Urządzenia tryskaczowe

Obiekty, które muszą być wyposażone w stałe urządzenia gaśnicze, określa rozporządzenie w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [1]. Projektowanie, wykonanie i eksploatacja urządzeń tryskaczowych w Polsce odbywa się głównie w oparciu o wytyczne niemieckie VdS CEA 4001 [2], amerykańskie NFPA 13 [3] (wraz z dodatkowymi wymaganiami FM, jeżeli obiekt jest ubezpieczany przez amerykańskie towarzystwo ubezpieczeniowe Factory Mutual Insurance Company) lub polską normę PN-EN 12845 [4].

Urządzenie tryskaczowe powinno być w całości zaprojektowane, wykonane i użytkowane zgodnie z jednym wybranym standardem. Nie należy dokonywać kombinacji rozwiązań projektowych z różnych standardów, ponieważ występują dość znaczne różnice pomiędzy standardami zarówno w odniesieniu do źródeł wody, jak i parametrów chronionych przestrzeni.

Podstawą do zaprojektowania urządzenia tryskaczowego jest zakwalifikowanie do odpowiedniej klasy zagrożenia pożarowego w zależności od rodzaju i wielkości chronionych przestrzeni oraz rodzaju chronionych materiałów i sposobu ich magazynowania. Należy zwrócić uwagę również na rodzaj opakowań, w których są przechowywane materiały. Często zdarza się, że palność opakowań jest wyższa niż palność materiału w nim przechowywanego.

Klasy zagrożenia pożarowego są określane symbolami: LH - dla małego zagrożenia pożarowego, OH - dla średniego zagrożenia pożarowego, HHP - dla dużego zagrożenia w przestrzeniach produkcyjnych oraz HHS - dla dużego zagrożenia w przestrzeniach, w których są składowane materiały. W ramach klasyfikacji urządzenia tryskaczowego do zagrożenia pożarowego są ustalane główne parametry hydrauliczne, jak intensywność zraszania, powierzchnia działania oraz czas działania urządzenia.

Na podstawie klasy zagrożenia pożarowego oraz rodzaju i wielkości urządzenia tryskaczowego można dokonać doboru źródła środka gaśniczego - wody. Ilość wody potrzebnej do gaszenia określana jest na podstawie obliczeń hydraulicznych sieci przewodów i tryskaczy.

Rodzaje urządzeń tryskaczowych

Podstawowymi elementami urządzenia tryskaczowego są:

• źródło wody – pompy w połączeniu ze zbiornikami zapasu wody jako źródła niewyczerpywalne oraz zbiorniki hydroforowe jako źródła wyczerpywane,
• stanowisko zaworu kontrolno-alarmowego,
• przewody rozdzielcze,
• przewody rozprowadzające z zamontowanymi tryskaczami.

W zależności od chronionych przestrzeni mogą być zastosowane różne rodzaje urządzeń tryskaczowych:

• wodne, stale wypełnione wodą pod ciśnieniem, zalecane do ochrony przestrzeni o dodatniej temperaturze otoczenia nieprzekraczającej 95°C,
• powietrzne, przed zaworem kontrolno-alarmowym stale wypełnione wodą pod ciśnieniem oraz za zaworem kontrolno-alarmowym normalnie (z wyjątkiem sytuacji zadziałania urządzenia tryskaczowego) wypełnione powietrzem, stosowane do ochrony przestrzeni o ujemnej temperaturze otoczenia lub przekraczającej 95°C,
• wodno-powietrzne (mieszane), posiadające zawór kontrolno-alarmowy wodno-powietrzny lub kombinację zaworu kontrolno-alarmowego wodnego i powietrznego, podczas zimy działające jako urządzenie powietrzne, a w pozostałych porach roku jako wodne,
• wstępnie sterowane typu A, uruchamiane z systemu sygnalizacji pożarowej, a nie wskutek otwarcia się tryskaczy, stosowane do ochrony przestrzeni, w których przypadkowy wypływ wody mógłby spowodować duże straty,
• wstępnie sterowane typu B, uruchamiane wskutek otwarcia się tryskaczy lub systemu sygnalizacji pożarowej (w zależności od tego, która sytuacja wystąpi wcześniej), stosowane do ochrony przestrzeni narażonych na szybki rozwój pożaru i wymagających urządzenia powietrznego,
• tandemowe powietrzne oraz wodno-powietrzne, stosowane do ochrony niewielkich przestrzeni o ujemnej temperaturze otoczenia lub przekraczającej 95°C, stanowiących rozbudowę przestrzeni chronionych urządzeniem tryskaczowym wodnym.

Najczęściej stosowane są urządzenia tryskaczowe wodne i powietrzne

Chronione urządzeniem tryskaczowym obiekty wielokondygnacyjne lub o dużej powierzchni są dzielone na sekcje tryskaczowe, obsługiwane przez oddzielne zawory kontrolno-alarmowe. W ramach jednej sekcji można wydzielić strefy działania instalacji tryskaczowej wyposażone we wskaźniki przepływu, które sygnalizują przepływ wody w przewodach instalacji w tej strefie. Jest to rozwiązanie korzystne z punktu widzenia użytkownika instalacji, ponieważ w przypadku ewentualnego pożaru lub awarii możliwe jest szybsze i dokładniejsze zlokalizowanie miejsca wypływu wody.

Lokalizacja tryskaczy

Elementami urządzenia tryskaczowego, które umożliwiają wypływ odpowiednio ukształtowanego strumienia wody do gaszenia i określonej wielkości kropel, są tryskacze. Posiadają one termiczne zamki zamykające wylot z dyszy (topikowe lub ampułkowe), które wypadają przy temperaturze otoczenia przekraczającej wartość temperatury otwarcia tryskacza. Istotne jest właściwe dobranie rodzaju tryskaczy do rodzaju chronionych przestrzeni i magazynowanych w nich materiałów oraz prawidłowe usytuowanie tryskaczy z uwzględnieniem wszystkich innych instalacji i przeszkód.

Kryterium doboru rodzaju tryskaczy powinno się opierać przede wszystkim na określeniu potrzebnej temperatury otwarcia, która musi być wyższa o co najmniej 30°C od temperatury otoczenia oraz czułości tryskacza. W odniesieniu do temperatury otwarcia, tryskacze są zwykle produkowane w zakresie od 57°C do nawet 260°C. Dla odróżnienia tryskaczy z zamkami ampułkowymi zróżnicowano kolory ampułek w zależności od temperatury otwarcia. Czułość tryskaczy jest określana współczynnikiem RTI i w zależności od jego wartości mówimy o tryskaczach szybkiego reagowania, specjalnego reagowania lub normalnego reagowania (standard).

Do tryskaczy woda jest doprowadzana ze źródła za pomocą systemu przewodów rozprowadzających i rozdzielczych, które mogą być mocowane wyłącznie do konstrukcji budynku. Dopuszcza się mocowanie przewodów o średnicach maks. 50 mm do blachy trapezowej dachu. Obejmy podwieszeń dla rurociągów prowadzonych poziomo umożliwiają ruch wzdłużny i poprzeczny, co ma znaczenie w przypadku rozszerzalności termicznej przy zmiennych temperaturach otoczenia.

Poniżej przestawiono przykłady lokalizacji tryskaczy.

Urządzenia tryskaczowe są uruchamiane automatycznie wskutek spadku ciśnienia w przewodach za zaworem kontrolno-alarmowym, co następuje w przypadku podwyższenia temperatury w otoczeniu tryskaczy ponad wartość temperatury ich otwarcia. Dlatego też bardzo ważne jest wykonywanie okresowych przeglądów wszystkich elementów urządzenia tryskaczowego oraz właściwa konserwacja, aby wyeliminować przypadkowe uruchomienie, np. poprzez nieszczelności przewodów.

Warto też zwrócić uwagę na właściwe zaprojektowanie i wykonanie systemów przesyłania sygnałów alarmowych z łączników ciśnienia na zaworach kontrolno-alarmowych i wskaźników przepływu wody oraz sygnałów o zakłóceniach z zaworów i zasuw odcinających, zamontowanych na przewodach urządzenia tryskaczowego, doprowadzających wodę ze źródła do tryskaczy.

Każda sekcja urządzenia, w najniekorzystniejszym hydraulicznie miejscu, powinna być wyposażona w armaturę testowo-odwadniającą, przy pomocy której można przeprowadzić kontrolę działania sygnałów alarmowych w warunkach zbliżonych do sytuacji pożarowej. Prawidłowo działające systemy alarmowania i przesyłania sygnałów o zakłóceniach ułatwią utrzymanie urządzenia tryskaczowego w stałej gotowości do zadziałania, a także pozwolą na szybsze i bardziej precyzyjne zlokalizowanie ewentualnego pożaru lub awarii w urządzeniu tryskaczowym.

Przykładowy projekt instalacjiPoniżej przedstawiono rozwiązania projektowe dla jednokondygnacyjnego obiektu o przeznaczeniu handlowo-magazynowym, wyposażonego w urządzenie tryskaczowe zaprojektowane według wytycznych VdS. Budynek posiada łączną powierzchnię użytkową ok. 4200 m², kubaturę ok. 26 000 m³ i maksymalną wysokość 6,0 m.

Główną powierzchnię obiektu zajmują sala sprzedaży, powierzchnie magazynowe oraz galeria sklepów z powierzchniami przeznaczonymi pod wynajem. Pozostała powierzchnia budynku przeznaczona jest dla pomieszczeń biurowych, zaplecza socjalnego oraz komunikacji. Ściany zewnętrzne budynku wykonane są z żelbetu, ściany wewnętrzne z płyt gipsowo-kartonowych i murowane. Dach budynku wykonano z blachy trapezowej. Budynek stanowi jedną strefę pożarową.

Rodzaj i ilość zaprojektowanych tryskaczy:

• instalacja nawodniona: pod stropem z blachy trapezowej: stojące, 1/2", 68°C – 401 szt. oraz wiszące, 1/2", 68°C – 11 szt., pod stropem podwieszonym: wiszące, 1/2", 68°C – 113 szt., w pomieszczeniach chłodni: wiszące suche, 68°C – 14 szt.,
• instalacja powietrzna: stojące, 1/2", 68°C – 17 szt.

Dla urządzenia tryskaczowego przyjęto jedno niewyczerpywalne oraz jedno wyczerpywalne źródło wody. Źródłem niewyczerpywalnym jest podziemny zbiornik wody zlokalizowany w pobliżu centrali tryskaczowej. Zbiornik wykonany jest jako wylewany żelbetowy.

Woda do zbiornika jest doprowadzana z wodociągu, a jej przepływ regulowany za pomocą dwóch zaworów pływakowych zlokalizowanych w zbiorniku. Sygnalizacja przekroczenia maksymalnego oraz minimalnego poziomu wody (odpowiadającego 90% całkowitej pojemności użytkowej zbiornika) następuje poprzez elektroniczny sygnalizator poziomu wody umieszczony w zbiorniku.

Zbiornik jest wyposażony w przewód przelewowy, odprowadzony do instalacji kanalizacyjnej poprzez studzienkę pośrednią (przelewową). Opróżnianie zbiornika odbywa się za pomocą pompy głównej poprzez przewód obejściowy zaworu zwrotnego i przewód nasad pożarowych. Dla zapewnienia wymaganego wydatku i odpowiedniego ciśnienia dla instalacji tryskaczowej zaprojektowano zatapialną pompę firmy KSB typu UPA. Do okresowej kontroli parametrów pompy (wydajności i wysokości podnoszenia) przewidziano przewód testowy z urządzeniem pomiarowym przepływu.

Jako wyczerpywalne źródło wody zaprojektowano zbiornik hydroforowy zlokalizowany w pomieszczeniu centrali pożarowej. Zbiornik jest wyposażony we wskaźnik i regulację napełnienia wodą oraz monitoring stanu mediów w zbiorniku (ciśnienie powietrza i poziom wody). Woda do zbiornika hydroforowego doprowadzana jest z wodociągu poprzez zbiornik pośredni za pomocą pompy uzupełniającej. Dopływ wody do zbiornika pośredniego regulowany jest zaworem pływakowym.

Powietrze w zbiorniku jest uzupełniane przez sprężarkę ze zbiornikiem powietrza. Każda z pomp posiada własną szafę sterowniczą. Pompa tryskaczowa w zbiorniku jest uruchamiana automatycznie przez dwa łączniki ciśnieniowe pracujące równolegle (możliwe jest także ręczne włączanie) oraz wyłączana tylko ręcznie.

Pompa ładująca zbiornik hydroforowy jest włączana i wyłączana automatycznie przy pomocy wskaźnika napełnienia zbiornika. Posiada ona również możliwość ręcznego włączania i wyłączania.

W centrali tryskaczowej zaprojektowano ponadto rozdzielacz z zamontowanymi zaworami kontrolno-alarmowymi: wodnym i powietrznym oraz przewodem z dwiema nasadami pożarowymi dla straży pożarnej do ewentualnego zasilania instalacji tryskaczowej z motopomp strażackich. Nasady pożarowe umieszczono na zewnętrznej ścianie budynku.

Wszystkie zasuwy i zawory odcinające zlokalizowane na przewodach doprowadzających wodę do instalacji tryskaczowej oraz na przewodzie sprawdzającym i zasilającym zbiorniki są wyposażone w wyłączniki krańcowe, sygnalizujące niewłaściwe położenie armatury odcinającej (zamknięta/ otwarta). Do alarmowania o powstaniu pożaru za pomocą sygnalizacji akustycznej zamontowano dzwon alarmowy na ścianie zewnętrznej budynku.

Przewody instalacji tryskaczowej wodnej wykonano z rur stalowych czarnych, łączonych za pomocą kształtek gwintowanych przez spawanie i kołnierzy. Przewody instalacji tryskaczowej powietrznej wykonano z rur stalowych ocynkowanych łączonych za pomocą kształtek gwintowanych, łączników GRUVLOK i kołnierzy.

Zasięgiem instalacji tryskaczowej objęto cały budynek z wyjątkiem pomieszczeń elektrotechnicznych i rozdzielni elektrycznych.

Zaprojektowano dwie sekcje instalacji tryskaczowej: sekcja wodna obejmująca pomieszczenia i przestrzenie zlokalizowane wewnątrz budynku oraz sekcja powietrzna obejmująca przestrzenie na zewnątrz budynku (narażone na działanie ujemnych temperatur).

Zastosowano tryskacze stojące i wiszące. Pomieszczenia wyposażone w stropy podwieszone posiadają tryskacze wiszące zlokalizowane bezpośrednio pod tym stropem oraz tryskacze stojące pod dachem chroniące przestrzenie ponad stropem podwieszonym. Dla pomieszczeń bez stropów podwieszonych przewidziano tryskacze stojące umieszczone pod dachem.

W pomieszczeniach chłodni zaprojektowano specjalne tryskacze suche montowane na przewodach instalacji nawodnionej. Wysokość składowania materiałów w magazynie umożliwia zastosowanie tylko jednego poziomu instalacji tryskaczowej – podstropowej, nie ma konieczności stosowania poziomów pośrednich.Na końcach przewodów instalacji zaprojektowano przyłącza wyposażone w zawory do okresowego płukania instalacji.

W najniekorzystniejszym punkcie instalacji w każdej sekcji przewidziano zawór testowo odwadniający z wyprowadzonym odpływem na zewnątrz budynku, do okresowego testowania poprawności działania instalacji zarówno od strony hydraulicznej, jak i przesyłania alarmów do systemu sygnalizacji pożaru.Wszystkie zawory zlokalizowane w miejscach ogólnodostępnych są zaślepione korkami w celu uniemożliwienia poboru wody z instalacji tryskaczowej do celów innych niż gaszenie pożaru.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU nr 80, poz. 563).
2. Wytyczne niemieckie VdS CEA 4001 „Richtlinien für Sprinkleranlagen. Planung und Einbau“.
3. Wytyczne amerykańskie NFPA 13 „Installation of Sprinkler Systems“.
4. PN-EN 12845 Stałe urządzenia gaśnicze. Automatyczne urządzenia tryskaczowe. Projektowanie, instalowanie i konserwacja.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!