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Impianti Sprinkler

Lo sprinkler (letteralmente “spruzzatore” in inglese) è un sistema automatico di estinzione a pioggia; ha lo scopo di rilevare la presenza di un incendio e di controllarlo in modo che l’estinzione possa essere completata con altri mezzi, oppure di estinguerlo nello stadio iniziale (impianti ESFR = Early Suppression Fast Response).

Un impianto automatico di estinzione ad acqua consta di più parti:

  • Fonte di alimentazione (acquedotto, serbatoi, vasca, serbatoio in pressione);
  • Pompe di mandata;
  • Centralina valvolata di controllo e allarme;
  • Condotte montanti principali;
  • Rete di condotte secondarie;
  • Serie di testine erogatrici (sprinkler).

L’erogazione di acqua può essere comandata da un impianto di rilevazione – incendi, oppure essere provocata direttamente dalla apertura delle teste erogatrici: per fusione di un elemento metallico o per rottura, a determinate temperature, di un elemento termosensibile a bulbo che consente in tal modo la fuoriuscita d’acqua.

Henry S. Parmalee di New Haven, Connecticut (USA) è considerato l’inventore del primo sprinkler automatico, brevettato nel 1874. Pur essendo un dispositivo rudimentale, era comunque costituito dai componenti fondamentali che ancora oggi caratterizzano un erogatore automatico sprinkler: un corpo, un elemento termosensibile, un tappo, un orifizio e un deflettore.

 

EROGATORI

L’erogatore è un ugello che distribuisce acqua sopra un’area definita (normalmente compresa tra 9 e 20 m² in funzione della tipologia di rischio). Ogni erogatore consiste in un corpo, un elemento termosensibile, un tappo, un orifizio e un deflettore. I modelli di ogni componente possono variare, ma le caratteristiche fondamentali di base rimangono le stesse.

CORPO

Il corpo costituisce la struttura dell’erogatore. La tubazione di alimentazione è collegata alla base del corpo che tiene insieme il tappo e l’elemento termosensibile e supporta il deflettore durante l’uscita dell’acqua. Le finiture standard sono in ottone o cromate , bianco e nero. Finiture personalizzate sono disponibili per applicazioni che hanno particolari esigenze estetiche. Sono disponibili verniciature speciali per aree soggette ad alta corrosione. La scelta di un corpo particolare dipende dalla dimensione e dal tipo di area che deve essere protetta, dal tipo di rischio, dall’impatto visivo e dalle condizioni ambientali.

ELEMENTO TERMOSENSIBILE

L’elemento termosensibile è il componente che attiva l’uscita dell’acqua. In condizioni normali il componente fa in modo che il tappo resti nella sua posizione e non vi sia fuoriuscita di acqua. Non appena l’elemento viene esposto al calore, cede e rilascia il tappo. Gli elementi termosensibili sono di due tipi, entrambi ugualmente affidabili: lega metallica fusibile oppure bulbo di vetro frangibile. La normale temperatura di funzionamento è tra 57 e 77 °C. Erogatori sprinkler che funzionano a temperature più elevate possono essere utilizzati laddove vi è una temperatura ambientale particolarmente elevata, ad esempio in prossimità di forni, tubazioni di vapore, ecc. oppure quando è prevedibile un rapido incremento di temperatura che farebbe aprire un numero eccessivo di erogatori. Una volta raggiunta la temperatura di funzionamento, l’effettiva apertura dell’elemento avviene dopo un intervallo di tempo che può variare dai 30 secondi a 4 minuti. Questo tempo di reazione è il tempo necessario affinché si attivi il fusibile o il bulbo si rompa e dipende dai tipi di materiali di cui è composto l’elemento e dalla sua massa. Gli erogatori sprinkler standard hanno un tempo di reazione dai 3 ai 4 minuti, mentre i sistemi a risposta rapida (“Quick Response”) si attivano in tempi più brevi. La scelta del tempo di reazione di un sistema sprinkler dipende dal tipo di rischio da proteggere, dal danno massimo accettabile e da altre considerazioni progettuali.

TAPPO

Il tappo è quel componente che impedisce la fuoriuscita dell’acqua. È collocato sopra l’orifizio ed è tenuto nella sua posizione dall’elemento termosensibile. L’attivazione dell’elemento termosensibile fa sì che il tappo cada permettendo così la fuoriuscita dell’acqua. I tappi sono costruiti in metallo oppure in metallo con un disco in teflon .

Il foro situato alla base del corpo dell’erogatore è l’orifizio. Da quest’apertura fuoriesce l’acqua necessaria per lo spegnimento dell’incendio. A parità di pressione , all’aumentare del diametro del foro aumenta la portata idrica erogabile. La maggior parte degli orifizi hanno un diametro di ½”. Diametri inferiori sono utilizzati per applicazioni di tipo residenziale e diametri maggiori per aree a rischio più elevato.

DEFLETTORE

Il deflettore è montato sul corpo dell’erogatore nella parte opposta all’orifizio. Lo scopo di questo componente è di frazionare il flusso d’acqua che fuoriesce dall’orifizio in modo che abbia una maggiore capacità estinguente. La geometria del deflettore determina la posizione di montaggio dell’erogatore. Le modalità normali di montaggio degli sprinkler sono: rivolti verso l’alto (montati sopra le tubazioni), rivolti verso il basso (montati sotto le tubazioni) e rivolti orizzontalmente (con erogazione dell’acqua parallelamente ad un muro/parete laterale). L’erogatore deve essere montato come è stato progettato e solo così avrà un funzionamento corretto. La scelta di un particolare tipo di montaggio dipende dai vincoli strutturali dell’edificio.

TIPI DI IMPIANTO

  • Ad umido : tutto l’impianto è permanentemente riempito di acqua in pressione: è il sistema più rapido e si può adottare nei locali in cui non esiste rischio di gelo;
  • A secco : la parte d’impianto non protetta, o sviluppantesi in ambienti soggetti a gelo, è riempita di aria in pressione: al momento dell’intervento una valvola provvede al riempimento delle colonne con acqua;
  • Alternativi : funzionano come impianti a secco nei mesi freddi e ad umido nei mesi caldi;
  • A pre-allarme : sono dotati di dispositivo che differisce la scarica per dar modo di escludere i falsi – allarmi;
  • A diluvio :impianti con sprinklers aperti alimentati da valvole ad apertura rapida in grado di fornire rapidamente grosse portate.

Non esiste un impianto sprinkler con caratteristiche fisse, adatto a tutti i tipi di rischio, ma al contrario ogni attività in genere richiede impianti differenziati, in termini di prestazioni, nelle diverse aree protette.

Nel corso degli anni gli impianti sprinkler sono stati perfezionati aumentando la velocità di intervento e migliorando l’efficacia dell’azione di controllo ed estinzione dell’incendio. Fino al 1940, i sistemi sprinkler furono installati quasi esclusivamente in stabilimenti industriali e magazzini. Attualmente trovano applicazione anche per la protezione di centri commerciali, uffici, alberghi e teatri.

E’ qui che entra in gioco l’ingegneria antincendio. Modellare un incendio controllato o addirittura soppresso da impianto sprinkler, permette nella maggior parte dei casi di scongiurare completamente la necessità di dover proteggere le strutture, anche se in acciaio.

In questo caso l’FSE diventa il mezzo migliore per l’ottimizzazione dell’impianto possedendo anche la funzione di massimizzazione dei suoi effetti.

 

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