住宅用スプリンクラーシステムの主要コンポーネントのレビュー
住宅用スプリンクラーシステムには様々なコンポーネントがあり、セットアップの複雑さは、システムが独立型か多目的型かなどのいくつかの要因によって異なります。 スプリンクラーへの水の供給と、それが自然に十分な圧力を提供しているかどうか、使用されるパイプ、地方自治体や州政府の要求などです。
家庭用スプリンクラーの設置については、第1回目でスプリンクラーの仕組みや、家庭用スプリンクラーの主な2種類のタイプを紹介し、資格のある設置業者を探す方法を説明しました。
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水源が違えば部品も違う
米国防火協会（NFPA）は、設計・設置基準を作成する際に、財産よりも人命救助を優先しました。 NFPA 13D: Standard for the Installation of Sprinkler Systems in One- and Two-Family Dwellings and Manufactured Homes」です。 NFPAは、居住者が火災から逃れるための時間を確保するために、ほとんどの住宅のスプリンクラーには、必要な圧力と流量で少なくとも10分間カバーできる十分な水量を確保することを規定しています。
NFPA 13Dの2016年版より
6.1.
6.1.1 すべての自動スプリンクラーシステムには、少なくとも1つの自動給水装置があるものとする。
6.1.2 貯水を唯一の供給源として使用する場合、6.1.3で許可されない限り、最小量は水需要率に10分をかけたものに等しいものとする。 6.1.3 貯水が唯一の供給源として使用される場合、住戸が以下の基準を満たす場合、最小量は2つのスプリンクラーの水需要率に7分を乗じたものに等しいことが許可されるものとする。
(1) 高さは1階建て
(2) 面積は186 m2 (2000 ft2)未満
NFPAは住宅用システムの水源として5つの可能性を示していますが、その選択肢は通常3つの主要なカテゴリーに集約されます。
NFPA13Dの2016年版より
以下の給水源は、本規格で許容されるものとする。
(1) 自動運転ポンプの有無にかかわらず、信頼性の高い水道システムへの接続
(2) 高架タンク
(3) 信頼性の高い圧力源を備えた米国機械学会(ASME)の圧力容器の基準に基づいて設計された圧力タンク
(4) 自動運転ポンプを備えた貯水源
(5)
設置業者が既存の住宅や新しい家の敷地を評価する際に最初に行うことの一つは、市の水道の圧力をチェックすることです（水道がある場合）。 これは、火災用スプリンクラーシステムに供給されるデフォルトのオプションであるためです。 これには、ホースの出口に圧力計を置いてスイッチを入れるだけでよい。 水道管が十分な圧力（約100psiは非常に安全な数値です）を提供しない場合、請負業者は代替オプションを検討する必要があります。それは、市水の圧力を高めるためにポンプを追加するか、高架タンク、圧力タンク、またはポンプ付きの標準タンクを使用するかどうかです。
住宅用スプリンクラーシステムの設置例です。 (画像出典)
高架タンクは重力を利用して水を移動させるもので、住宅用システムでは非常に珍しいものです。 圧力タンクは、必要な流量を確保するために加圧ガス（窒素など）を使用します。 大半のタンクは電動ポンプを使って水を動かしている。
タンクが必要な場合、一般的に住宅所有者は多目的システムではなく、独立したシステムを設置することになります。 井戸しかない家庭では、ポンプの助けを借りてその水源を利用することになるでしょうし、十分な圧力のある井戸システムでは、多目的システムとスタンドアロンシステムの両方に対応できます。
都市部の水源の場合、地域の規制により、水の使用量を測定するための水道メーターと、スプリンクラーシステム内の滞留水が飲料水に戻るのを防ぐための一方通行のバルブである逆流防止装置が必要になることがよくあります。 しかし、これらの部品を追加すると、摩擦が生じてシステム内の圧力が低下します。
さらに、「一部の水道事業者は、火災用スプリンクラーシステムのために、給水から住戸まで、別の蛇口と供給管を主張しています……これは、料金不払いのために給水を遮断することへの懸念と、万一の場合に防火を遮断したくないという思いからです。
NFPAは、政府が別々の供給ラインを要求することを強く推奨しています。
NFPAは、政府が別の供給ラインを要求することを強く推奨しています。それは、それが火災用スプリンクラーに供給されるものであれ、通常の配管に供給されるものであれ、すべての水供給を遮断することによる潜在的な健康と安全の問題を挙げています。
家庭用スプリンクラーポンプを使用する際は、必ずNFPAコードと地域のガイドラインに従ってください。
家庭用スプリンクラーポンプの特別な考慮事項
ポンプを追加すると、システムが複雑になります。
2016年版NFPA13Dより
(1)システム上の最小のスプリンクラーのKファクターに等しい水の流れを作るテスト接続をポンプの下流に提供すること。
(2) AC電源を使用するポンプモーターは240Vの定格で、NEC(NFPA 70)に従って配線されていること。
テスト接続とは、住宅所有者がスプリンクラーシステムに水が流れるかどうかをテストしたり、水流アラームがある場合はそれをテストしたりすることができるコンセント（庭のホースの蛇口のようなもの）です。
テスト用の接続がポンプの要件に明記されているのは、基本的にポンプがその役割を果たしていることを確認するためです。
NFPAによると、240Vの要件は、「経験上、240V定格のポンプは、ポンプが過剰なアンペアを引き込む可能性を減らし、電気パネルの関連回路ブレーカーが落ちて、ポンプが作動しなくなる可能性がある」という理由で設けられています。
また、ポンプを床から1.5インチ離すのは、単に水がショートしたり、ポンプに干渉したりしないようにするためです。
住宅用スプリンクラーシステムのスプリンクラーヘッド
住宅用スプリンクラーヘッドの主な分類は、ヘッドをどこに設置し、どのように動作させるかを決めるもので、ペンデント、アップライト、サイドウォールの3種類があります。
スプリンクラーヘッドには、「乾式」システムに必要なスプリンクラーや、サウナ、スチームルーム、機械室などの特殊な場所に必要なものなど、他にもバリエーションがありますが、住宅用スプリンクラーシステムの圧倒的多数は「湿式」（水が常にパイプ内にある状態）であり、そのような特殊な場所ではスプリンクラーの設置は必要ないことが多いです。
住宅用スプリンクラーの基本的な種類
典型的な吊下げ式スプリンクラーヘッド
吊下げ式スプリンクラーヘッドは、水を供給するパイプの下側にぶら下がっています。
住宅用に使われる直立型スプリンクラーヘッド
直立型スプリンクラーヘッドは給水管から直立しています。 主に火災時に水の噴霧を妨げる障害物がある場所で使用され、高さがあることで障害物の周りに水を当てることができます」とあります。
住宅用の横型サイドウォール型スプリンクラーです。
サイドウォールスプリンクラーとは、ご存知のように、垂直に走るパイプから壁の側面に突き出たスプリンクラーです。 斜めに三日月状に水を散布するデフレクターが付いています。 サイドウォールは、ペンデント型スプリンクラーよりも優れた選択肢となり得る場所に設置されます。 例えば、住宅の最上階で、凍結する屋根裏にパイプを通す必要がない場合や、天井にパイプが収まらない部屋などに使用されます。
スプリンクラーヘッドをカバープレートで隠したコンシールドペンダント型のスプリンクラーです。
隠蔽型スプリンクラーでは、美観を重視したカバープレートを使用していますが、このプレートは高温に反応し、一定の温度を感知するとプレートが下がり、スプリンクラーヘッドが露出します。
温度定格も重要な要素です。
- 通常の温度定格のスプリンクラーヘッドは、トリガー周辺の温度が135°Fから170°F（57°Cから77°C）に達すると作動します。
- 中間温度定格のスプリンクラーは、温度が175°F～225°F (79°C～107°C)に達したときに展開します。
住宅用システムに使用できる、より高い温度定格のスプリンクラーもありますが、上記の温度範囲の上限が高いことを考えると、使用するのは珍しいことです。 NFPA 13Dでは、「天井の最大周囲温度が100°F (38°C)を超えない」部屋では、通常の温度定格または中間温度定格のスプリンクラーの使用が規定されており、「天井の最大周囲温度が101°Fから150°F (38°Cから65°C)の間にある」部屋でのみ中間温度定格のスプリンクラーの使用が許可されています。 NFPAによると、特定の熱源を調整するためだそうです。
- 直射日光にさらされるガラスやプラスチック製の天窓の下にあるスプリンクラー
- 断熱されていない屋根の下の換気されていない隠れた空間や換気されていない屋根裏にあるスプリンクラー
- 特定の熱源の近くに設置されたスプリンクラー
通常の温度定格のスプリンクラーヘッドを部屋の中の熱源から遠くに移動させるという選択肢もあります。
通常の温度定格のスプリンクラーヘッドを室内の熱源から遠ざけるという方法もありますが、NFPA 13Dでは誤作動を防ぐために熱源からの最小距離が定められています。
スプリンクラーヘッドは何個必要ですか
最も重要なことは、NFPA 13Dの全体的なガイダンスで、「住居内のすべてのエリアにスプリンクラーを設置すること」を推奨していますが、義務ではありません。 基本的には、スプリンクラーは居住エリアとみなされる一定の大きさの部屋のみをカバーする必要があります。
この画像は、住宅用システムが部屋ごとに1～2個のスプリンクラーヘッドしか必要としないことを示しています。 (Image Source)
NFPAの基準でカバーから除外される住宅の区画には、小さなバスルーム、ガレージ、クローゼット、その他の収納スペースなどがあります。 その理由は？ “
NFPA13Dの2016年版より
8.3.2 スプリンクラーは、55ft2（5.1m2）以下のバスルームでは必要ないものとする。
8.3.3 スプリンクラーは、ガレージ、オープン・アタッチド・ポーチ、カーポート、および同様の構造物には必要ないものとする。
8.3.5 スプリンクラーは、収納の有無にかかわらず屋根裏、ペントハウスの設備室、エレベーターの機械室、専ら住戸の換気設備専用の隠しスペース、床/天井のスペース、エレベーター・シャフト、クロール・スペース、および居住目的に使用または意図されていないその他の隠しスペースには必要ないものとする。
8.3.6 スプリンクラーは、住戸が他の脱出手段を持っている限り、出入り口の建物の屋根付きの非加熱の突出部には必要ないものとする。
8.3.ガレージ内のクローゼット、および外部バルコニー、外部の風除室/廊下にある、または屋外からアクセスできる外部クローゼット（大きさに関わらず）では、クローゼットがドアや住戸に直接入る保護されていない貫通部を持たない場合は、スプリンクラーは必要ないものとする。
8.3.9 スプリンクラーは、8.3.8で許可されている場合を除き、暖房および/または空調設備、洗濯機および/または乾燥機、または給湯器のために使用されるクローゼットに設置されなければならない。
これらのガイドラインにもかかわらず、地方自治体がこれらのエリアの一部またはすべてにおいて追加の適用を要求する場合があります。
これらのガイドラインにもかかわらず、地方自治体がこれらの分野の一部または全部に追加の補償を要求している場合があります。
NFPA 13Dの仕様は、通常の熱源からの偶発的な放出、1つのスプリンクラーの展開が他のスプリンクラーの展開を妨げること、障害物（天井のファンや照明器具など）、大きな「シャドウ・エリア」（スプリンクラーの放出が妨げられる床面積のうち、比較的乾燥した状態が保たれる部分）を避けることも目的としています。
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続きはこちら。 A Guide to Install Home Fire Sprinklers
次回は、家庭用スプリンクラーシステムの主要なシステムコンポーネントをまとめ、独立型および多目的システムで使用できるパイプのオプションを探ります。