A sprinkler berendezés működése
A berendezés működését először egy, vízforrásként a városi vízhálózatot használó, nedves rendszeren nézzük meg, majd ezután sorra vesszük az egyéb típusok – száraz rendszer, elővezérelt rendszer -, valamint az egyéb vízforrások által adott lehetőségeket.
Nedves rendszer, vízforrásként városi vízhálózatot alkalmazva:
A sprinklerberendezés egy nyomás alatt álló, zárt csőrendszer. A rendszer állandó készenléti nyomását esetünkben a városi vízhálózat nyomása biztosítja. A sprinkler szórófejekben a víznyomásnak ellenálló dugót valamilyen, hőre érzékeny betét tartja a helyén; napjainkban a legelterjedtebb egy folyadékkal töltött üvegfiola, mely adott hőmérsékleten szétrobban, így a dugót a víz nyomása szabadon kilökheti, és a víz útja szabaddá válik. (A sprinkler szórófej oldási hőmérséklete több fokozatban 54 Celsius foktól akár 260 fokig terjedhet, az általánosan elterjedt oldási hőmérséklet 68 Celsius fok.)
- kép: Álló szórófej
A működésből látható, hogy a sprinkler berendezés csak ott működik, ahol tűz van, vagyis ahol a szórófejek környezetében a hőmérséklet meghaladja az oldási hőmérsékletet. Amennyiben a tűz megfékezésére elegendő egy szórófej nyitása, úgy több nem is nyit. Ha egy nem elegendő, akkor annyi szórófej nyit, amennyi a tűz terjedését meggátolja. A statisztikák szerint a tűzesetek döntő többségében 5, vagy annál kevesebb szórófej old ki, amit természetesen az is befolyásol, hogy milyen jellegű létesítményben alakul ki a tűz.
A berendezés és ezáltal a működési folyamat fontos eleme a riasztószelep. A riasztószelep a sprinkler hálózat kiinduló pontján helyezkedik el, a sprinkler központban. A riasztószelep gyakorlatilag egy visszacsapó szelep, mely alaphelyzetben zárva van, majd mikor egy vagy több szórófej kinyit, akkor a vízáram nyitja a riasztószelepet. A riasztószelep azért fontos, és abban tud többet egy általános visszacsapó szelepnél, hogy egyrészt elektronikus vészjelet képes adni – általában a tűzjelző rendszer felé érdemes – másrészt a vízáramlást kihasználva egy vízmotoros riasztócsengő mechanikus hangot is ad a rendszer nyitása esetén.
- kép: Függő szórófej
Esetünkben a szükséges vízmennyiséget a szükséges nyomáson a városi vízhálózat szolgáltatja. Ahhoz, hogy a városi vizet használhassuk, meg kell bizonyosodni afelől, hogy a vízhálózat képes szolgáltatni a kockázat besorolás és a rendszer hidraulikai sajátosságaiból adódó vízmennyiséget a szükséges nyomáson. Ha ez lehetséges, akkor ez a legegyszerűbb és legolcsóbb vízforrás, ám korlátozott vízszállítási teljesítménye és alacsony biztonsága miatt csak szűk körben alkalmazható, például mélygarázsok ellátására bizonyos esetekben.
- kép: Rejtett szórófej
Egyéb, gyakran használt vízforrások
Légnyomásos víztartály
A légnyomásos víztartály egy 6-7m hosszú, 2-3m átmérőjű tartály, melyben 15-25 m3 víz van. A rendszer nyomását a víz felett lévő levegő nyomása biztosítja. A tartályban lévő készenléti nyomás, mely az egész hálózat készenléti nyomását biztosítja, általában 10 bar. A készenléti levegőnyomást kompresszor biztosítja.
Amikor egy szórófej kiold, a tartályban lévő levegő nyomása szállítja a vizet. Mivel a tartályban lévő levegő mennyiségének el kell érnie a vízmennyiség egyharmadát, így a rendszer nyomása még a tartály kiürülésekor is eléri a készenléti nyomás 25%-át, de nyilvánvaló, hogy a víz intenzitása a kezdetben a legnagyobb. A légnyomásos víztartály előnye, hogy maximális biztonságot nyújt. Hátránya a jelentős helyigény, valamint hogy csak bizonyos kockázatok esetén lehet alkalmazni. Leggyakrabban kettős vízforrás igény esetén alkalmazzák, személyvédelmi rendszerek esetén szállodákban, irodákban, stb.
Magastartály
A szabvány megengedi magastartály(ok) alkalmazását; ilyenkor a szükséges vízmennyiséget egy olyan tartályban helyezzük el, amelynek fenékszintje annyival magasabban helyezkedik el a legmagasabb sprinklerfejnél, hogy a szükséges víznyomást a hidrosztatikai nyomás biztosítja. A gyakorlatban nem elterjedt az alkalmazása, tekintve, hogy legkevesebb 15-25 m szintkülönbségre van szükség, ami a minimum 60-70 m3 vízigény esetén ritkán oldható meg gazdaságosan.
Szivattyúk
A szivattyúk szívhatják a városi vízhálózat vizét is, vagyis gyakorlatilag nyomásfokozóként működnek olyan helyzetekben, amikor a városi hálózat képes ugyan szolgáltatni a szükséges vízmennyiséget, de nem áll rendelkezésre a szükséges víznyomás. Ezen felül szívhatnak épített víztározókból, vagy akár természetes vizekből, tavakból is.
A legelterjedtebb vízforrás az épített víztározóból szívó szivattyú. A rendszer készenléti nyomását ilyenkor egy kis teljesítményű nyomásfokozó szivattyú biztosítja, amely adott nyomáson (pl. 9 bar) bekapcsol, és adott nyomáson (pl.10 bar) kikapcsol. A nyomástartó szivattyúra az esetleges hőingadozások, illetve a kisebb csepegések miatt van szükség. A nyomástartó szivattyú úgy van kialakítva, hogy csak kis vízmennyiséget képes szállítani, így amikor egy szórófej kiold a hálózatban, a nyomás esni kezd. Adott nyomáson (ami alacsonyabb a készenléti nyomásnál, pl. 7 bar) a sprinkler szivattyú egy nyomáskapcsoló jelére beindul, és szolgáltatja a hidraulikai számítások során meghatározott vízmennyiséget és nyomást. Abban az esetben, ha tartalékszivattyút is használunk – például személyvédelem esetén -, a tartalékszivattyú nyomáskapcsolóját egy alacsonyabb nyomásra állítjuk be.
A szivattyúk lehetnek villamos, vagy dízel hajtásúak is. Villamos szivattyúk esetén alkalmazhatunk búvárszivattyút is, amit közvetlenül a víztartályba telepítünk.
Szívóüzemű szivattyúk esetén a szivattyú gépházat közvetlenül a víztartály mellé szerencsés telepíteni.
Fontos megemlíteni, hogy a jelenleg hatályos MSZ EN 12845 szabvány szerint, amely alapján Magyarországon a sprinkler berendezéseket tervezni és telepíteni kell, a sprinkler-szivattyú központoknak a szabadba kell nyílniuk. Ez alól az OKF ugyan adhat felmentést, de ez körülményes, és többnyire csak annyi érhető el, hogy a füstmentes lépcsőházból nyílik a szivattyú központ. Belvárosi épületek esetén, főleg ha meglévő épületet alakítanak át, ez nehezen megoldható.
Vízforrások biztonsága
A létesítmény jellegéből adódóan használhatunk egyszeres-, fokozott biztonságú-, illetve kettős- vagy kombinált vízforrást.
A vízforrásokat illetően szerencsés, ha még az építési engedélyeztetési szakaszban egyeztetünk a területileg illetékes tűzvédelmi hatósággal.
Sprinklerberendezés típusok
Nedves rendszer
Az eddigiekben kizárólag a nedves sprinkler berendezésekről szóltunk. A nedves sprinkler berendezések érzékenyek a fagyra, így a fagyveszélyes területeken más megoldást kell alkalmazni.
Száraz rendszer
A száraz rendszer szintén egy nyomás alatt lévő hálózat, azzal a különbséggel, hogy a hálózatban nyomás alatt lévő levegő van a speciális száraz riasztószelep hálózat felőli oldaláig. A száraz rendszer vízellátás felőli oldalán már víz található. A száraz szelep úgy van kialakítva, hogy a kompresszorral fenntartott levegőoldali készenléti nyomás képes ellenállni a vízellátás felőli, nyomástartó szivattyúval fenntartott nyomásnak. Mikor egy szórófej kiold, a levegő szökik, és a légnyomás olyannyira lecsökken, hogy a száraz riasztószelep nyit, és a rendszert elárasztja vízzel, innentől az oltás azonos a nedves rendszerével.
A száraz rendszerek problémája, hogy teljes mértékben üríthetőknek kell lenniük, vagyis lejtésben kell szerelni a hálózatot. Ez az egyéb szakágakkal való ütközések elkerülésében csökkenti a rendszer flexibilitását. További hátránya, hogy a rendszer késéssel kezd oltani, így a szabvány közel 30%-kal nagyobb víz- és szivattyúigényt ír elő.
A típusú elővezérelt rendszer
Azokban az esetekben, amelyekben a sprinkler berendezés téves működése esetén – például egy mechanikai sérülés okán nyíló sprinkler – a várható vízkár túlzott anyagi kárt okozhatna, A típusú elővezérelt rendszert alkalmazunk. Ilyenkor egy olyan száraz rendszerről beszélünk, ahol a riasztószelepet kizárólag a tűzjelző jele nyitja. Így ha egy sprinkler szórófej nem tűz okán old ki, akkor a rendszerből csak a levegő áramlik ki, a szelep azonban nem nyit, így vízkárt nem okoz.
B típusú elővezérelt rendszer
Azokban az esetekben használjuk, ha fagyveszély van, ám a kockázat szintje megkövetelné a nedves rendszer alkalmazását. Ebben az esetben szintén egy száraz rendszerről beszélünk, de a riasztószelep nyitását nemcsak a levegőoldali nyomásesés idézheti elő (mint a hagyományos száraz rendszernél), hanem a tűzjelző berendezés vészjelére is nyit a szelep.
Mivel a gyakorlatban a tűzjelző berendezés hamarabb érzékeli a tüzet, mint ahogyan a sprinklerfej kioldana, a riasztószelep már akkor nyit, mikor a tűzjelzés beérkezik. Mivel a levegő nyomása jelentősen alacsonyabb a víz nyomásánál, így a szelep nyomásával a hálózat jelentős része elárasztódik vízzel, így a sprinkler szórófejek kioldásakor a rendszer már kvázi nedves rendszerként, késlekedés nélkül képes oltani. Amennyiben a tűzjelző rendszer valamilyen oknál fogva nem működik, úgy a rendszer tűz esetén is működik, igaz, csak mint hagyományos száraz rendszer. Hátránya, hogy ugyanúgy lejtéssel, üríthetőnek kell szerelni, mint a száraz rendszereket. Előnye, hogy nagy biztonságot nyújt, így a száraz rendszereknél szükséges 30%-os víztöbbletet a szabvány nem írja elő. Fontos, hogy a tervezés során a tűzjelző rendszerrel egyeztetve legyen.
Gyakran használt sprinkler szórófejek
- Álló szórófej: álmennyezet nélküli területeken, a födém alá 10-30 cm-re szerelve használjuk. (1. kép)
- Függő szórófej: álmennyezetek esetén használjuk a függő szórófejeket. Ebben az esetben a sprinkler hálózat az álmennyezet fölött, takarva van, és az álmennyezetben csak maga a szórófej jelenik meg. (2. kép)
- Rejtett szórófej: fokozott esztétikai igények mellett lehetőség van olyan – álmennyezeti – szórófejek alkalmazására is, amelyekből az álmennyezeten csak egy kis, esztétikus fedlap látszik. A fedlap kis forrasszal van a sprinkler házához rögzítve, ami a sprinkler oldási hőmérséklete alatt elenged. A fedlap leesik, és a sprinkler szórótányérja kicsúszik a helyére. Innentől hagyományos függő szórófejként működik. (3. kép)
- Oldalfali szórófej: az oldalfali szórófej nem az álmennyezetbe, hanem a helyiség falába van telepítve, természetesen ebben az esetben is közel (10-20 cm) a födém vagy az álmennyezet síkjához. (4. kép)
- Kiterjesztett szórásfelületű oldalfali szórófej: leggyakrabban szállodákban alkalmazott oldalfali szórófej, amely a fal síkjától számítva akár 6-7 m távolságban is képes oltani.
- Száraz szórófej: olyan esetekben alkalmazható, ahol egy kisebb, fagyveszélyes teret védünk egy nagyobb, nem fagyveszélyes területen belül, mint pl. egy fagyasztó helyiség.
- kép: Oldalfali szórófej
Szabványok, előírások
A gyakorlatban jelenleg hazánkban az MSZ EN 12845 nemzeti szabvány szerint tervezzük a sprinkler oltóberendezéseket. Amennyiben a megrendelő igényei úgy kívánják, gyakran használatosak még az NFPA13 (USA) előírásai, az FM (USA) előírásai, a VDS (Németország) előírásai.
Abban az esetben, ha a nemzeti szabványtól eltérünk, minden esetben az OKF-hez kell fordulni.