Análise numérica térmica da alvenaria estrutural em situação de incêndio: isolamento térmico entre ambientes

Abstract

Resumo A segurança das edificações contra incêndios é um dos requisitos a serem considerados no dimensionamento estrutural, uma vez que o aumento da temperatura causa a redução das propriedades mecânicasdos materiais. No entanto, as normas brasileiras atuais voltadas à alvenaria estrutural não contemplam a ação térmica, sendo necessária a consulta a normas estrangeiras, cujos parâmetros são definidos conforme os materiais utilizados em seus países. Nesse sentido, o presente trabalho objetiva analisar numericamente o isolamento térmico de paredes de alvenaria estrutural de blocos de concreto com base em comparações com resultados experimentais apresentados em Dupim (2019). Como estratégia, foram calibradas as propriedades térmicas dos materiais de acordo com os limites propostos pelo Eurocode e inseridas curvas de evolução de temperatura nas faces externas e internas dos blocos. Os modelos numéricos desenvolvidos permitem obter resultados de evolução de temperatura ao longo da seção transversal, tendo apresentado boa correlação com os resultados experimentais. Considerando paredes com 14 cm de espessura, o tempo de resistência ao fogo quanto ao critério de isolamento térmico entre ambientes resultou igual a 60 min, valor próximo dos 62 min obtido experimentalmente.Abstract Fire situations must be considered in structural design to minimize risks to the safety of buildings, since high temperatures ultimately result in the decrease of the mechanical properties of building materials and lead to the spread of flames to adjacent rooms. However, Brazilian standards do not provide design procedures for evaluating structural masonry at high temperatures, therefore engineers usually apply foreign standards, which are based on the thermal properties of the materials used in their countries. This study aims to evaluate the thermal behaviour of concrete masonry walls in fire situations by means of numerical analysis, taking the experimental results presented in Dupim (2019) as reference. The thermal properties of the materials in the numerical model were calibrated according to the Eurocode, and temperature increases on the masonry surfaces were simulated by using temperature-time curves obtained in experimental tests. The numerical results are in good agreement with the experimental measurements, which were carried out at various points in the masonry cross section, with maximum temperature differences below 10%. The fire resistance of a 14 cm-thick masonry wall, according to the thermal insulation criterion, was equal to 60 min in the numerical analysis, which is close to the experimental result of 62 min taken as reference.