Dla bezpieczeństwa pożarowego – tryskacze

Tryskacz to istotny element instalacji przeciwpożarowej. Zapewnia on rozprowadzanie wody jaka znajduje się w rurociągach instalacji po powierzchni obiektu, gdzie został wykryty pożar. Rodzaj tryskaczy, a także sposób rozmieszczania oraz obliczenia wynikają z przepisów przeciwpożarowych i budowlanych.

Typowy tryskacz bazuje na korpusie z gwintem, deflektorze oraz elemencie termoczułym. Jak wiadomo woda w instalacji tryskaczowej jest pod ciśnieniem. Jeżeli dojdzie do wybuchu pożaru element termoczuły w postaci ampułki (tryskacze ampułkowe), topik (tryskacze topikowe) lub element bimetaliczny (tryskacze bimetaliczne) pod działaniem wysokiej temperatury lub ognia, czy też gorących dymów pęka lub topi się powodując uwolnienie wody. Na uwagę zasługuje specjalna konstrukcja deflektora. Jest to tak zwany talerz rozprysku umożliwiający znaczne powiększenie zasięgu działania strumienia wody gaśniczej. Należy podkreślić, że nie ma możliwości powtórnego wykorzystania tryskacza. Spektrum zastosowania instalacji tryskaczowych jest bardzo szerokie. Znajdują one bowiem uznanie w elektrowniach i elektrociepłowniach, na przenośnikach taśmowych, transformatorach, rafineriach i zbiornikach paliw, a także lakierniach, zakładach utylizacji odpadów oraz w przemyśle drzewnym i spożywczym. Instalacje tryskaczowe montowane są zarówno jako systemy samodzielne oraz będące elementem szerszych systemów zabezpieczeń z uwzględnieniem detekcji, sygnalizacji i gaszenia pożaru, oświetlenia ewakuacyjnego i awaryjnego, a także oddymiania i wentylacji, monitoringu wideo oraz zarządzania kontrolą dostępu.

Rodzaje instalacji tryskaczowych

Na rynku oferuje się kilka rodzajów instalacji tryskaczowej. Tak też instalacje wodne stale wypełnione wodą stosuje się na potrzeby ochrony przestrzeni z dodatnią temperaturą, która nie przekracza 95°C. Nie mniej ważne są również systemy powietrzne bazujące na wodzie pod ciśnieniem. Istotną rolę odgrywa tutaj zawór kontrolnopomiarowy. Do chwili zadziałania systemu tryskaczowego instalacja ma w sobie powietrze. Systemy tego typu znajdują zastosowanie w instalacjach chroniących przestrzeń gdzie jest prawdopodobieństwo wystąpienia ujemnej temperatury otoczenia lub takiej, która przekracza 95°C. Nie brakuje również systemów mieszanych. Są to instalacje wodno-powietrzne, z zaworem kontrolno- alarmowym wodno-powietrznym lub z kombinacją zaworu kontrolnoalarmowego wodnego i powietrznego. Podczas zimy instalacja działa jako urządzenie powietrzne, natomiast w pozostałym okresie jest systemem wodnym. Ponadto niejednokrotnie zastosowanie znajdują instalacje wstępnie sterowane typu A, uruchamiane przez system sygnalizacji pożarowej, a nie w efekcie otwierania tryskaczy. Takie instalacje stosuje się w ochronie przestrzeni, w których przypadkowy wypływ wody może wywołać duże straty. Z kolei w systemach sterowanych typu B instalacja jest uruchamiania wraz z otwarciem tryskaczy lub zadziałania systemu sygnalizacji pożarowej. Instalacje tego typu uwzględnia się w aplikacjach związanych z ochroną przestrzeni zagrożonych szybkim rozwojem pożaru i wymagających urządzenia powietrznego.

Parametry tryskaczy

Jako najważniejsze parametry tryskaczy wymienia się przede wszystkim orientację, która może być wisząca, stojąca lub pozioma. Nie mniej istotna jest średnica przyłącza – DN10, DN15, DN20, DN25, a także współczynnik wypływu 57, 80, 115, 160, 202, 242, 363 oraz szybkość reagowania. Reagowanie może być standardowe, specjalne oraz szybkie. Trzeba mieć na uwadze temperaturę reagowania – 57, 68, 79, 93, 141, 182, 260°C, wykończenie (brąz, chrom, biały, czarny) oraz zastosowanie – standardowe, magazynowe, domowe (residental), suche.

Klasyfikacja tryskaczy

Biorąc pod uwagę przeznaczenie i sposób wykończenia trzeba mieć na uwadze fakt, że tryskacze chromowane, białe, czarne oraz schowane najczęściej znajdują zastosowanie w biurach. Z kolei w pomieszczeniach o neutralnym środowisku bardzo często wykorzystuje się tryskacze mosiężne. Tryskacze ze stali nierdzewnej, a także pokryte teflonem, poliestrem czy woskiem są przeznaczone do pomieszczeń, gdzie może wystąpić środowisko agresywne. Zgodnie z klasyfikacją NFPA przyjmuje się, że podstawowa temperatura zadziałania wynosi 68°C. Nieco inaczej dobierana jest temperatura w przypadku przekroczenia temperatury podstropowej powyżej 38°C. Z kolei dobierając tryskacze zgodnie z VdS konieczne jest dokonanie doboru tryskaczy o znamionowych temperaturach zadziałania, które są bliskie spodziewanym najwyższym temperaturom otoczenia, lecz wyższych od nich o nie mniej niż 30°C. Należy podkreślić, że w normalnych warunkach klimatu umiarkowane dobiera się temperatury zadziałania wynoszące 68-74°C. W przestrzeniach międzystropowych i międzypodłogowych bez wentylacji pod świetlikami lub dachami szklanymi itp. niejednokrotnie konieczny jest montaż tryskaczy z wyższymi temperaturami zadziałania wynoszącymi 93-100°C. Istotną rolę odgrywa odpowiedni dobór znamionowej temperatury otwarcia tryskaczy, które znajdują się w pobliżu pieców suszarniczych, a także urządzeń grzewczych i innych urządzeń wytwarzających ciepło.

Założenia projektowe

Za powierzchnię działania, jaka jest zakładana na etapie projektowania uznaje się powierzchnię, powyżej której zadziałają tryskacze na wypadek wystąpienia pożaru. Trzeba mieć również na uwadze maks. powierzchnię chronioną jednym tryskaczem. Powierzchnia ta wynosi 9-21 m² w przypadku tryskaczy innych niż przyścienne. Oprócz tego istotną rolę odgrywa minimalny czas zadziałania. Jest on podawany w minutach i określa minimalny czas zasilania urządzenia tryskaczowego. Ważna jest minimalna intensywność zraszania. Określa ona minimalne natężenie wypływu w mm/min. Oblicza się przy tym ilość wody jaka przypada w litrach na m2 powierzchni chronionej w jednostce czasu. Wartość ta z reguły wynosi 2,25-12,5 mm/min.

Trzeba mieć na uwadze zarówno odległość jak i rozstawienie tryskaczy uwzględniające pomiary wykonywane w płaszczyźnie poziomej. W odniesieniu do tryskaczy innych niż przyścienne projektowana odległość między główkami tryskaczy w przeciwległych płaszczyznach z reguły powinna wynosić 3,7-4,6 m. Dopuszczalne są również mniejsze odległości ale nie mniejsze niż 2 m. Rozstaw tryskaczy może być regularny lub nieregularny. Na etapie wymiarowania i doboru parametrów projektowanych zakłada się urządzenia wstępnie obliczone, gdzie część średnic brana jest z tablic a część jest obliczana. W innej metodzie urządzenia są całkowicie obliczone stąd też wszystkie średnice oblicza się hydraulicznie. Ponadto trzeba pamiętać, że straty ciśnienia w przewodach rurowych powstałe w efekcie tarcia nie mogą być wyższe niż straty wyznaczone ze wzoru Hazena-Williamsa. Prędkość przepływu wody w każdym zaworze lub każdym urządzeniu przeznaczonym do monitorowania przepływu nie może być większa niż 6 m/s i 10 m/s we wszystkich innych punktach. Zasilanie wodą należy tak zaprojektować aby uzyskać minimalne ciśnienie i natężenie przepływu, przy czym parametry określa się poprzez obliczenia hydrauliczne. Z kolei zasilanie wodą powinno uzyskać wydajność jaka wystarczy do zapewnienia minimalnego czasu działania 30 min dla kategorii LH i 90 min dla kategorii HHS.

Normy techniczne

Odpowiednie normy techniczne i przepisy prawa precyzują wymagania względem instalacji tryskaczowych. Przede wszystkim należy mieć na uwadze rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. Z dokumentu tego wynikają obiekty, które wymagają stosowania urządzeń gaśniczych. Wymagania przeciwpożarowe dla sieci wodociągowej i pompowni przeciwpożarowych wynikają z rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 lipca 2009 r. w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych. Ważne jest rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 16 czerwca 2003 r. w sprawie uzgodnienia projektu budowlanego pod względem ochrony przeciwpożarowej. Z kolei warunki dopuszczenia do stosowania wyrobów służących zapewnieniu bezpieczeństwa publicznego i ochronie zdrowia, życia oraz mienia wynikają z ustawy z 24 sierpnia z 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej. Warto wspomnieć o rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Na etapie wykonywania obliczeń najczęściej uwzględnia się normę PN-EN 12845. Bazując na tym dokumencie można określić klasyfikację zagrożeń, kwalifikację ogniową składowanych materiałów, wymaganą intensywność składowanych materiałów, a także ilość tryskaczy jaka jest konieczna do ochrony określonej powierzchni. Norma określa również zasilanie w wodę, rozstaw tryskaczy itp.

Podsumowanie

Jako najważniejsze elementy instalacji tryskaczowej wymienia się sieć rurociągów zapewniającą zaopatrywanie w wodę. Tryskacze, mocowane na rurach, rozmieszczane są w odpowiednich odległościach od siebie. Podczas pożaru otwierają się tryskacze umieszczone bezpośrednio w pobliżu ognia. Istotną rolę w tryskaczach odgrywa ampułka ze specjalnym płynem i niewielką ilością powietrza. Wraz ze wzrostem temperatury w ampułce zwiększa się jej objętość, przez co wzrasta ciśnienie i rośnie objętość. Ciśnienie wzrasta do momentu wchłonięcia powietrza zawartego w ampułce. Wraz ze wzrostem temperatury ampułka pęka i następuje otwarcie zamknięcia. Prace związane z zaprojektowaniem i wdrożeniem instalacji tryskaczowej najlepiej powierzyć firmie specjalizującej się w pracach w tym zakresie. W pierwszej kolejności opracowuje się koncepcję oraz niezbędne projekty po czym dobierane są i dostarczane kluczowe elementy instalacji. Istotną rolę odgrywa opracowanie i wdrożenie systemu sterowania, stworzenie wizualizacji systemu tryskaczowego oraz integracja instalacji z istniejącymi systemami bezpieczeństwa. Wykonywany jest również montaż, uruchomienie oraz serwis instalacji przeciwpożarowej.

Damian Żabicki