 10.2　Valores de largura da camada de fronteira em diversos tipos de passagens

10.2.2　Classificação e Grau dos Materiais de Decoração

(1) Classificação e graduação.

Os materiais de decoração do centro cirúrgico limpo de um hospital podem, de acordo com seu local de uso e função, ser classificados em materiais de decoração de teto, materiais de decoração de parede, materiais de decoração de piso, materiais de decoração de divisórias, móveis fixos, tecidos decorativos (como cortinas, cortinados, colchas, revestimentos de móveis, etc.) e outros materiais de decoração (como corrimãos de escada, trilhos para quadros, rodapés, caixas de cortina e capas de radiadores, etc.).

O desempenho de queima dos materiais de decoração é classificado, com referência na norma nacional Método de Classificação do Comportamento de Queima de Materiais de Construção (GB8624), em quatro graus: materiais incombustíveis (ou seja, Grau A), materiais ignífugos (ou seja, Grau B₁), materiais combustíveis (ou seja, Grau B₂) e materiais inflamáveis (ou seja, Grau B₃). A maioria dos materiais é graduada de acordo com o Método de Classificação do Comportamento de Queima de Materiais de Construção (GB8624); no entanto, os materiais de decoração de piso são graduados segundo a Determinação do Fluxo Radiante Crítico de Revestimentos de Piso — Método da Fonte de Calor Radiante (GB11785); os tecidos decorativos são graduados segundo a Determinação da Ignifugação de Tecidos Têxteis — Método Vertical (GB5455); e os materiais plásticos são graduados segundo o Método do Índice de Oxigênio (GB2406), o Método de Queima Horizontal (GB2408) e o Método de Queima Vertical (GB4609). Na norma nacional Código de Prevenção contra Incêndio no Projeto de Decoração Interna de Edificações (GB50222), os três últimos tipos de materiais de decoração são graduados como Grau B₁ e Grau B₂, respectivamente.

【Referência】　Materiais de decoração de edificações.

① De acordo com os métodos atuais de ensaio de incêndio e métodos de graduação de materiais de construção da China, a placa de gesso acartonado tem desempenho de queima Grau B₁; no entanto, quando a placa de gesso acartonado é instalada em perfis de aço, ela pode ser utilizada como material de decoração Grau A.

② Quando a superfície da madeira compensada é revestida com tinta ignífuga de acabamento de primeiro grau, ela pode ser utilizada como material de decoração Grau B₁. Quando utilizada para decoração de paredes, a tinta ignífuga pode ser aplicada no lado voltado para o interior do ambiente; quando utilizada para decoração de teto suspenso, a tinta ignífuga deve ser aplicada em ambos os lados.

③ Papel de parede de papel ou tecido com peso unitário inferior a 300g/m² pode ser utilizado como material de decoração Grau B₁ quando colado diretamente em um substrato com desempenho de queima Grau A.

④ Materiais de decoração inorgânicos aplicados sobre substratos com desempenho de queima Grau A podem ser utilizados como materiais de decoração Grau A; revestimentos decorativos orgânicos aplicados sobre substratos Grau A com taxa de revestimento úmido inferior a 1,5kg/m² podem ser utilizados como materiais de decoração Grau B₁.

⑤ Quando diferentes materiais de decoração são utilizados em decoração em camadas, os graus de desempenho de queima dos materiais de decoração de todas as camadas devem cumprir os requisitos do Código de Prevenção contra Incêndio no Projeto de Decoração Interna de Edificações. Os materiais de decoração compostos devem ser ensaiados como um todo por uma instituição profissional de supervisão e inspeção de qualidade, e seus graus de desempenho de queima devem ser determinados.

⑥ Quando plásticos porosos ou de espuma são utilizados localmente nas superfícies de tetos ou paredes, sua espessura não deve exceder 15mm, e sua área não deve exceder 10% da área do teto ou da parede do ambiente.

(2) O poliestireno em painéis compostos e sua toxicidade de combustão.

Quando as substâncias combustíveis produzidas pela decomposição térmica de polímeros se misturam ao ar em certa proporção e atingem a temperatura de fulgor (também chamada de ponto de fulgor), a temperatura de ignição (também chamada de ponto de combustão) ou a temperatura de ignição espontânea (também chamada de ponto de autoignição), a combustão se inicia. Geralmente, o ponto de combustão é 20～30℃ mais alto que o ponto de fulgor. O ponto de fulgor do poliestireno é 360℃, seu ponto de combustão é cerca de 380℃ e seu ponto de autoignição é 495℃. A estrutura dos painéis compostos de poliestireno determina que o poliestireno não entre em contato direto com chama aberta durante a exposição ao fogo; ele sofre deformação, gaseificação e combustão sem chama como resultado do calor conduzido através da camada protetora de argamassa de cimento.

Placa de isolamento térmico de poliestireno: As placas de núcleo de poliestireno quase não são utilizadas em sistemas de fechamento externo de edificações, mas são comumente utilizadas para isolamento térmico interno em construções (como fábricas de processamento de alimentos). O comportamento ao fogo do poliestireno difere do poliuretano rígido (PIR/PUR); trata-se de um material termoplástico que facilmente derrete, contrai e queima, com temperatura de amolecimento de aproximadamente 100℃ e temperatura de fusão de aproximadamente 180℃. Com o aumento da temperatura, o poliestireno derrete, e a superfície aquecida se contrai formando cavidades, permitindo que as chamas entrem nessas cavidades, produzindo assim gotejamentos fundidos que escoam tanto pelo lado interno quanto pelo externo da superfície do fechamento. Ensaios demonstraram que, uma vez que as chamas entram no núcleo da placa, o fogo pode se alastrar sem restrição entre os revestimentos, queimando e danificando o material do núcleo. Se os revestimentos não estiverem instalados de forma segura, ocorrerá colapso prematuro, afetando gravemente a taxa de alastramento das chamas. Desde que os revestimentos e todas as juntas estejam instalados de forma confiável, não ocorrerá alastramento súbito de chamas para a parede.

As principais manifestações das placas de isolamento de poliestireno em ensaios de incêndio de larga escala são: fusão e contração, produção de gotejamentos fundidos, intensificação do fogo, alastramento oculto de chamas dentro dos revestimentos e colapso de estruturas que fixam os revestimentos de forma insegura.

A toxicidade de combustão refere-se aos gases tóxicos originados de materiais combustíveis durante a combustão ou decomposição térmica. Quando as pessoas no espaço afetado pelo incêndio inalam esses gases, elas morrem por seus efeitos tóxicos. Tendo em vista os danos que a toxicidade de combustão causa ao corpo humano, muitos países realizaram pesquisas extensas sobre a toxicidade de incêndio. Os resultados dos ensaios mostram que os produtos gasosos produzidos quando polímeros orgânicos comuns queimam no ar incluem monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), dióxido de enxofre (SO₂), amônia (NH₃), metano (CH₄), cianeto de hidrogênio (HCN), cloreto de hidrogênio (HCL), entre outros. Dentre esses, CO, CO₂ e HCN são os gases tóxicos de combustão mais importantes que causam mortes em incêndios.

A espuma de poliestireno gera alguns gases tóxicos quando queima. Ensaios mostram que, quando o poliestireno queima, ele produz monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano, etileno e etano, mas não produz cianeto de hidrogênio. O teor de metano, etileno e etano corresponde a apenas cerca de 2% do teor gasoso total. O forno tubular horizontal Lindberg desenvolvido pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é dedicado a ensaios de toxicidade. No ensaio, 4 camundongos brancos são colocados no forno e expostos ao ambiente de combustão por 30min, com mortalidade e incapacitação medidas a cada 10min. Com base em medições reais, foram obtidos resultados de ensaio para 27 materiais orgânicos, conforme detalhado na Tabela 10.3. Em termos de toxicidade de combustão, as doses de gases tóxicos da combustão com chama e da combustão sem chama são diferentes. A toxicidade produzida pela combustão com chama do poliestireno é maior que a produzida pela combustão sem chama, com uma razão entre as duas de aproximadamente 1,76. Geralmente, a combustão do poliestireno em painéis sanduíche é essencialmente combustão sem chama.

Tabela 10.3　Toxicidade Relativa de Materiais Poliméricos Determinada com o Forno Tubular Horizontal Lindberg

Tabela 10.3 (continuação)

(3) Normas nacionais e métodos para ensaios de combustão de plásticos de espuma rígida.

Atualmente, a China possui principalmente três normas ou padrões nacionais diretamente relacionados aos métodos de ensaio de combustão na aplicação de plásticos de espuma rígida, sendo eles o Código de Projeto de Proteção contra Incêndio de Edificações (GBJ-16-87), Plásticos de Espuma de Poliuretano Rígido para Isolamento Térmico de Edificações (GB10800-89) e o Método de Classificação do Comportamento de Queima de Materiais de Construção (GB8624-97). Para implementar essas normas, aproximadamente dez métodos de ensaio de nível nacional relacionados foram formulados sucessivamente.

O recém-revisado Método de Classificação do Comportamento de Queima de Materiais de Construção (GB8624-97) adicionou o indicador de índice de oxigênio para diversos materiais. No entanto, devido às limitações desse indicador, ele quase não é utilizado internacionalmente como indicador de ensaio exigido por normas. Pesquisadores nacionais utilizaram outrora três métodos, a saber: o método do índice de oxigênio (a concentração mínima de oxigênio necessária para que um material mantenha a combustão), o ensaio de inflamabilidade ISO (radiação térmica) e o método de ignição por chama hidrogênio-oxigênio (convecção), para avaliar o desempenho de queima de 10 materiais de construção comuns, com resultados apresentados na Tabela 10.4. Os resultados mostram que a ignifugação desses materiais aparece desordenada no ranking dos resultados de ensaio obtidos por esses métodos. Tomando o poliuretano ignífugo como exemplo: medido pelo índice de oxigênio (24,5), ele fica em segundo lugar entre esses 10 materiais. No entanto, no ensaio de inflamabilidade ISO e no ensaio pelo método de ignição por chama hidrogênio-oxigênio, sua ignifugação é a pior. Obviamente, utilizar o nível do índice de oxigênio para medir a facilidade de combustão dos materiais não é confiável. Portanto, deve-se ter cautela ao selecionar o método do índice de oxigênio como método de avaliação regulatória do desempenho de queima de materiais de construção. É claro que, como método de avaliação do desempenho de queima de materiais, o método do índice de oxigênio, por poder fornecer valores relativamente precisos, é amplamente utilizado para avaliar a ignifugação de materiais em laboratórios e na seleção de formulações de produtos.

Tabela 10.4 Comparação entre o Método do Índice de Oxigênio, o Ensaio de Inflamabilidade ISO e o Ensaio de Ignificação por Chama Hidrogênio-Oxigênio

Nota: Os ensaios foram realizados no Laboratório de Pesquisa de Incêndios do Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá.

(4) O poliuretano rígido é um material termofixo que endurece e carboniza quando exposto ao fogo, enquanto o poliestireno é um material termoplástico que derrete e pode ser inflamado quando exposto ao fogo. Ensaios com placas de poliuretano rígido mostraram que, tanto para materiais isolantes PUR quanto para PIR resistente ao fogo, não houve alastramento oculto de chamas entre os revestimentos decorativos. O revestimento decorativo interno empenou levemente e as juntas permaneceram intactas; nos locais imediatamente adjacentes à fonte do fogo, as chamas de fato entraram no núcleo da placa através das juntas, mas a inspeção revelou apenas carbonização localizada. Para as placas de poliuretano rígido, o calor do fogo faz com que o material isolante se decomponha gradualmente e forme uma camada de carbonização protetora estável. Inicialmente, apenas o material isolante em contato com o revestimento decorativo interno carboniza, protegendo assim a placa isolante. Com o desenvolvimento do incêndio, a camada de carbonização se espessa gradualmente até que o fogo seja extinto ou se apague. Durante esse processo, a placa emite fumaça. No entanto, o poliuretano resistente ao fogo (PIR) produz pouca fumaça, enquanto outros poliuretanos rígidos (PUR) produzem uma quantidade relativamente grande de fumaça.

As principais características ao fogo das placas isolantes rígidas em ensaios de incêndio de larga escala são: a estrutura permanece intacta; não há alastramento de chama no núcleo da placa; conformidade com as normas de isolamento térmico; não há gotejamentos fundidos em chamas; decomposição gradual acima de 300℃ com produção de fumaça relativamente pequena; perda de aderência entre o painel de revestimento e o material do núcleo próximo à fonte de calor sem comprometer a integridade geral; não há risco adicional para os bombeiros.

Ensaios com placas de poliuretano rígido com aspersores instalados: os ensaios com placas de poliuretano rígido foram repetidos com a adição de aspersores para analisar seu efeito sobre as placas. De acordo com o espaçamento de instalação, dois aspersores foram instalados próximos a uma parede construída com materiais combustíveis. Os ensaios foram ativados manualmente para garantir que o incêndio estivesse totalmente desenvolvido antes da ativação. Os resultados foram: em 30s, as chamas nas juntas da parede lateral foram extintas, a cor da fumaça ficou cinza e, em seguida, gradualmente branca conforme o ensaio prosseguia. O arranjo dos aspersores só conseguia molhar a primeira camada e o lado traseiro da parede lateral (estrutura de madeira), então a temperatura nesses locais caiu de 550℃ para 100℃ em 1min após a ativação dos aspersores, e a temperatura média da camada de fumaça caiu para 270℃.

A utilização de um sistema de aspersão de água não só pode controlar um incêndio no sentido tradicional, como também, em incêndios onde há presença de placas de poliuretano rígido, manter a temperatura no local do incêndio abaixo do nível em que o material do núcleo da placa queimaria.

As principais características ao fogo das placas de poliuretano rígido em ensaios de incêndio de larga escala (com sistemas de aspersão de água instalados) são: limitação da combustão e do envolvimento das placas no incêndio; limitação da área danificada das placas; redução da produção de fumaça.

(5) Placas de isolamento térmico de lã de rocha ou placas de isolamento térmico de lã de rocha de alta densidade.

Essas placas têm densidade normal de 100kg/m³ e são utilizadas principalmente como estruturas de fechamento externo onde a norma de edificações exige resistência ao fogo superior a 30min (isolamento), ou em outros locais com alto risco de incêndio.

Os resultados dos ensaios de desempenho das placas de lã de rocha de alta densidade são tão bons quanto os de produtos de proteção contra incêndio. Como todos os materiais isolantes térmicos, e como todos os sistemas de isolamento térmico, essas placas também podem ser destruídas pelo empenamento do revestimento interno quando expostas ao fogo, e o núcleo da placa precisa ser substituído devido aos efeitos da temperatura.

As principais características ao fogo das placas de isolamento de lã de rocha em ensaios de incêndio de larga escala são: manutenção da estabilidade estrutural; não há alastramento de chama no núcleo da placa; efeito mínimo do material do núcleo da placa sobre o incêndio; manutenção da integridade do material isolante; adesivos e resinas afetados acima de 300℃; perda de aderência próxima à fonte de calor, com danos às placas (empenamento).

(6) Placas de fibra de vidro e lã de rocha.

Foram realizados ensaios comparativos em um sistema de montagem multicomponente padrão composto por uma placa de forro, lã isolante com 86mm de espessura e uma placa protetora externa, e foi avaliado o desempenho de combustão da fibra de vidro (11kg/m³) e da lã de rocha (23kg/m³).

As fibras minerais em si são materiais incombustíveis e não agravam o incêndio. No entanto, os aglutinantes que conectam as fibras e as membranas respiráveis podem queimar e têm efeito limitado sobre o incêndio e a quantidade de fumaça produzida. Ensaios mostraram que essa lã de fibra de baixa densidade sofre contração severa em temperaturas acima de 600℃. Para a lã de vidro, a 850℃ o vidro se contrai a uma espessura de apenas 10mm. A lã de rocha de maior densidade também apresenta danos severos próximo à fonte de fogo, mas a contração é menor e a redução do desempenho de isolamento térmico também é menor.

As principais características ao fogo dos sistemas montados no local de placas de isolamento térmico de fibra de vidro e lã de rocha em ensaios de incêndio de larga escala são: manutenção da estabilidade estrutural; contração do material isolante em temperaturas acima de 500℃; perda do desempenho de isolamento térmico em temperaturas acima de 850℃; efeito mínimo do material do núcleo da placa sobre o incêndio; perda de aderência próxima à fonte de calor, com danos às placas (empenamento).

(7) As condições básicas para a construção e o projeto de salas cirúrgicas limpas derivam precisamente da particularidade de suas funções: ① a exigência de manter um ambiente limpo quase estéril da melhor forma possível; ② a exigência de criar o ambiente mais confortável e propício ao trabalho para a equipe médica. Portanto, geralmente se exige que as paredes sejam paredes livres de poluição e altamente limpas. Tais paredes devem preferencialmente utilizar painéis com propriedades como baixa eletricidade estática que reduz a aderência de poeira, incombustibilidade, cores foscas confortáveis, resistência ao apodrecimento, fácil manutenção, não toxicidade, resistência a impactos e impermeabilidade. A Figura 10.1 mostra uma fotografia de painéis de parede reais de sala cirúrgica feitos dessas placas ignífugas.

Figura 10.1　Sala cirúrgica com painéis de parede de placa ignífuga