#102 – Residentiële brandblusinstallaties: Gids voor de installatie van sprinklers (deel 2)

Een overzicht van de belangrijkste componenten van woningsprinklersystemen

Een woningsprinklersysteem bestaat uit verschillende componenten, en de complexiteit van een bepaalde installatie hangt af van verschillende factoren, zoals of het een stand-alone of een multifunctioneel systeem is; de watertoevoer naar de sprinklers en of deze van nature voldoende druk levert; de gebruikte leidingen; en eventuele vereisten van uw lokale of provinciale overheid.

In deel één van onze serie over de installatie van sprinklers voor woningen, hebben we uitgelegd hoe deze systemen werken, hebben we de twee belangrijkste types van huissystemen uitgelegd en hebben we advies gegeven over het vinden van een gekwalificeerde installateur. In dit deel zullen we beginnen met het bespreken van de belangrijkste componenten van residentiële sprinklers, met inbegrip van speciale overwegingen waar huiseigenaren zich bewust van moeten zijn bij het installeren van een systeem.

Voordat u verder leest, bent u gewoon geïnteresseerd in de aankoop van componenten voor een sprinklersysteem thuis? Voel u vrij om direct naar QRFS’ selectie van residentiële sprinklers te gaan of gebruik de zoekbalk bovenaan de pagina.

Verschillende waterbronnen gebruiken verschillende componenten

De National Fire Protection Association (NFPA) gaf prioriteit aan het redden van levens boven bezittingen toen het zijn ontwerp- en installatienorm opstelde: NFPA 13D: Standaard voor de installatie van Sprinklersystemen in één- en tweegezinswoningen en in wooncomplexen. Om de bewoners de tijd te geven om aan een brand te ontsnappen, bepaalt de NFPA dat sprinklers in de meeste woningen voldoende watertoevoer moeten hebben om minstens 10 minuten dekking te bieden bij de vereiste druk en debiet. Er is een uitzondering voor woningen met één verdieping en minder dan 2.000 vierkante meter, die slechts genoeg water nodig hebben voor 7 minuten werking:

Van de 2016 editie van NFPA 13D

6.1.1 Elk automatisch sprinklersysteem moet ten minste één automatische watertoevoer hebben.

6.1.2 Wanneer opgeslagen water als enige toevoerbron wordt gebruikt, moet de minimumhoeveelheid gelijk zijn aan de watervraag maal 10 minuten, tenzij anders is toegestaan volgens 6.1.3. 6.1.3. Wanneer opgeslagen water als enige voorzieningsbron wordt gebruikt, moet de minimumhoeveelheid gelijk zijn aan het percentage van de vraag naar sprinklerwater tweemaal 7 minuten, wanneer de wooneenheden aan de volgende criteria voldoen:

(1) Eén verdieping hoog
(2) Minder dan 2000 ft2 (186 m2) in oppervlakte

NFPA schetst ook vijf mogelijke bronnen van water voor een residentieel systeem, maar de keuzes komen meestal neer op drie grote categorieën: de gemeentelijke watervoorziening, een put, of een soort tank die uitsluitend water opslaat voor het sprinklersysteem.

Van de 2016 Editie van NFPA 13D

De volgende watervoorzieningsbronnen worden door deze norm als aanvaardbaar beschouwd:

(1) Een aansluiting op een betrouwbaar waterleidingsysteem met of zonder een automatisch bediende pomp
(2) Een verhoogde tank
(3) Een druktank ontworpen volgens de normen van de American Society of Mechanical Engineers (ASME) voor een drukvat met een betrouwbare drukbron
(4) Een opgeslagen waterbron met een automatisch pomp
(5) Een bron met een pomp die voldoende capaciteit en druk heeft om aan de vraag van het sprinklersysteem te voldoen

Eén van de eerste dingen die een installateur zal doen bij het evalueren van een bestaande woning of een nieuw huis is het controleren van de druk van de stadswatervoorziening (als die er is), aangezien dit de standaard optie is om een brand sprinkler systeem te voeden. Dit kan eenvoudigweg door een manometer op een slanguitlaat te plaatsen en deze aan te zetten. Als de waterleiding niet voldoende druk levert (ongeveer 100 psi is een zeer veilig getal), zal de aannemer moeten kijken naar alternatieve opties, of dat nu inhoudt dat er een pomp wordt toegevoegd om de druk van het stadswater op te voeren of dat er gebruik wordt gemaakt van een verhoogde tank, een druktank, of een standaard tank met een pomp.

Geheven tanks gebruiken de zwaartekracht om het water te verplaatsen, en ze zijn zeer ongebruikelijk in residentiële systemen. Druktanks gebruiken een bron van onder druk staand gas (zoals stikstof) om aan de doorstromingseisen te voldoen en kunnen een optie zijn in een omgeving met een onbetrouwbaar elektriciteitsnet. De meeste tanks maken gebruik van een elektrische pomp om het water te verplaatsen. De precieze grootte van de tank hangt af van de grootte van het huis en het benodigde debiet, maar “de meeste opgeslagen watersystemen hebben minder dan 1136 liter opgeslagen water nodig om aan de vraag van 10 minuten te voldoen.”

Als een tank noodzakelijk is, betekent dit meestal dat de huiseigenaar een stand-alone systeem zal installeren in plaats van een multifunctioneel systeem. Woningen die alleen worden bediend door een put zullen waarschijnlijk die waterbron gebruiken met behulp van een pomp, en putsystemen met voldoende druk kunnen zowel multifunctionele als stand-alone systemen bedienen. Het is ook mogelijk om een aparte tank te gebruiken als het huis wordt bediend door een put.

Wanneer stadswater de bron is, vereisen de plaatselijke voorschriften vaak een watermeter om het waterverbruik te meten plus een terugslagklep, dat is een eenrichtingsklep die voorkomt dat het stilstaande water in het sprinklersysteem zijn weg terug vindt naar de drinkwatervoorziening. Helaas voegt elk van deze extra onderdelen wrijving toe, waardoor de beschikbare druk in het systeem afneemt. Een sprinklerinstallateur moet dus grotere waterkranen en meters installeren (van minstens 1″) om deze impact te minimaliseren, en rekening houden met de aanwezigheid van deze apparaten in de hydraulische berekeningen voor het systeem.

Bovendien, “dringen sommige waterbedrijven aan op aparte kranen en toevoerleidingen van de watertoevoer naar de wooneenheid voor sprinklersystemen … vanwege de bezorgdheid over het afsluiten van de watertoevoer bij het niet betalen van de rekeningen en de wens om de brandbeveiliging niet af te sluiten als dit ooit gebeurt.” Controleer uw lokale voorschriften.

NFPA raadt overheden sterk af om gescheiden toevoerleidingen te eisen. De organisatie noemt de mogelijke gezondheids- en veiligheidsproblemen van het afsluiten van een watertoevoer – of deze nu voor een sprinkler of voor normaal sanitair dient – plus het feit dat gescheiden toevoerleidingen de kosten van sprinklerinstallaties enorm verhogen.

Speciale overwegingen voor thuissprinklerpompen

Een pomp toevoegen maakt het systeem complexer. De NFPA schetst verschillende vereisten wanneer een pomp wordt gebruikt die alleen de watertoevoer voor de sprinklers onder druk zet:

Uit de 2016 Editie van NFPA 13D

(1) Er moet een testaansluiting stroomafwaarts van de pomp worden voorzien die een waterstroom creëert die gelijk is aan de kleinste sprinkler K-factor in het systeem.
(2) Pompmotoren die op wisselstroom werken, moeten geschikt zijn voor 240 V en bedraad zijn overeenkomstig NEC (NFPA 70).
(3) Alle ontkoppelingsmiddelen voor de pomp moeten zijn goedgekeurd.
(4) De pomp moet ten minste 1,5 inch boven de vloer worden geplaatst.

Een testaansluiting is een uitlaat (zoals een tuinslangtuit) waarmee de huiseigenaar kan testen of het water naar het sprinklersysteem stroomt, en ook een waterstroomalarm kan testen, als er een aanwezig is. Het simuleert het debiet naar een enkele sprinklerkop, en “de kleinste sprinkler K-factor” betekent in wezen “het kleinste debiet voor een sprinkler.”

Het hebben van een testaansluiting is gespecificeerd in de pompeisen, omdat het in feite controleert of de pomp zijn werk doet. Als een pomp wordt gebruikt in combinatie met een tank in een stand-alone systeem, moet de testaansluiting idealiter zo worden ontworpen dat het testwater naar de tank wordt teruggevoerd, zodat deze vol blijft.

Volgens de NFPA is de 240-V-eis van kracht omdat “de ervaring heeft geleerd dat pompen met een nominale spanning van 240-V de kans verkleinen dat de pomp te veel stroom trekt, wat kan resulteren in het doorslaan van de bijbehorende stroomonderbrekers in het elektrische paneel en ertoe kan leiden dat de pomp niet werkt.” Deze elektrische eis geldt eigenlijk voor alle pompen, niet alleen die in stand-alone systemen worden gebruikt.

En de pomp 1,5″ van de vloer houden is gewoon bedoeld om ervoor te zorgen dat stilstaand water geen kortsluiting kan veroorzaken of anderszins de pomp kan hinderen. Er zijn verschillende fabrikanten die relatief goedkope pompen maken die aan deze normen voldoen.

Sprinklerkoppen in residentiële sprinklersystemen

De belangrijkste classificaties van huishoudelijke sprinklerkoppen bepalen waar de koppen worden geplaatst en hoe ze werken: hangend, staand, en zijwand.

Er zijn andere variaties van sprinklerkoppen, zoals sprinklers die nodig zijn voor “droge” systemen of andere soorten voor speciale locaties zoals sauna’s, stoombaden en mechanische kasten – maar de overgrote meerderheid van de residentiële brandblussystemen zijn “nat” (water is altijd in de leiding) en die speciale gebieden hebben vaak geen sprinkler nodig.

De belangrijkste soorten brandblussers voor woningen:

Een hangende brandsprinklerkop hangt aan de onderkant van de pijp die het water levert. Deze worden in plafonds geïnstalleerd en gebruiken een defector die het water in een cirkelvormig patroon naar beneden sproeit.

Upright sprinklerkoppen zitten rechtop aan de toevoerleiding. Deze worden vaker gezien in commerciële toepassingen, hoewel ze kunnen worden geïnstalleerd in een huis; ze worden “meestal gebruikt op plaatsen waar obstakels kunnen blokkeren water spuiten tijdens een brand, en hun hoogte stelt hen in staat om water te richten rond mogelijke obstakels.” Ze kunnen ook dekking bieden in ruimten waar geen plaats is om de pijp langs de muren of in de plafonds te laten lopen.

Zijdelingse sprinklers, zoals u waarschijnlijk al heeft geraden, steken uit een verticaal lopende pijp en de zijkanten van muren. Ze hebben een deflector die het water in een halvemaanvormig patroon onder een hoek sproeit. Zijmuren worden geïnstalleerd in gebieden waar ze een betere optie zijn dan hangende sproeiers. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt in de bovenste verdiepingen van een huis om te vermijden dat de leidingen op een zolder moeten lopen die aan vriestemperaturen is blootgesteld, of in andere kamers waar de leidingen niet in het plafond kunnen worden aangebracht.

Verborgen sprinklers maken gebruik van een esthetisch aantrekkelijke afdekplaat die gevoelig is voor hoge temperatuur. Zodra de plaat een bepaalde temperatuur registreert, valt hij weg en wordt de sprinklerkop blootgelegd. Een belangrijke waarschuwing bij het gebruik van verborgen sproeiers is om nooit over de afdekplaten heen te schilderen, omdat opgedroogde verf over de naden ervoor zal zorgen dat ze defect raken.

Temperatuurwaarderingen zijn ook belangrijke factoren:

• Sprinklerkoppen met een gewone temperatuurwaardering gaan af wanneer de temperatuur rond de trekker 135°F tot 170°F (57°C tot 77°C) bereikt.
• Sprinklers met een intermediaire temperatuurclassificatie worden geactiveerd wanneer de temperatuur 79°C tot 107°C (175°F tot 225°F) bereikt.

Er zijn sprinklers met een hogere temperatuurclassificatie die in een residentieel systeem zouden kunnen worden gebruikt, maar dat is ongebruikelijk, gezien de hoge bovengrens van de bovenstaande temperatuurbereiken. De NFPA 13D specifieert het gebruik van gewone sprinklers of sprinklers met een middelmatige temperatuur in ruimtes “waar de maximale omgevingstemperatuur aan het plafond niet hoger is dan 100°F (38°C),” en laat het gebruik van sprinklers met een middelmatige temperatuur enkel toe in ruimtes “waar de maximale omgevingstemperatuur aan het plafond tussen 38°C en 65°C (101°F en 150°F) ligt.”

Waarom zou een installateur een sprinkler met een middelmatige temperatuur in een normale ruimte gebruiken? Om zich aan te passen aan specifieke warmtebronnen, volgens de NFPA:

1. Sprinklers onder glazen of kunststof dakramen die aan directe zonnestralen worden blootgesteld
2. Sprinklers in een ongeventileerde verborgen ruimte onder een ongeïsoleerd dak of op een ongeventileerde zolder
3. Sprinklers geïnstalleerd in de buurt van specifieke warmtebronnen

Er is ook de optie om sprinklerkoppen met een gewone temperatuur verder weg te plaatsen van eventuele warmtebronnen in een ruimte, en de NFPA 13D geeft de minimumafstanden aan tot deze warmtebronnen om onbedoelde ontlading te voorkomen.

Hoeveel sprinklerkoppen zijn er nodig?

Het belangrijkste om te weten is de algemene richtlijn van NFPA 13D, die aanbeveelt om “alle ruimtes in een woning te besproeien” maar dit niet verplicht stelt. In essentie hoeven sprinklers alleen kamers van een bepaalde grootte te bedekken die als woonruimte worden beschouwd. Standaard sprinklers bestrijken een gebied van 12′ x 12′ en sprinklers met uitgebreide dekking bestrijken een gebied van 20′ x 20′, en elke sprinklerkop moet minstens 8′ uit elkaar geplaatst worden; veel kamers zullen dus maar één of twee sprinklerkoppen nodig hebben.

Secties van een woning die volgens de NFPA normen kunnen worden uitgesloten van dekking zijn onder andere kleine badkamers, garages, kasten, en andere opslagruimten. De reden? “De historische verliesgegevens in verband met branden in woningen dienen als een redelijke rechtvaardiging om het weglaten van sprinklers toe te staan in ruimten waar een lage incidentie van branddoden heeft plaatsgevonden, waardoor de kosten worden verlaagd.”

Uit de 2016 Editie van NFPA 13D

8.3.2 Sprinklers zijn niet vereist in badkamers van 55 ft2 (5.1 m2) en minder.

8.3.4* Sprinklers zijn niet vereist in garages, open aangebouwde portieken, carports en soortgelijke constructies.

8.3.5 Sprinklers zijn niet vereist op zolders met of zonder berging, penthouse-machinekamers, liftmachinekamers, verborgen ruimten die uitsluitend zijn bestemd voor en waarin zich uitsluitend ventilatieapparatuur voor wooneenheden bevindt, vloer-/plafondruimten, liftschachten, kruipruimten en andere verborgen ruimten die niet worden gebruikt of niet zijn bestemd voor woondoeleinden.

8.3.6 Sprinklers zijn niet vereist in overdekte, onverwarmde uitsteeksels van het gebouw bij in- en uitgangen, zolang de wooneenheid over een andere uitgang beschikt.

8.3.8 Sprinklers zijn niet vereist in kasten in garages en buitenkasten (ongeacht de grootte) gelegen op buitenbalkons, buitenbinnengangen/gangen, of toegankelijk van buitenaf waar de kast geen deuren of onbeschermde doorvoeren direct in de wooneenheid heeft.

8.3.9 Sprinklers moeten worden geïnstalleerd in elke kast die wordt gebruikt voor verwarmings- en/of airconditioningsapparatuur, wasmachines en/of drogers, of boilers, behalve zoals toegestaan in 8.3.8.

Ondanks deze richtlijnen, kan uw lokale overheid aanvullende dekking vereisen in sommige of al deze gebieden. Zorg ervoor dat u uw plaatselijke voorschriften controleert en een deskundige installateur inhuurt die ervaring heeft met het navigeren door deze voorschriften.

NFPA 13D specificaties zijn ook bedoeld om onbedoelde ontladingen van normale warmtebronnen te voorkomen, de inzet van een sprinkler die de inzet van een andere sprinkler blokkeert, alle obstructies (zoals plafondventilatoren en verlichtingsarmaturen), en grote “schaduwgebieden,” dat zijn “delen van het vloeroppervlak die worden belemmerd door sprinklerontlading, die relatief droog zullen blijven.”

Bekijk residentiële brand sprinkler van QRFS!

Wordt vervolgd: Een gids voor het installeren van Home Sprinklers

In de volgende aflevering van deze serie, ronden we de belangrijkste systeemcomponenten van een sprinklersysteem af, en bekijken we de leidingopties die kunnen worden gebruikt in stand-alone en multifunctionele systemen.