Una rassegna dei principali componenti dei sistemi antincendio sprinkler domestici
I sistemi antincendio sprinkler residenziali hanno una serie di componenti, e la complessità di una determinata configurazione dipende da diversi fattori, tra cui se il sistema è autonomo o multiuso; la fornitura d’acqua agli sprinkler e se questa fornisce naturalmente una pressione sufficiente; le tubature utilizzate; e qualsiasi requisito del vostro governo locale o statale.
Nella prima parte della nostra serie sull’installazione degli sprinkler domestici, abbiamo introdotto come funzionano questi sistemi, spiegato i due principali tipi di sistemi domestici e fornito indicazioni su come trovare un appaltatore qualificato per l’installazione. In questo pezzo, cominceremo a rivedere i componenti principali degli sprinkler antincendio residenziali, comprese le considerazioni speciali che i proprietari di casa dovrebbero essere consapevoli quando si installa un sistema.
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Fonti d’acqua diverse usano componenti diversi
La National Fire Protection Association (NFPA) ha dato priorità al salvataggio di vite umane rispetto alla proprietà quando ha creato il suo standard di progettazione e installazione: NFPA 13D: Standard per l’installazione di sistemi sprinkler in abitazioni mono e bifamiliari e case costruite. Per dare agli occupanti il tempo di fuggire da un incendio, la NFPA stabilisce che gli sprinkler nella maggior parte delle case devono avere una fornitura d’acqua sufficiente a fornire almeno 10 minuti di copertura alla pressione e al flusso richiesti. C’è un’eccezione per le residenze ad un piano sotto i 2.000 piedi quadrati, che hanno bisogno solo di acqua sufficiente per 7 minuti di funzionamento:
Dall’edizione 2016 della NFPA 13D
6.1.1 Ogni impianto sprinkler automatico deve avere almeno una fornitura d’acqua automatica.
6.1.2 Quando l’acqua immagazzinata è usata come unica fonte di fornitura, la quantità minima deve essere uguale al tasso di richiesta d’acqua per 10 minuti, a meno che non sia consentito diversamente da 6.1.3. 6.1.3 Quando l’acqua immagazzinata è usata come unica fonte di approvvigionamento, la quantità minima deve essere uguale alla richiesta di acqua di due sprinkler per 7 minuti se le unità abitative soddisfano i seguenti criteri:
(1) Un piano in altezza
(2) Meno di 2000 ft2 (186 m2) di superficie
NFPA delinea anche cinque potenziali fonti di acqua per un sistema residenziale, ma le scelte di solito si riducono a tre categorie principali: la fornitura di acqua comunale, un pozzo, o un qualche tipo di serbatoio che conserva esclusivamente acqua per il sistema sprinkler.
Dall’edizione 2016 della NFPA 13D
Le seguenti fonti di approvvigionamento idrico sono considerate accettabili da questo standard:
(1) Una connessione a un sistema affidabile di acquedotto con o senza una pompa azionata automaticamente
(2) Un serbatoio elevato
(3) Un serbatoio a pressione progettato secondo gli standard dell’American Society of Mechanical Engineers (ASME) per un contenitore a pressione con una fonte di pressione affidabile
(4) Una fonte di acqua immagazzinata con una automatica
(5) Un pozzo con una pompa di capacità e pressione sufficienti a soddisfare la domanda del sistema sprinkler
Una delle prime cose che un installatore farà quando valuterà una residenza esistente o un nuovo sito è controllare la pressione dell’acqua della città (se c’è), poiché questa è l’opzione predefinita per alimentare un sistema antincendio a sprinkler. Ciò può comportare semplicemente il posizionamento di un manometro su un’uscita del tubo e l’accensione. Se la rete idrica non fornisce una pressione sufficiente (circa 100 psi è un numero molto sicuro), l’appaltatore dovrà cercare opzioni alternative, sia che si tratti di aggiungere una pompa per aumentare la pressione dell’acqua della città o di usare un serbatoio elevato, un serbatoio a pressione o un serbatoio standard con una pompa.
Un esempio di installazione di un impianto antincendio a pioggia residenziale. (Fonte dell’immagine)
I serbatoi sopraelevati usano la gravità per spostare l’acqua e sono molto rari nei sistemi residenziali. I serbatoi a pressione utilizzano una fonte di gas pressurizzato (come l’azoto) per soddisfare i requisiti di flusso e possono essere un’opzione in un ambiente con una rete elettrica inaffidabile. La maggior parte dei serbatoi utilizza una pompa elettrica per spostare l’acqua. Mentre la dimensione esatta del serbatoio varia a seconda delle dimensioni di una casa e dei suoi requisiti di flusso, “la maggior parte dei sistemi di acqua immagazzinata avrà bisogno di meno di 300 gal (1136 L) di acqua immagazzinata per soddisfare la domanda di 10 minuti.”
Se un serbatoio è necessario, questo significa tipicamente che il proprietario di casa installerà un sistema autonomo piuttosto che un sistema multiuso. Le case che sono servite solo da pozzi probabilmente useranno quella fonte d’acqua con l’aiuto di una pompa, e i sistemi di pozzi con pressione sufficiente potrebbero servire sia sistemi multiuso che autonomi. È anche possibile usare un serbatoio separato se la casa è servita da un pozzo.
Quando l’acqua della città è la fonte, i regolamenti locali spesso richiedono un contatore d’acqua per misurare l’uso dell’acqua più un dispositivo antiriflusso, che è una valvola unidirezionale che impedisce all’acqua stagnante nel sistema di irrigazione di farsi strada di nuovo nella fornitura di acqua potabile. Purtroppo, ognuna di queste parti aggiuntive aggiunge attrito che riduce la pressione disponibile nel sistema. Quindi, un appaltatore di impianti antincendio a sprinkler deve installare rubinetti e contatori d’acqua più grandi (di almeno 1″) per minimizzare questo impatto, e tenere conto della presenza di questi dispositivi nei calcoli idraulici per il sistema.
Inoltre, “alcune aziende idriche insistono su rubinetti e tubi di alimentazione separati dalla rete idrica all’unità abitativa per i sistemi antincendio a sprinkler… a causa della preoccupazione di interrompere la fornitura di acqua per il mancato pagamento delle bollette e il desiderio di non interrompere la protezione antincendio se questo dovesse accadere”. Controllate i vostri requisiti locali.
NFPA scoraggia fortemente i governi dal richiedere linee di alimentazione separate. L’organizzazione cita i potenziali problemi di salute e di sicurezza legati all’interruzione di qualsiasi fornitura d’acqua – che serva uno sprinkler antincendio o un normale impianto idraulico – oltre al fatto che le linee di alimentazione separate aumentano notevolmente il costo delle installazioni sprinkler.
Assicuratevi di seguire il codice NFPA e le linee guida locali quando usate una pompa antincendio a domicilio.
Preoccupazioni particolari per le pompe antincendio a domicilio
L’aggiunta di una pompa aggiunge complessità al sistema. La NFPA delinea diversi requisiti quando viene utilizzata una pompa che pressurizza solo la fornitura di acqua per gli sprinkler:
Dall’edizione 2016 della NFPA 13D
(1) Una connessione di prova deve essere fornita a valle della pompa che crea un flusso di acqua pari al più piccolo fattore K dello sprinkler del sistema.
(2) I motori delle pompe che utilizzano la corrente alternata devono essere classificati per 240 V e cablati in conformità con il NEC (NFPA 70).
(3) Qualsiasi mezzo di scollegamento per la pompa deve essere approvato.
(4) La pompa deve essere situata a non meno di 1,5 pollici dal pavimento.
Un collegamento di prova è una presa (come un rubinetto del tubo da giardino) che permette al proprietario di casa di verificare se l’acqua scorre al sistema sprinkler, così come testare un allarme di flusso d’acqua, se presente. Simula il flusso a una singola testa di irrigatore, e “il più piccolo fattore K dell’irrigatore” significa essenzialmente “il più piccolo tasso di scarico per un irrigatore.”
Avere un collegamento di prova è specificato nei requisiti della pompa perché sostanzialmente verifica che la pompa stia facendo il suo lavoro. Se una pompa viene utilizzata insieme a un serbatoio in un sistema autonomo, il collegamento di prova dovrebbe idealmente essere progettato per restituire l’acqua di prova al serbatoio, in modo che rimanga pieno.
Secondo la NFPA, il requisito 240-V è in atto perché “l’esperienza ha dimostrato che le pompe classificate 240-V riducono la probabilità che la pompa assorba un amperaggio in eccesso, che può provocare l’intervento degli interruttori associati nel pannello elettrico e causare il mancato funzionamento della pompa”. Questo requisito elettrico si applica in realtà a tutte le pompe, non solo a quelle utilizzate nei sistemi autonomi.
E mantenere la pompa a 1,5″ dal pavimento ha semplicemente lo scopo di assicurarsi che l’acqua stagnante non possa cortocircuitare o altrimenti interferire con la pompa. Ci sono una varietà di produttori che fanno pompe relativamente poco costose che soddisfano questi standard.
Testine sprinkler nei sistemi sprinkler residenziali
Le principali classificazioni di testine sprinkler per incendi domestici regolano dove le testine sono posizionate e come funzionano: pendente, verticale e a parete. All’interno di queste categorie, uno sprinkler può essere nascosto o esposto, e avere una classificazione di temperatura ordinaria o intermedia.
Ci sono altre variazioni di testine sprinkler, come gli sprinkler che sono richiesti per sistemi “a secco” o altre varietà per luoghi speciali come saune, stanze di vapore e armadi meccanici – ma la stragrande maggioranza dei sistemi sprinkler antincendio residenziali sono “bagnati” (l’acqua è sempre nel tubo) e quelle aree speciali spesso non richiedono la copertura sprinkler.
I tipi essenziali di sprinkler domestici:
Una tipica testina sprinkler pendente. Sono installate nei soffitti e utilizzano un defettore che spruzza l’acqua verso il basso in un modello circolare.
Una testina sprinkler verticale che potrebbe essere usata in un’applicazione residenziale.
Le testine sprinkler verticali si trovano in posizione verticale rispetto al tubo di alimentazione. Questi sono più spesso visti in applicazioni commerciali, anche se possono essere installati in una casa; sono “utilizzati soprattutto in luoghi dove gli ostacoli possono bloccare il getto d’acqua durante un incendio, e la loro altezza permette di puntare l’acqua intorno a possibili ostacoli”. Possono anche fornire copertura in spazi dove non c’è posto per far passare il tubo su per le pareti o nei soffitti.
Uno sprinkler orizzontale a parete classificata per uso residenziale.
Gli sprinkler da parete, come avrete probabilmente intuito, sporgono da un tubo verticale e dai lati delle pareti. Hanno un deflettore che spruzza l’acqua in un modello a mezzaluna in un angolo. Le pareti laterali sono installate in aree in cui possono essere un’opzione migliore degli irrigatori pendenti. Per esempio, possono essere usati nei piani più alti di una casa per evitare di dover far passare i tubi in una soffitta soggetta a temperature gelide, o in altre stanze dove i tubi non possono entrare nel soffitto.
Uno sprinkler a scomparsa con una piastra di copertura che nasconde la testa dello sprinkler. Una volta che la piastra percepisce una certa temperatura, cade via e la testina dell’irrigatore è esposta. Un’avvertenza essenziale quando si usano gli sprinkler a scomparsa è di non dipingere mai sopra le piastre di copertura, poiché la vernice secca sulle cuciture ne causa la rottura.
Anche le classificazioni della temperatura sono fattori importanti:
- Le testine sprinkler con una classificazione di temperatura ordinaria si attivano quando la temperatura intorno al grilletto raggiunge i 135°F a 170°F (57°C a 77°C).
- Gli sprinkler con una classificazione di temperatura intermedia si attivano quando la temperatura raggiunge 175°F a 225°F (79°C a 107°C).
Ci sono sprinkler con una classificazione di temperatura più alta che potrebbero essere usati in un sistema residenziale, ma ciò è insolito, dato l’alto limite superiore delle gamme di temperatura di cui sopra. La NFPA 13D specifica l’uso di sprinkler ordinari o a temperatura intermedia in stanze “dove la temperatura massima del soffitto non supera i 100°F (38°C),” e permette solo l’uso di sprinkler a temperatura intermedia in stanze “dove la temperatura massima del soffitto è compresa tra 101°F e 150°F (38°C e 65°C).”
Perché un installatore dovrebbe usare uno sprinkler a temperatura intermedia in una stanza normale? Per regolare le fonti di calore specifiche, secondo la NFPA:
- Sprinkler sotto lucernari di vetro o plastica esposti ai raggi diretti del sole
- Sprinkler in uno spazio nascosto non ventilato sotto un tetto non isolato o in una soffitta non ventilata
- Sprinkler installati vicino a specifiche fonti di calore
C’è anche la possibilità di spostare le testine sprinkler ordinarie classificate a temperatura più lontano da qualsiasi fonte di calore in una stanza, e la NFPA 13D delinea le distanze minime da questi punti caldi per evitare scariche accidentali.
Quante testine sprinkler sono necessarie?
La cosa più importante da sapere è la guida generale della NFPA 13D, che raccomanda “l’irrigazione di tutte le aree in un’abitazione” ma non la richiede. Essenzialmente, gli sprinkler devono coprire solo le stanze di una certa dimensione che sono considerate aree di vita. Gli sprinkler standard coprono un’area di 12′ x 12′ e gli sprinkler a copertura estesa coprono un’area di 20′ x 20′, e ogni testina deve essere posizionata ad almeno 8′ di distanza; quindi, molte stanze avranno bisogno solo di una o due testine sprinkler.
Questa immagine mostra come un sistema residenziale necessita solo di 1-2 testine sprinkler per stanza. (Fonte immagine)
Le sezioni di una casa che possono essere escluse dalla copertura secondo gli standard NFPA includono piccoli bagni, garage, armadi e altri spazi di stoccaggio. Il motivo? “I dati storici di perdita associati agli incendi nelle proprietà residenziali servono come giustificazione ragionevole per permettere l’omissione degli sprinkler negli spazi dove si è verificata una bassa incidenza di morti per incendio, abbassando così i costi.”
Dall’edizione 2016 della NFPA 13D
8.3.2 Gli sprinkler non sono richiesti nei bagni di 55 ft2 (5,1 m2) e meno.
8.3.4* Gli sprinkler non sono richiesti nei garage, nelle verande aperte annesse, nei carport e in strutture simili.
8.3.5 Gli sprinkler non sono richiesti nelle soffitte con o senza deposito, nei locali delle attrezzature degli attici, nei locali macchine degli ascensori, nei locali nascosti dedicati esclusivamente e contenenti solo attrezzature per la ventilazione delle unità abitative, nei locali a pavimento/soffitto, nei vani ascensore, nei vespai e in altri locali nascosti che non sono utilizzati o destinati ad uso abitativo.
8.3.6 Gli sprinkler non sono richiesti nelle proiezioni coperte e non riscaldate dell’edificio in corrispondenza delle entrate/uscite finché l’unità abitativa ha un’altra via d’uscita.
8.3.8 Gli sprinkler non sono richiesti nei ripostigli nei garage e nei ripostigli esterni (indipendentemente dalle dimensioni) situati su balconi esterni, corridoi/corridoi esterni, o con accesso dall’esterno dove il ripostiglio non ha porte o penetrazioni non protette direttamente nell’unità abitativa.
8.3.9 Gli sprinkler devono essere installati in tutti i ripostigli utilizzati per apparecchiature di riscaldamento e/o condizionamento, lavatrici e/o asciugatrici, o scaldabagni, ad eccezione di quanto consentito dal 8.3.8.
Nonostante queste linee guida, il governo locale potrebbe richiedere una copertura aggiuntiva in alcune o tutte queste aree. Assicuratevi di controllare i codici locali e di assumere un installatore esperto che abbia esperienza in materia.
Le specifiche NFPA 13D hanno anche lo scopo di evitare scariche accidentali da normali fonti di calore, il dispiegamento di uno sprinkler che blocca il dispiegamento di un altro, eventuali ostruzioni (come ventilatori a soffitto e apparecchi di illuminazione), e grandi “zone d’ombra”, che sono “sezioni del pavimento ostruite dallo scarico dello sprinkler, che rimarranno relativamente asciutte.”
Vedi sprinkler residenziali da QRFS!
Per continuare: Guida all’installazione di sprinkler antincendio domestici
Nella prossima puntata di questa serie, completiamo i principali componenti del sistema di un impianto sprinkler domestico, esplorando le opzioni di tubi che possono essere utilizzati in sistemi indipendenti e multiuso.