curs 4 icpi sprinklere -01_2013 2p.pdf

INSTALATII AUTOMATE PENTRU STINGEREA INCENDIILOR CU SPRIKLERE2013

Curs 4 - Conf.dr.ing. Daniela TEODORESCUFACULTATEA DE INSTALATII

Arii protejate de sprinklereToate zonele unei clădiri sau ale clădirii care comunică cu aceasta, trebuie protejate de sprinklereExceptii:

a) băi şi toalete (cu excepţia vestiarelor) care suntconstituite din materiale incombustibile şi care nu suntutilizate pentru depozitarea materialelor combustibile;b) case de scări închise şi puţuri verticale (de exemplu puţuri de lifturi şi canale tehnice) care nu conţin materiale combustibile şi sunt construite astfelîncât să constituie un compartiment rezistent la foc c) camere protejate de alte sisteme automate de stingere( de exemplu gaz, pulbere sau apă pulverizată);c) ateliere de tratare pe cale umedă, de exempluextrema umezire a maşinilor din industria hârtiei.

Arii protejate de sprinklereExcepţii necesareProtecţia cu sprinklere nu trebuie utilizată înurmătoarele zone ale unei clădiri sau fabrici:

a) silozuri sau hambare în care sunt depozitatemateriale care în contact cu apa pot expanda;b) în vecinătatea cuptoarelor industriale sau a cuptoarelor de var, a băilor de sare, oale de turnaresau echipamente similare dacă riscul ar creşte prinutilizarea apei la stingerea incendiilor;c) zone, camere sau locuri unde proiectarea jetului de apă poate prezenta un risc.

Arii protejate de sprinklereProtecţia spaţiilor ascunse

Dacă înălţimea spaţiului ascuns la nivelul tavanului şi acoperişului este mai mare de 0,8 m, măsurat între parteainterioară a acoperişului şi faţa superioară a tavanuluisuspendat sau între pardoseală şi faţa interioară a pardoseliiînălţate, aceste spaţii trebuie protejate cu instalaţii sprinkler.Dacă înălţimea spaţiului ascuns la nivelul tavanului şi acoperişului este mai mică de 0,8 m, acestea trebuieprotejate cu instalaţii sprinkler numai dacă conţin materialecombustibile sau sunt construite cu materiale combustibile. De asemenea, este permisă utilizarea instalaţiilor sprinkler la cabluri electrice pentru curent monofazat, sub 250 V cumaxim 15 cabluri pe canal.Protecţia în spaţiile închise trebuie să fie de tip LH cândclasa de risc de incendiu este LH şi de tip OH1 pentrucelelalte cazuri.

Etape in dimensionarea instalatiei cusprinklere

Stabilirea clasei de riscStabilirea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Stabilirea variantelor de amplasare a sprinklerelor, respectiv a distantelor recomandate intre sprinklereVerificarea intensitatii de stropire

Determinarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei

Stabilirea clasei de risc necesaredimensionarii sprinklerelor

Clasificarea utilizatorilor şi a riscului de incendiuGeneralităţi

Clasa de risc de incendiu pentru care sunt concepute sistemelede stingere tip sprinkler trebuie determinată înainte de începerea proiectării instalaţiei sprinkler.Clădirile şi spaţiile care urmează a fi protejate de sistemeautomate de sprinklere trebuie încadrate în :

clasa de risc mic de incendiu - LH, risc mediu de incendiu - OH şi risc mare de incendiu - HH.

În cazul în care zone cu risc de incendiu diferit comunică întreele, criteriile de proiectare pentru zona cu riscul mai mare trebuieaplicate şi cel puţin primelor două conducte de sprinkler din zonacu risc mai mic.

Clase de risc de incendiuClădirile şi spaţiile protejate care îndeplinesc una sau mai multecondiţii de risc de incendiu prezentate

Clase de risc de incendiu (SR 12845)Clase de risc de incendiu:Risc mic de incendiu LH

Risc mediu de incendiu OHRiscul mediu se împarte în 4 subgrupe:

OH1, risc mediu grupa 1;OH2, risc mediu grupa 2;OH3, risc mediu grupa 3;OH4, risc mediu grupa 4;

RiscmediuOH1, OH2, OH3, OH4

Daniela TEODORESCU - nov 2009

Clase de risc de incendiu (SR 12845)RISC MARE DE INCENDIU HH:Definitie; Clasa . activitate cu risc ridicat. acoperă activităţile undematerialele implicate au o sarcină termică mare şi combustibilitate mare şi incendiile au o dezvoltare rapidă sau intensă.HHP se împarte în 4 subgrupe:

- HHP1 Activităţi cu risc mare grupa 1;- HHP2 Activităţi cu risc mare grupa 2;- HHP3 Activităţi cu risc mare grupa 3;- HHP4 Activităţi cu risc mare grupa 4.

NOTĂ - Protecţia împotriva HHP4 este în general asigurată cu sisteme de stingere prin inundare, care nu fac obiectul prezentului standard.

CLASE DE RISC PENTRU DEPOZITARE

Inaltimi maxime de depozitare pentruOH

Inaltimea de depozitare a materialelor, in functie de clasele de risc si categoriile materialelor depozitateCategorie de depozitare = ??

Categoriiprodusedepozitate(extras)

Clase de risc de incendiu (SR 12845)Depozite cu risc mare - HHSNOTĂ - Clasa HHS = activitatea cu risc mare acoperădepozitele de mărfuri în care înălţimea de depozitaredepăşeşte limitele maxime date pentru riscul OH

Depozitele cu risc mare HHS se subîmparte în 4 categorii:HHS1 depozite cu risc mare categoria I;HHS2 depozite cu risc mare categoria II;HHS3 depozite cu risc mare categoria III;HHS4 depozite cu risc mare categoria IV.

Moduri de depozitare – mobilareModuri de depozitare marfuri:

ST1 – vrac sau stivaST2 – palete pe un singur rand, cuculoare intre materialele depozitatecu o latime mai mare de 2,4 mST3 -palete pe mai multe rânduri(inclusiv duble );ST4 - stelaje;ST5 - rafturi cu lăţime < 1 m;ST6 - rafturi cu 1 m< lăţime 6 m.

Protectie suplimentara pentru depozitare

Calculul instalatiei de stingere a incendiilor cu sprinklereStabilirea clasei de riscAlegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei

Intensitatea de stingere este o caracteristică specifică materialelor care trebuie protejate şi reprezintă intensitatea minimă de stropire ce determină oprirea arderii. Intensitatea de stingere se realizează numai la funcţionarea în grup a sprinklerelor prin suprapunerea jeturilor şi are valorile indicate pentru materialele cu pericol mare de incendiu. –valoarea intensitatii de stingere se regaseste in NORME.

Aşadar, pentru stingerea incendiului este necesar ca valorile intensităţilor de stropire să fie mai mari sau cel puţin egale cu valorile intensităţilor de stingere.

În cazul în care intensitatea de stropire este mai mică decât cea de stingere, se pot modifica coordonatele geometrice de amplasare a sprinklerelor (înălţimi, distanţe între sprinklere), caracteristicile hidraulice ale sprinklerelor (mărimile ai şi Hi, respectiv k, p) sau se aleg alte tipuri de sprinklere.

SPRINKLERE – CRITERII DE PROIECTARE HIDRAULICE

si Materiale combustibile ce ard sau secţiide producţie în care s-a produs incendiul [l/s⋅m2] [l/s⋅m] pulv[l/s⋅m2]

pri

[l/s⋅m2]

Acoperişuri mari combustibile 0,13-0,15 0,65-0,75 0,13-0,15 0,07

Anvelope din cauciuc 0,2 1,1 0,15 0,1

Baza metalică neizolată a unor coloane sau vase tehnologice - - - 0,08

Benzi rulante - - - 0,17

Bumbac afânat 0,08 - 0,03 0,015

Cabluri electrice cu izolaţia combustibilă 0,25 - 0,2 0,1

Carbolit 0,06 -

Cărţi pe rafturi din lemn 0,04 - 0,03 -

Celuloză afânată 0,05 - 0,04 -

-

1,2 -

0,6 l/s⋅m

- 0,6 - -

Cherestea în stive cu spaţii intermediare între acestea:

- până la 10m

- până la 25m

- până la 40m - 0,2 - - Clădiri de producţie având gradul III, IV sau V de rezistenţă la foc 0,06-0,2 0,4-0,5 0,13 0,07

Corpul avioanelor 0,3 - 0,2 0,1

Diverse materiale în exteriorul carcasei navelor 0,2 - 0,18 0,1

Diverse materiale în interiorul carcasei navelor 0,11 - 0,8 0,05

Deşeuri de mase plastice 0,2 - 0,1 0,05

Elemente orizontale combustibile sau materiale protejate prin proiect cu instalaţii fixe de stingere

- - - 3,015,05,02,0

−−

Garaje 0,1 - 0,05 0,03

Intensitatea de stingere

Intensitatea de stingere sau densitateade calcul – SR EN 12845

Intensitatea de stingere sau densitateade calcul – SR EN 12845

Se remarca diferenta de unitati de masura utilizate pentru intensitatea de stingere utilizate in cele doua documente: in NP086-05, intensitatea de stingere este exprimata in l/s m2, iar in SR EN 12845, in mm/min.Echivalenta intre cele doua unitati de masura este urmatoarea:

min6011010 3

2

33

2

3

2

mms

mms

mms

mms

dmmsl

×==×

=××

=×

=×

−−

Calculul instalatiei de stingere a incendiilor cu sprinklere

Stabilirea clsei de riscAlegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei

Alegerea sprinklerelor

In functie de clasa de risc, rezulta:Intensitatea de stingere sau densitateade calcul [mm/min]Tipul de sprinkler utilizatFactorul nominal al sprinklerului k

Intensitatea de stropire sau densitate de calcul, sprinklere recomandate (k – factor nominal) – SR 12845


Stabilirea clasei de riscAlegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei

SPRINKLEREAria suprafeţei stropite şi aria de declanşare. Suprafaţa stropită de un sprinkler se defineşte ca proiecţia pe un plan orizontal a secţiunii transversale a jetului de apă dispersată şi are aproximativ forma unei coroane circulare a cărei arie Ai, depinde de tipul sprinklerului şi de înălţimea de montaj H (în m), a sprinklerului faţă de suprafaţa protejată

Întrucât sprinklerele se montează, de regulă, în rânduri paralele, suprafaţa protejată care revine unui sprinkler are forma pătrată sau dreptunghiulară . În aceste condiţii, aria protejată de un sprinkler Ap la funcţionarea în grup este dată de relaţia:

Ap = lx × ly [m2]

Aria de declanşare As reprezintă aria suprafeţei în care vor fi acţionate, în caz de incendiu, n sprinklere din totalul de N sprinklere existente într-un compartiment de incendiu al clădirii şi este dată de relaţia:

As = n × Ap [m2]

SPRINKLERE – diagrama de stropire

SPRINKLERE


SPRINKLERE

Amplasarea sprinklerelor

In functie de clasa de risc, rezulta:Aria de calcul pentru un sprinkler (A maximper sprinkler, Ac)Distanta maxima intre sprinklere (S,D)


Analiza amplasarii sprinklerelorCaz HHPIn functie de clasa de risc, rezulta =>

Ap,max = 9 m2D = 3,7 mii=7,5 mm/min

Din diagrama de stropire a sprinklerului, rezulta:

p=2 barR = 4 mAspk,real = 50,24 m2

9 m2 sau 50,24 m2 ????

mm/min 6,12ml/s, 21,0989,1

Aq

i

mm/min 25,2ml/s, 0375,024,50

89,1Aq

i

:toarecorespunza stropire de eaintensitat determina Sel/s 89,160/28060/

2

spk

spk

2

spk

spk

====

====

=== pkq

Verificare:Se determina debitul sprinklerului pentru presiunea p = 2 bar:

Analiza amplasarii sprinklerelorCaz HHP

Ap = 9 m2D = 3,7 mii=7,5 mm/min

Caz real, p=1barR = 3 mAspk,real = 28,27 m2

mm/min 8,8ml/s, 14,0933,1

Aq

i

mm/min 82,2ml/s, 047,027,28

33,1Aq

i

l/s 33,160/18060/

2

spk

spk

2

spk

spk

====

====

=== pkq

CONCLUZIE : Se respecta Amax (din tabelul SR12845), si nu Aspk,maxAmax reprezinta o arie conventionala de calcul

Verificare:Se determina debitul sprinklerului pentru presiunea p = 2 bar:

Amplasarea sprinklerelor la distante : S si D, cu respectarea conditiei S x D = Amax

1.22 2.43 2.43 2.43 2.43 2.43 2.43

1.85

3.70

3.70

3.70

3.70


In functie de clasa de risc, rezulta:Aria de calcul pentru un sprinkler (A maximper sprinkler, Ac)Distanta maxima intre sprinklere (S,D)

Conditie de indeplinit: Ac = S x D

Amplasarea sprinklerelor fata de grinzi

Pozitia sprinklerelor fata de grinzi


Distanta minima intre sprinklere = 2 mDistanta pana la plafon – min 8 cm; max 40 cm de la deflector la plafonDaca acoperisul este inclinat, sprinklerele vorfi amplasate cu deflectorul paralel cuacoperisul.In jurul scarilor rulanteEtc


Alegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriTrasarea retelelor de alimentare cu apaVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei

Trasarea retelelor

Sistemul apa – apa:Ramificat sau inelar

Sistemul apa – aer:RamificatNu se admit configuratii inelare

Pe o ramura se recomanda maxim 6 sprinklere (NP086/05).

Exemple de retele pentru sprinklere


Retea inelaraRetea grid

Ce tip de retea este in figura?

Exemple de retele pentru sprinklere, planuri

Retele de plafon pentru zone de depozitare – ESFR (cu capul in sus/jos)

Retele de plafon pentru zone de depozitare– sprinklere de plafon si de raft

Sprinklere si rafturi de depozitare

Distante intre sprinklere de raft

Distanţa maximă verticală dintre sprinklerele a douăniveluri intermediareDistanţa verticală de la pardoseală la cel mai jos nivel intermediar şidintre niveluri nu trebuie să depăşească 3,50 m sau două niveluri, oricare din cele două distanţe ar fi mai mică.

Un nivel intermediar trebuie instalat sub nivelul superior al depozitului, excepţie făcând sprinklerele de tavan sau acoperişsituate la cel mult 4 m deasupra părţii superioare a materialelordepozitate.

Nivelul cel mai înalt de sprinklere intermediare nu trebuie instalat înnici un caz cu un etaj în plus deasupra părţii superioare a bunurilordepozitate.

Distante intre sprinklere de raftAmplasarea pe orizontală a sprinklerelor de niveluriintermediareÎn cazul bunurilor de categoria I şi II, sprinklerele trebuie instalate, acolo unde este posibil, în spaţiile libere longitudinale la intersecţia cu fiecare al doilea rând liber transversal, în zigzag faţă de rândul de deasupra.Distanţa orizontală între sprinklere nu trebuie să depăşească3,75 m şi produsul dintre distanţa orizontală şi distanţa verticalădintre sprinklere nu trebuie să depăşească 9,8 m2

În cazul bunurilor de categoria III sau IV, sprinklerele trebuie montateîn spaţiile libere longitudinale la intersecţia cu fiecare rând libertransversal (a se vedea figura 14). Distanţa orizontală între sprinklerenu trebuie să depăşească 1,90 m, iar produsul dintre distanţaorizontală şi distanţa verticală între sprinklere nu trebuie sădepăşească 4,9 m2.

Distante intre sprinklere de raft

Numărul de rânduri de capetesprinkler pentru fiecare nivelNumărul de rânduri de sprinklere penivel trebuie determinat în funcţie de mărimea scheletului metalic. Atuncicând acesta nu este continuu, mărimea totală trebuie calculată prinadunarea mărimii fiecărui raft incluzând distanţa dintre ele.

Un rând de capete sprinkler per niveltrebuie montat pentru fiecare 3,2 m de lăţime a raftului. Ele trebuiemontate, acolo unde este posibil, înspaţiul liber.

Criterii de proiectare pentru sprinklerede raft – intensitatea de stropire


Alegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriTrasarea retelelor de alimentare cu apaVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei

Calculul instalatiei de stingere a incendiilor cu sprinklereVerificarea intensitatii de stropire

Se cunosc: tipul de sprinkler (k) intensitatea de stingere

Se considera relatia de calcul pentru debitul sprinkleruluiSe determina presiunea de lucru (utila) pentru sprinklerulcel mai dezavantajatSe determina cele mai dezavantajate 4 sprinklere dinreteaSe calculeaza intensitatea de stropire pentru cele 4 sprinklere

Debitul sprinklerelor – SR 12845 Definitie

Intensitatea de stropire si intensitatea de stingere cu apă - definitii

Intensitatea de stropire cu apă ii la funcţionarea unui singur sprinkler având debitul specific qispk în l/s, este dată de relaţia:

[l/sm2]

Intensitatea de stropire minima is este dată de relaţia:

[l/sm2]

în care q1spk,min este debitul specific al sprinklerului amplasat în poziţia cea mai dezavantajoasă din punct de vedere hidraulic (în punctul cel mai înalt şi mai îndepărtat de punctul de alimentare cu apă a instalaţiei), în l/s.Conditia esentiala pentru stingerea incendiilor este:

Aşadar, pentru stingerea incendiului este necesar ca:valorile intensităţilor de stropire > valorile intensităţilor de stingere.

i

spki A

qi 1=

p

spki A

qi min1

min, =

si ii ≥min,

Stabilirea presiunii minime necesare la un sprinklerAc – aria aferenta unui sprinkler (cel mai dezavantajat), de pe plan;

Stabilirea presiunii minime necesare la un sprinklerAc – aria aferenta unui sprinkler (cel mai dezavantajat), de pe plan;Se stabileste presiunea minima la sprinklere din conditiai stropire ≥ i stingere

i stropire = Q1spk/Ac (intensit asigurata de sprinkler)i stingere – din normeq1spk

Valoarea p obtinuta se rotunjesteSe determina debitul unui sprinkler, cu valoarea p determinanta anteriorATENTIE LA UNITATILE DE MASURA UTILIZATE!!!!

[l/s] [l/min], ,1 pKq spk =

si Materiale combustibile ce ard sau secţiide producţie în care s-a produs incendiul [l/s⋅m2] [l/s⋅m] pulv[l/s⋅m2]

pri

[l/s⋅m2]

Acoperişuri mari combustibile 0,13-0,15 0,65-0,75 0,13-0,15 0,07

Anvelope din cauciuc 0,2 1,1 0,15 0,1

Baza metalică neizolată a unor coloane sau vase tehnologice - - - 0,08

Benzi rulante - - - 0,17

Bumbac afânat 0,08 - 0,03 0,015

Cabluri electrice cu izolaţia combustibilă 0,25 - 0,2 0,1

Carbolit 0,06 -

Cărţi pe rafturi din lemn 0,04 - 0,03 -

Celuloză afânată 0,05 - 0,04 -

-

1,2 -

0,6 l/s⋅m

- 0,6 - -

Cherestea în stive cu spaţii intermediare între acestea:

- până la 10m

- până la 25m

- până la 40m - 0,2 - - Clădiri de producţie având gradul III, IV sau V de rezistenţă la foc 0,06-0,2 0,4-0,5 0,13 0,07

Corpul avioanelor 0,3 - 0,2 0,1

Diverse materiale în exteriorul carcasei navelor 0,2 - 0,18 0,1

Diverse materiale în interiorul carcasei navelor 0,11 - 0,8 0,05

Deşeuri de mase plastice 0,2 - 0,1 0,05

Elemente orizontale combustibile sau materiale protejate prin proiect cu instalaţii fixe de stingere

- - - 3,015,05,02,0

−−

Garaje 0,1 - 0,05 0,03

Intensitateade stingere, NP086/05

Valoareobligatorie

Intensitatea de stingere sau densitatea de calcul – SR EN 12845 – valoare recomandata

Intensitatea de stropire sau densitate de calcul, sprinklere recomandate (k – factor nominal) – SR 12845

Conditii de presiune minima asiguratala sprinklerul cel mai dezavantajat

Presiunea utila la sprinklere are urmatoareavaloare minima:

0,70 bar în LH;0,35 bar în OH;0,50 bar în HHP şi HHS excepţie făcândsprinklerele instalate în raft;2,00 bar pentru sprinklerele instalate în raft.

Verificarea intensitatii de stropire

Se considera cele mai dezavantajate 4 sprinklereSe delimiteaza aria lor de declansare

norme)din (4

,4,3,2,1stingere

spkspkspkspkstropire i

Sqqqq

i ≥+++

=

Verificarea intensitatii de stropire

norme)din (4

,4,3,2,1stingere

spkspkspkspkstropire i

Sqqqq

i ≥+++

=


Alegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea retelei


Configuratie retele sprinklere

Retele de alimentare cu apa pentrusprinklere


Schema izometrica

Numarul de sprinklere simultanNumărul n de sprinklere care funcţionează simultan (din numărul total N de sprinklere

montate în instalaţie) amplasate în aria de declanşare As dintr-un compartiment de incendiu al clădirii, se determină cu relaţia:

(2.53)

p

s

AAn =

Numarul de sprinklere simultan


Alegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul alinstalatieiDimensionarea retelei

Debitul de calcul al conductelor

a. debite de calcul pentru dimensionarea conductelor Debitul de calcul necesar dimensionării conductelor, Qis, se determină considerând

funcţionarea simultană a sprinklerelor amplasate în aria A, de declanşare a sprinklerelor dintr-un compartiment de incendiu al clădirii, cu relaţia:

[l/s] (2.54)

în care:

n este numărul sprinklerelor prevăzute să funcţioneze simultan — montate în aria de declanşare As — determinat cu relaţia (2.53);

qisj — debitul specific pentru un sprinkler determinat cu relaţia (2.50).

∑=

=n

jisjis qQ

1


Alegerea intensitatii de stingereAlegerea tipului de sprinklere (k, p)Amplasarea sprinklerelor pe planuriVerificarea intensitatii de stropireDeterminarea ariei de declansare simultanaStabilirea zonei de calculDeterminarea debitului de calcul al instalatieiDimensionarea reteleiEchipamente de control si semnalizareGospodaria de incendiu

curs 4 icpi sprinklere -01_2013 2p.pdf

Documents