Tryskacze suche – instalowanie i eksploatacja

Od wielu lat zajmuję stanowisko, że jeśli stałe urządzenie tryskaczowe zostało wytworzone w oparciu o standard amerykański NFPA 13 Standard for the Installation of Sprinkler Systems [4], to przeglądy okresowe instalacji należy przeprowadzać zgodnie z normą z nim związaną, tj. wg standardu NFPA 25 dotyczącego sprawdzania, badania i konserwacji wodnych systemów ochrony przeciwpożarowej [3]. Ostatnia edycja tej normy pochodzi z 2002 r. W tym roku pojawił się na rynku amerykańskim poradnik omawiający szczegółowo standard NFPA 25 [5].

Poradnik ten zawiera wiele wskazówek dla personelu technicznego (prowadzącego czynności konserwacyjne), zapewniając tym samym utrzymanie technicznych systemów zabezpieczeń przeciwpożarowych na najwyższym poziomie. W stosunku do edycji NFPA 25 z 1999 r., komitet techniczny zaostrzył wymagania odpowiedzialności za utrzymywanie w ciągłej gotowości urządzenie tryskaczowe.

Rozdział 4. poprzedniej edycji standardu wskazywał jasno, że za zgodność ze wszystkimi częściami normy odpowiedzialny jest właściciel budynku. Nowa jego edycja [3] w § 4.1.4. rozszerza zapis o odpowiedzialności: Właściciel lub mieszkaniec muszą bezzwłocznie usunąć lub naprawić braki, uszkodzone części lub niesprawności ujawnione podczas przeprowadzania inspekcji, badania lub konserwacji.

Aneks A (formalnie załącznik A) stanowi, że wyroby wycofane z rynku z powodu wykrytych wad powinny być wymienione lub naprawione. Dodatkowo, punkt 4.1.4.1. głosi, że: Korekty lub naprawy muszą być dokonywane przez wykwalifikowany personel lub przez wykwalifikowanego wykonawcę [3].

Z perspektywy eksperta w zakresie badań kwalifikacyjnych tryskaczy, najistotniejszą zmianą w najnowszej edycji NFPA 25 jest wymaganie okresowego sprawdzania lub nawet wymiany tryskaczy suchych po 10 latach ich eksploatacji w urządzeniu tryskaczowym.

Specyfika tryskaczy suchych

Tryskacze suche, zgodnie z PN-EN 12259 [6], są to tryskacze zaopatrzone w rurę wypełnioną powietrzem z zaworem na jej końcu, uniemożliwiającym przedostanie się wody do rurki przed uruchomieniem tryskacza. Tryskacze suche powinny mieć otwór odwadniający w gnieździe, który umożliwia usunięcie wody przeciekającej przez uszczelnienie wlotowe.

Typowy wlot i wylot tryskacza suchego w przekroju przedstawia rys. 1. Tryskacze suche stosowane są w celu zapewnienia ochrony tryskaczowej w nieogrzewanych przestrzeniach bądź np. w chłodniach, gdzie mogą być wystawione na działanie drastycznie niskich temperatur. W zależności od pozycji montażowej również te tryskacze dzielimy na stojące, wiszące oraz przyścienne.

Zakres stosowania

Tryskacze suche stosowane są w dwóch omówionych poniżej systemach: powietrznym i wodnym. Instalacja tryskaczowa powietrzna potocznie nazywana jest instalacją suchą.

Instalacje powietrzne przeznaczone są do zabezpieczenia przestrzeni, w których występuje ryzyko zamarznięcia lub wyparowania wody. Najczęściej w systemach powietrznych instalowane są tryskacze stojące. Dodatkowo wymagany jest odpowiedni spadek przewodów rurowych w celu odwodnienia instalacji po jej zadziałaniu.

Rozwiązanie takie pozwala na łatwe usunięcie wody, która wykropliła się w rurach, jak również tej, która znalazła się w rurociągu po zadziałaniu zaworu kontrolno-alarmowego powietrznego podczas pożaru bądź po rutynowych testach sprawdzających system.

Zastosowanie standardowych tryskaczy wiszących wiąże się z niebezpieczeństwem pozostania wody w otworze wlotowym, a w konsekwencji jej zamarznięciem i mechanicznym uszkodzeniem tryskaczy.

Dlatego też, aby zapobiec gromadzeniu się wody i jej zamarzaniu w rurze opadowej tryskacza instalowanego w systemie powietrznym oraz aby wyeliminować konieczność odwadniania odejścia (przewodu opadowego) na tryskacz, a nawet usuwania tryskaczy zainstalowanych w pozycji wiszącej po wyzwoleniu zaworu kontrolno- alarmowego powietrznego, w instalacjach tych stosuje się tryskacze suche.

Instalacje tryskaczowe wodne wykonywane są w obszarze ogrzewanym. Prowadzone są przewody rurowe nawodnione i stosowane są tryskacze standardowe wiszące lub stojące. Tryskacze suche stosowane są w miejscach narażonych na działanie niskich temperatur. Obszary te obejmują m.in. rampy rozładunkowe, poddasza, chłodnie.

Przyczyny niewłaściwego działania tryskaczy suchych

Jedną ze spotykanych awarii instalacji jest gromadzenie się lodu wewnątrz tryskaczy suchych. Zjawisko to zostało zaobserwowane w niektórych starszych modelach. Może ono wywoływać mechaniczne uszkodzenia tryskaczy lub spowodować jego niewłaściwe zadziałanie. Lód formuje się w tryskaczu wskutek zaistnienia jednej z poniższych sytuacji:

• przeciekanie wody przez zespół uszczelnienia wlotowego: woda przedostaje się do tryskacza suchego poprzez uszczelnienie wlotowe – nieprawidłowo wykonane bądź zainstalowane tryskacze – i spływa w dół wewnątrz rury opadowej tryskacza suchego, znajdującego się częściowo w chłodni, zamarzając w kontakcie z zimniejszym powietrzem i metalowymi częściami tryskacza,

• wymiana powietrza w tryskaczu, charakterystyczna podczas zastosowania urządzeń tryskaczowych w chłodni; zjawisko to zachodzi wskutek przenikania ciepłego wilgotnego powietrza z przestrzeni ogrzewanej do tryskacza suchego poprzez każdy (jakikolwiek) otwór znajdujący się na wlocie przewodu opadowego; ciepłe wilgotne powietrze – podczas przepływu przez tryskacz suchy z jego części znajdującej się w przestrzeni ogrzewanej do części znajdującej się w chłodni – skrapla się wewnątrz rury opadowej wskutek ochładzania; zjawisko przepływu powietrza przez tryskacz suchy wywoływany jest różnicą ciśnień pomiędzy obszarami powyżej i wewnątrz chłodni; różnica ciśnień może powstać np. podczas otwierania i zamykania drzwi do małych pomieszczeń, w których panuje niższa temperatura; cykle zamrażania i podwyższania temperatury w chłodni, występują zazwyczaj kilka razy dziennie, mogą więc również wywołać różnicę ciśnień wystarczającą do zaistnienia omawianego zjawiska; przypadek ten nie dotyczy instalacji tryskaczowych powietrznych zabezpieczających przestrzenie otwarte, takie jak parkingi samochodowe (brak różnicy ciśnień).

Nagromadzenie się lodu wewnątrz tryskacza suchego może być rozpoznane przy pomocy prostego testu wykonywanego podczas regularnych kontroli instalacji w ramach przeglądu konserwacyjnego. W tym celu można wykorzystać cienki drucik, ostrożnie wkładając go poprzez otwór odwadniający, jak pokazano na rys. 5.

Jeżeli podczas wykonywania tej czynności sprawdzający napotka na opór, to jest wysoce prawdopodobne, że wewnątrz uformował się korek lodowy i powinna nastąpić natychmiastowa wymiana tryskacza.

Producenci tryskaczy suchych, aby wyeliminować wymianę powietrza oraz potencjalne przeciekanie, uszczelnili wszystkie miejsca podatne na wymianę powietrza, eliminując w ten sposób możliwość oblodzenia, jednakże otwór odwadniający jest wciąż wymagany w celu ułatwienia identyfikacji przeciekania wody przez gniazdo uszczelniające tryskacz.

Drugim typem awarii instalacji tryskaczowych jest rozwój lodu w instalacji nawodnionej spowodowany zjawiskiem przewodzenia. Przewodzenie jest procesem polegającym na przenoszeniu niższej temperatury panującej wokół tryskacza, poprzez metalowe komponenty rurowe tryskacza suchego, do wypełnionego wodą trójnika (kształtki). Zjawisko to dotyczy tylko instalacji wodnej zasilającej tryskacze suche wystawione na działanie niskich temperatur.

Zjawisko przewodzenia niskich temperatur może doprowadzić do zamarznięcia wody powyżej otworu wlotowego tryskacza suchego, co powoduje nawarstwianie się lodowego czopa. Korki lodowe nad wlotem tryskacza suchego wywołują nadmierne ciśnienie na gniazdo tryskacza, jak również na kształtkę, do której tryskacz jest przyłączony.

Niektóre z nich są na tyle silne, wywołać uszkodzenia mechaniczne uszczelnienia wlotowego tryskacza suchego, a w niektórych przypadkach spowodować mogą zadziałanie instalacji. W konsekwencji, uszkodzenie uszczelnienia może również doprowadzić do wewnętrznego oblodzenia tryskacza, co zostało omówione wcześniej.

Czopy lodowe mogą również oddziaływać negatywnie na wydajność tryskacza (pomniejszenie współczynnika przelotowości K) w przypadku powstania pożaru, zarówno w tryskaczu suchym,jak również w każdym następnym tryskaczu– zgodnie z kierunkiem przepływu wody – znajdującym się w przestrzeni ogrzewanej, który może zostać zaczopowany.

Aby zapobiec tego typu zjawiskom, należy zwrócić uwagę na dobór odpowiedniej długości rury opadowej. Minimalne odległości powinny być zaprojektowane i utrzymywane pomiędzy barierą (zazwyczaj strop, bądź ściana wydzielająca pomieszczenie o niższej temperaturze) a przyłączem do instalacji tryskaczowej nawodnionej, w celu niedopuszczenia do zamarznięcia wody z powodu przewodnictwa niskiej temperatury do instalacji tryskaczowej wodnej.

Z tego powodu konieczne jest postępowanie zgodnie z wytycznymi producentów tryskaczy suchych, dotyczącymi minimalnych odległości rur opadowych tryskaczy w zależności od występującej minimalnej temperatury. W przypadku braku takich informacji w kartach katalogowych producentów, instalator może skorzystać z amerykańskich wytycznych Factory Mutual (FM).

Innym rodzajem zakłóceń pracy instalacji tryskaczowej suchej są zakłócenia wypływu wody przez uszczelnienie otworu wlotowego. Obszerne analizy przeprowadzone przez producentów tryskaczy, dotyczące natężenia przepływu tryskaczy suchych wskazały również na niedociągnięcia w protokole inspekcji wzrokowych tryskaczy suchych prowadzonych w ramach okresowej konserwacji systemów.

Na jego bazie nie można zidentyfikować zakłóceń wypływu wody z tryskaczy, ze względu na brak możliwości obserwacji elementów wewnętrznych (części pracujących). 

W rezultacie, tryskacz suchy zdemontowany z instalacji, a następnie testowany np. zgodnie z normą PN-EN 12259 [6] może nie spełniać wymagań w zakresie wartości współczynnika K. Oznacza to, że uszczelnienie wlotowe nie zadziałało poprawnie w sposób przewidziany dla danej konstrukcji tryskacza, nastąpiło zakłócenie wypływu wody, a tym samym zredukowanie wartości współczynnika K i w konsekwencji nie zachowanie minimalnej intensywności zraszania dla której przeprowadzono obliczenia hydrauliczne.

Literatura

1. Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (DzU z 2002 r. Nr 147, poz. 1229 z późn. zm.).

2. 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).

3. NFPA 25 – Standard for the Inspection, Testing, and Maintenance of Water-Based Fire Protection Systems, 2002 Edition.

4. NFPA 13 – Standard for the Installation of Sprinkler Systems, 2007 Edition.

5. David R. Hague, P.E., NFPA 25, Water-Based Fire Protection Systems Handbook, 2008 Edition.

6. PN-EN 12259-1:1999+A1:2001/A2:2004 Stałe urządzenia gaśnicze. Podzespoły urządzeń tryskaczowych i zraszaczowych. Część 1: Tryskacze.

7. James Golinveaux – A Technical Analysis: Variables That Affect The Performance Of Dry Pipe Systems, 2002.

8. James Golinveaux – A Technical Analysis: The Use and Maintenance of Dry Type Sprinklers, 2002.

9. Edward K. Budnick – Automatic sprinkler system reliability, FPE Winter 2001.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!