Uma revisão dos principais componentes dos sistemas de aspersores de incêndio residenciais
Os sistemas de aspersores de incêndio residenciais têm uma gama de componentes, e a complexidade de qualquer instalação depende de vários factores, incluindo se o sistema é autónomo ou polivalente; o abastecimento de água aos aspersores e se este fornece naturalmente pressão suficiente; a tubagem utilizada; e quaisquer requisitos do seu governo local ou estatal.
Na parte uma da nossa série que abrange a instalação de aspersores de incêndio domésticos, introduzimos a forma como estes sistemas funcionam, explicámos os dois principais tipos de sistemas domésticos e fornecemos orientação sobre como encontrar um empreiteiro qualificado para a instalação. Nesta peça, vamos começar a rever os principais componentes dos aspersores de incêndio residenciais, incluindo considerações especiais que os proprietários de habitações devem ter em conta quando instalam um sistema.
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Diferentes fontes de água usam diferentes componentes
A National Fire Protection Association (NFPA) deu prioridade ao salvar vidas em detrimento de propriedades quando criou a sua concepção e padrão de instalação: NFPA 13D: Norma para a Instalação de Sistemas de Aspersão em Habitações de Uma e Duas Famílias e Casas Fabricadas. Para dar aos ocupantes tempo para escapar a um incêndio, a NFPA estipula que os aspersores na maioria das casas devem ter um abastecimento de água suficiente para fornecer pelo menos 10 minutos de cobertura à pressão e fluxo necessários. Existe uma excepção para residências de um andar com menos de 2.000 pés quadrados, que só precisam de água suficiente para 7 minutos de funcionamento:
Da Edição de 2016 da NFPA 13D
6.1.1 Cada sistema de aspersão automática deve ter pelo menos um abastecimento automático de água.
6.1.2 Se for utilizada água armazenada como única fonte de abastecimento, a quantidade mínima deve ser igual à taxa de procura de água vezes 10 minutos, a menos que seja permitido o contrário em 6.1.3. 6.1.3 Quando a água armazenada for utilizada como única fonte de abastecimento, a quantidade mínima será permitida para igualar a taxa de demanda de água de dois aspersores vezes 7 minutos, quando as unidades habitacionais preencherem os seguintes critérios:
(1) Uma história em altura
(2) Menos de 2000 pés2 (186 m2) em área
NFPA também delineia cinco fontes potenciais de água para um sistema residencial, mas as escolhas normalmente resumem-se a três categorias principais: o abastecimento de água municipal, um poço, ou algum tipo de tanque que armazena exclusivamente água para o sistema de aspersores.
Da Edição de 2016 da NFPA 13D
As seguintes fontes de abastecimento de água serão consideradas aceitáveis por esta norma:
(1) Uma ligação a um sistema fiável de abastecimento de água com ou sem bomba de funcionamento automático
(2) Um reservatório elevado
(3) Um reservatório de pressão concebido segundo as normas da American Society of Mechanical Engineers (ASME) para um reservatório de pressão com uma fonte de pressão fiável
(4) Uma fonte de água armazenada com uma bomba operada
(5) Um poço com uma bomba de capacidade e pressão suficientes para satisfazer a procura do sistema de aspersão
Uma das primeiras coisas que um empreiteiro de instalação fará ao avaliar uma residência existente ou uma nova residência é verificar a pressão do abastecimento de água da cidade (se existir), uma vez que esta é a opção padrão para fornecer um sistema de aspersores de incêndio. Isto pode simplesmente envolver a colocação de um manómetro na saída de uma mangueira e a sua ligação. Se a conduta de água não fornecer pressão suficiente (cerca de 100 psi é um número muito seguro), o empreiteiro terá de considerar opções alternativas, quer isso implique adicionar uma bomba para aumentar a pressão da água da cidade ou usar um tanque elevado, um tanque de pressão, ou um tanque padrão com uma bomba.
p>Um exemplo de instalação de um sistema de aspersão de incêndio residencial. (Fonte de imagem) Depósitos elevados usam a gravidade para mover a água, e são muito pouco comuns em sistemas residenciais. Os tanques de pressão utilizam uma fonte de gás pressurizado (como nitrogénio) para atingir os requisitos de fluxo e podem ser uma opção num cenário com uma rede eléctrica não fiável. A maioria dos tanques utilizará uma bomba eléctrica para movimentar a água. Embora o tamanho exacto do tanque varie dependendo do tamanho de uma casa e dos seus requisitos de fluxo, “a maioria dos sistemas de água armazenados necessitará de menos de 300 gal (1136 L) de água armazenada para satisfazer a procura de 10 minutos”
Se for necessário um tanque, isto significa tipicamente que o proprietário instalará um sistema autónomo em vez de um sistema polivalente. As casas que são servidas apenas por poços irão provavelmente utilizar essa fonte de água com a ajuda de uma bomba, e sistemas de poços com pressão suficiente poderiam servir tanto sistemas polivalentes como autônomos. Também é possível utilizar um tanque separado se a casa for servida por um poço.
Quando a água da cidade é a fonte, os regulamentos locais exigem frequentemente um contador de água para medir a utilização de água mais um prevenidor de refluxo, que é uma válvula de sentido único que impede a água parada no sistema de aspersão de voltar a entrar no abastecimento de água potável. Infelizmente, cada uma destas peças adicionais acrescenta fricção que reduz a pressão disponível no sistema. Assim, um empreiteiro de aspersores de incêndio tem de instalar torneiras e contadores de água maiores (de pelo menos 1″) para minimizar este impacto, e contabilizar a presença destes dispositivos nos cálculos hidráulicos do sistema.
Além disso, “algumas empresas de abastecimento de água insistem em separar as torneiras e condutas de abastecimento de água da unidade de habitação para os sistemas de aspersores de incêndio … devido à preocupação de desligar o abastecimento de água por falta de pagamento das contas e ao desejo de não desligar a protecção contra incêndios se isto alguma vez ocorrer”. Verifique as suas exigências locais.
NFPA desencoraja fortemente os governos de exigirem linhas de abastecimento separadas. A organização cita as potenciais questões de saúde e segurança do corte de qualquer abastecimento de água – quer sirva um aspersor de incêndio ou uma canalização normal – mais o facto de linhas de abastecimento separadas aumentarem vastamente o custo das instalações de aspersão.
p>Seguir o Código NFPA e as directrizes locais ao utilizar uma bomba de aspersores de incêndio doméstica. Considerações especiais para bombas de aspersores de incêndio domésticas
Adicionar uma bomba acrescenta complexidade a um sistema. A NFPA descreve vários requisitos quando é utilizada uma bomba que apenas pressuriza o abastecimento de água para os aspersores:
Da edição de 2016 da NFPA 13D
(1) Deve ser fornecida uma ligação de teste a jusante da bomba que crie um fluxo de água igual ao menor factor K dos aspersores do sistema.
(2) Os motores de bomba que utilizam energia ac serão classificados para 240 V e ligados de acordo com a NEC (NFPA 70).
(3) Qualquer meio de desligar a bomba deve ser aprovado.
(4) A bomba deve estar localizada não menos de 1,5 pol. fora do chão.
Uma ligação de teste é uma tomada (como um espigão de mangueira de jardim) que permite ao proprietário testar se a água flui para o sistema de aspersores, bem como testar um alarme de fluxo de água, caso esteja presente. Simula o fluxo para um único aspersor, e “o mais pequeno factor K do aspersor” significa essencialmente “a menor taxa de descarga para um aspersor”
P>Ativar uma ligação de teste é especificada nos requisitos da bomba, porque basicamente verifica que a bomba está a fazer o seu trabalho. Se uma bomba for utilizada em conjunto com um tanque num sistema autónomo, a ligação de teste deve ser idealmente concebida para devolver a água de teste ao tanque, para que se mantenha cheia.
Segundo a NFPA, o requisito 240-V está em vigor porque “a experiência demonstrou que as bombas com 240-V reduzem a probabilidade de a bomba extrair o excesso de amperagem, o que pode resultar no disparo de disjuntores associados no painel eléctrico e fazer com que a bomba não funcione”. Este requisito eléctrico aplica-se na realidade a todas as bombas, não apenas àquelas utilizadas em sistemas autónomos.
E manter a bomba 1,5″ fora do chão destina-se simplesmente a garantir que a água parada não possa provocar curto-circuitos ou interferir de outra forma com a bomba. Há uma variedade de fabricantes que fabricam bombas relativamente baratas que cumprem estas normas.
Cabeças de aspersão em sistemas de aspersores residenciais
As principais classificações de cabeças de aspersores de incêndio domésticos governam onde as cabeças são colocadas e como funcionam: pendente, vertical, e lateralmente. Dentro destas categorias, um aspersor pode ser escondido ou exposto, e ter uma classificação de temperatura normal ou intermédia.
Existem outras variações de aspersores, como os aspersores que são necessários para sistemas “secos” ou outras variedades para locais especiais como saunas, salas de vapor, e armários mecânicos – mas a esmagadora maioria dos sistemas de aspersores de incêndio residenciais são “molhados” (a água está sempre na canalização) e essas áreas especiais muitas vezes não requerem cobertura de aspersores.
Os tipos essenciais de aspersores de incêndio residenciais:
p>Uma típica cabeça de aspersor de incêndio pendente. Cabeças de aspersores de incêndio pendentes penduradas na parte inferior da tubagem que fornece a água. Estes são instalados em tectos e utilizam um desertor que pulveriza a água para baixo num padrão circular.
Uma cabeça de aspersor vertical que pode ser utilizada numa aplicação residencial.
Cabeça de aspersor vertical que se senta na vertical a partir do tubo de abastecimento. Estes são mais frequentemente vistos em aplicações comerciais, embora possam ser instalados numa casa; são “utilizados principalmente em locais onde obstruções podem bloquear a pulverização de água durante um incêndio, e a sua altura permite-lhes apontar água em torno de possíveis obstáculos”. Podem também fornecer cobertura em espaços onde não há lugar para correr a tubagem pelas paredes ou nos tectos.
Um aspersor de parede lateral horizontal classificado para uso residencial.
Aspersores de parede lateral, como já deve ter adivinhado, jut a partir de um tubo de correr verticalmente e dos lados das paredes. Têm um deflector que pulveriza a água num padrão em forma de lua crescente num ângulo. As paredes laterais são instaladas em áreas onde podem ser uma melhor opção do que os aspersores pendentes. Por exemplo, podem ser utilizados nos pisos mais altos de uma casa para evitar ter de passar tubos num sótão sujeito a temperaturas negativas, ou noutras divisões onde os tubos não cabem no tecto.
p>Um aspersor pendente oculto com uma placa de cobertura que esconde a cabeça do aspersor. P>P>P aspersores ocultos usam uma placa de cobertura esteticamente agradável que é sensível a altas temperaturas. Uma vez que a placa detecta uma determinada temperatura, ela cai e a cabeça do aspersor é exposta. Um aviso essencial ao utilizar aspersores ocultos é nunca pintar por cima das placas de cobertura, uma vez que a tinta seca por cima das costuras irá causar a sua falha.
As classificações de temperatura também são factores importantes:
- As cabeças de aspersores com uma classificação de temperatura normal accionam quando a temperatura à volta do gatilho atinge 135°F a 170°F (57°C a 77°C).
- P>Espinklers com uma classificação de temperatura intermédia são utilizados quando a temperatura atinge 175°F a 225°F (79°C a 107°C).
Existem aspersores com uma classificação de temperatura mais elevada que poderiam ser utilizados num sistema residencial, mas fazê-lo é invulgar, dado o elevado limite superior das gamas de temperatura acima. A NFPA 13D especifica a utilização de aspersores com classificação de temperatura normal ou intermédia em divisões “onde as temperaturas máximas do tecto ambiente não excedem 100°F (38°C)”, e só permite a utilização de aspersores com classificação de temperatura intermédia em divisões “onde as temperaturas máximas do tecto ambiente estão entre 101°F e 150°F (38°C e 65°C)”.
Por que razão um instalador utilizaria um aspersor com classificação de temperatura intermédia numa divisão normal? Para ajustar para fontes de calor específicas, de acordo com a NFPA:
- Piradores sob vidro ou clarabóias de plástico expostas aos raios solares directos
- Piradores num espaço oculto não ventilado sob um telhado não isolado ou num sótão não ventilado
- Piradores instalados perto de fontes de calor específicas
Existe também a opção de afastar os aspersores comuns com classificação de temperatura de qualquer fonte de calor numa sala, e a NFPA 13D delineia distâncias mínimas destes pontos quentes para evitar descargas acidentais.
Quantos aspersores de incêndio são necessários?
O mais importante a saber é a orientação geral da NFPA 13D, que recomenda a “aspersão de todas as áreas numa habitação” mas não a exige. Essencialmente, os aspersores só precisam de cobrir quartos de um determinado tamanho que são considerados áreas de habitação. Os aspersores padrão cobrem uma área de 12′ x 12′ e os aspersores de cobertura alargada cobrem uma área de 20′ x 20′, e cada cabeça deve ser colocada pelo menos a 8′ de distância; assim, muitas divisões necessitarão apenas de uma ou duas cabeças de aspersores.
Esta imagem mostra como um sistema residencial necessita apenas de 1-2 cabeças de aspersores por divisão. (Fonte de imagem)
Seções de uma casa que podem ser excluídas da cobertura de acordo com as normas da NFPA incluem pequenas casas de banho, garagens, armários, e outros espaços de armazenamento. A razão? “Os dados históricos de perdas associadas a incêndios em propriedades residenciais servem como justificação razoável para permitir a omissão de aspersores em espaços onde ocorreu uma baixa incidência de mortes por incêndio, baixando assim os custos.”
Da Edição de 2016 da NFPA 13D
8.3.2 Os aspersores não serão necessários em casas de banho de 5,1 m2 e menos.
8.3.4* Não serão requeridos aspersores em garagens, pórticos anexos abertos, autoportos, e estruturas semelhantes.
8.3.5 Não serão requeridos aspersores em sótãos com ou sem armazenamento, salas de equipamento de cobertura, salas de máquinas de elevadores, espaços escondidos dedicados exclusivamente a e contendo apenas equipamento de ventilação de unidades habitacionais, espaços de chão/tecto, poços de elevadores, espaços para rastejar, e outros espaços escondidos que não sejam utilizados ou destinados a fins habitacionais.
8.3.6 Os aspersores não serão necessários nas projecções cobertas e não aquecidas do edifício nas entradas/saídas, desde que a unidade de habitação tenha outro meio de saída.
8.3.8 Os aspersores não serão exigidos em armários de garagens e armários exteriores (independentemente do tamanho) localizados em varandas exteriores, em caminhos/corredores exteriores, ou acedidos do exterior onde o armário não tenha portas ou penetrações desprotegidas directamente na unidade de habitação.
8.3.9 Os aspersores devem ser instalados em qualquer armário utilizado para equipamento de aquecimento e/ou ar condicionado, lavadores e/ou secadores, ou aquecedores de água excepto conforme permitido pelo 8.3.8.
Apesar destas directrizes, o seu governo local pode exigir cobertura adicional em algumas ou todas estas áreas. Certifique-se de verificar os seus códigos locais e de contratar um instalador experiente que tenha experiência de navegação neles.
NFPA 13D especificações também se destinam a evitar descargas acidentais de fontes de calor normais, a instalação de um aspersor a bloquear a instalação de outro, quaisquer obstruções (como ventiladores de tecto e luminárias), e grandes “áreas de sombra”, que são “secções da área do chão obstruídas pela descarga de aspersores, que permanecerão relativamente secas””
Ver aspersor de incêndio residencial de QRFS!
A continuar: Um Guia para a Instalação de Aspersores de Incêndio domésticos
Na próxima parcela desta série, completamos os principais componentes de um sistema de aspersores domésticos, explorando as opções de tubagem que podem ser utilizadas em sistemas autónomos e polivalentes.