Aspersor de incêndio - Fire sprinkler

Um extintor de incêndio montado no teto

Um sprinkler ou cabeçote de sprinkler é o componente de um sistema de sprinklers que descarrega água quando os efeitos de um incêndio são detectados, como quando uma temperatura predeterminada é excedida. Os sprinklers são amplamente usados ​​em todo o mundo, com mais de 40 milhões de sprinklers instalados a cada ano. Em edifícios protegidos por sprinklers contra incêndio devidamente projetados e mantidos, mais de 99% dos incêndios foram controlados apenas por sprinklers.

História

Em 1812, o inventor britânico Sir William Congreve patenteou um sistema de sprinklers manual usando tubos perfurados ao longo do teto. Quando alguém percebeu um incêndio, uma válvula fora do prédio poderia ser aberta para enviar água pelos canos. Pouco tempo depois, como resultado de uma grande fábrica de móveis que incendiou várias vezes, Hiram Stevens Maxim foi consultado sobre como evitar a recorrência e inventou o primeiro sprinkler automático contra incêndio. Isso apagaria as áreas que estavam pegando fogo e denunciaria o incêndio ao corpo de bombeiros. Maxim não conseguiu vender a ideia em outro lugar, embora quando a patente expirou, a ideia foi usada.

Henry S. Parmalee, de New Haven, Connecticut, criou e instalou o primeiro sistema automático de sprinklers contra incêndio em 1874, usando solda que derreteu em um incêndio para abrir buracos nas tubulações de água, de outra forma seladas. Ele era o presidente da Mathusek Piano Works e inventou seu sistema de sprinklers em resposta às taxas de seguro exorbitantes. Parmalee patenteou sua ideia e teve grande sucesso com ela nos Estados Unidos, chamando sua invenção de "extintor de incêndio automático". Ele então viajou para a Europa para demonstrar seu método para parar um incêndio em um prédio antes da destruição total.

A invenção de Parmalee não recebeu tanta atenção quanto ele havia planejado, pois a maioria das pessoas não tinha dinheiro para instalar um sistema de sprinklers. Assim que percebeu isso, ele voltou seus esforços para educar as seguradoras sobre seu sistema. Ele explicou que o sistema de sprinklers reduziria a taxa de sinistralidade e, assim, economizaria dinheiro para as seguradoras. Ele sabia que nunca conseguiria obter contratos dos proprietários de negócios para instalar seu sistema, a menos que pudesse garantir a eles um retorno razoável na forma de prêmios reduzidos.

Nesse sentido, conseguiu despertar o interesse de dois homens, ambos com vínculos no setor de seguros. O primeiro deles foi o Major Hesketh, um fiador de algodão em uma grande empresa em Bolton que também foi presidente da Bolton Cotton Trades Mutual Insurance Company. Os diretores desta empresa e seu secretário, Peter Kevan, se interessaram pelos primeiros experimentos de Parmalee. Hesketh conseguiu para Parmalee seu primeiro pedido de instalações de sprinklers nas fiações de algodão da John Stones & Company, em Astley Bridge, Bolton. Isso foi seguido logo depois por uma encomenda da Alexandra Mills, de propriedade de John Butler da mesma cidade.

Um anúncio de sprinkler automático Grinnell de 1897

Embora a Parmalee tenha conseguido duas vendas por meio de seus esforços, a Bolton Cotton Trades Mutual Insurance Company não era uma empresa muito grande fora de sua área local. Parmalee precisava de uma influência mais ampla. Ele encontrou essa influência em James North Lane, gerente da Mutual Fire Insurance Corporation de Manchester . Esta empresa foi fundada em 1870 pelas Associações de Fabricantes de Têxteis de Lancashire e Yorkshire como um protesto contra as altas taxas de seguro. Tiveram uma política de incentivo à gestão de riscos e, principalmente, ao uso dos aparelhos mais atualizados e científicos para a extinção de incêndios. Embora ele tenha colocado um tremendo esforço e tempo para educar as massas sobre seu sistema de sprinklers, em 1883 apenas cerca de 10 fábricas eram protegidas pelo sprinkler de Parmalee.

De volta aos EUA, Frederick Grinnell , que estava fabricando o sprinkler Parmalee, projetou o sprinkler Grinnell mais eficaz. Ele aumentou a sensibilidade removendo a junta fusível de todo contato com a água e, colocando uma válvula no centro de um diafragma flexível , ele aliviou a junta soldada de baixa fusão da pressão da água. Desta forma, a sede da válvula foi forçada contra a válvula pela pressão da água, produzindo uma ação de autofechamento. Quanto maior a pressão da água, mais apertada é a válvula. O diafragma flexível tinha uma função adicional e mais importante. Isso fez com que a válvula e sua sede se movessem para fora simultaneamente até que a junta de solda fosse completamente cortada. Grinnell obteve uma patente para sua versão do sistema de sprinklers. Ele também levou sua invenção para a Europa, onde foi um sucesso muito maior do que a versão Parmalee. Eventualmente, o sistema Parmalee foi retirado, abrindo o caminho para Grinnell e sua invenção.

Regulamentos dos EUA

As diretrizes de aplicação e instalação de sprinklers de incêndio e as diretrizes gerais de projeto de sistema de sprinklers são fornecidas pela National Fire Protection Association (NFPA) 13, (NFPA) 13D e (NFPA) 13R e aplicadas pelas jurisdições locais.

Certos estados, incluindo Califórnia , Pensilvânia e Illinois exigem sprinklers em pelo menos algumas novas construções residenciais.

Os sprinklers de incêndio podem ser automáticos ou com orifício aberto. Os sprinklers automáticos usam um elemento fusível que é ativado a uma temperatura predeterminada. O elemento fusível derrete ou tem um bulbo de vidro contendo um líquido frangível que quebra, fazendo com que a pressão da água na tubulação do sprinkler empurre um tampão para fora do orifício do sprinkler, resultando em borrifos de água do orifício. O fluxo de água atinge um defletor que transforma a água em um padrão de pulverização projetado para apoiar os objetivos do tipo de sprinkler (ou seja, controle ou supressão). Os aspersores modernos são projetados para direcionar a pulverização para baixo. Bicos de pulverização estão disponíveis para fornecer pulverização em várias direções e padrões. A maioria dos sprinklers automáticos opera individualmente em caso de incêndio. Ao contrário da representação cinematográfica, todo o sistema de sprinklers não é ativado ao mesmo tempo, a menos que o sistema seja um tipo especial de dilúvio.

Sprinklers de orifício aberto são usados ​​apenas em sistemas de pulverização de água ou sistemas de sprinklers de dilúvio. Eles são idênticos ao sprinkler automático no qual se baseiam, com o elemento operacional sensível ao calor removido.

Os sprinklers automáticos que utilizam lâmpadas quebráveis ​​seguem uma convenção de codificação de cores padronizada que indica sua temperatura operacional . As temperaturas de ativação correspondem ao tipo de perigo contra o qual o sistema de sprinklers protege. As ocupações residenciais são fornecidas com um tipo especial de sprinkler de resposta rápida com o objetivo exclusivo de segurança à vida (um sprinkler residencial tem um padrão de descarga mais alto do que um sprinkler de spray padrão e também foram desenvolvidos especificamente para descarregar água mais alto nas paredes em para manter as temperaturas do gás no teto mais baixas).

Sprinklers de resposta rápida

O padrão NFPA # 13 foi revisado em 1996 para exigir sprinklers de resposta rápida em todos os edifícios com classificação de ocupação de risco leve.

A edição de 2002 da norma NFPA # 13, seção 3.6.1, define sprinklers de resposta rápida como tendo um índice de tempo de resposta (RTI) de 50 (metros-segundos) ^1/2 ou menos. RTI é uma medida de quão termicamente responsivo é o elemento termicamente responsivo do sprinkler, medido como o tempo necessário para aumentar a temperatura do bulbo do sprinkler para 63% da temperatura do fluxo de ar quente vezes a raiz quadrada da velocidade de o fluxo de ar.

O termo resposta rápida refere-se à listagem de todo o sprinkler (incluindo espaçamento, densidade e localização) e não apenas ao elemento de liberação de resposta rápida. Muitos sprinklers de resposta padrão, como sprinklers de risco comum de cobertura estendida (ECOH), têm resposta rápida (elementos de baixa massa térmica) para passar em seus testes de incêndio. Sprinklers de resposta rápida estão disponíveis com defletores de spray padrão, mas também estão disponíveis com defletores de cobertura estendida.

Operação

Pulverizador padrão com uma lâmpada azul indicando uma alta temperatura de liberação

Cada sprinkler de cabeça fechada é mantido fechado por um bulbo de vidro sensível ao calor (veja abaixo) ou um elo de metal de duas partes mantido junto com uma liga fusível , como o metal de Wood e outras ligas com composições semelhantes. O bulbo de vidro ou link aplica pressão a uma tampa de tubo que atua como um tampão que impede o fluxo de água até que a temperatura ambiente ao redor do sprinkler alcance a temperatura de ativação projetada para o sprinkler individual. Como cada sprinkler é ativado independentemente quando o nível de calor predeterminado é atingido, o número de sprinklers que operam é limitado apenas àqueles próximos ao fogo, maximizando assim a pressão de água disponível sobre o ponto de origem do fogo.

O líquido no bulbo de vidro é codificado por cores de acordo com sua classificação de temperatura de exibição.

O bulbo quebra como resultado da expansão térmica do líquido dentro do bulbo. O tempo que leva para que uma lâmpada se quebre depende da temperatura. Abaixo da temperatura de design, ele não quebra, e acima da temperatura de design, ele quebra, levando menos tempo para quebrar conforme a temperatura aumenta acima do limite de design. O tempo de resposta é expresso como um índice de tempo de resposta (RTI), que normalmente tem valores entre 35 e 250 m ^½ s ^½ , onde um valor baixo indica uma resposta rápida. De acordo com os procedimentos de teste padrão (135 ° C em ar a uma velocidade de 2,5 m / s), uma lâmpada de sprinkler de 68 ° C quebrará em 7 a 33 segundos, dependendo do RTI. O RTI também pode ser especificado em unidades imperiais, onde 1 pé ^½ s ^½ é equivalente a 0,55 m ^½ s ^½ . A sensibilidade de um sprinkler pode ser afetada negativamente se o elemento térmico for pintado.

Da Tabela 6.2.5.1 Edição NFPA 13 2007 indica a temperatura máxima do teto, temperatura nominal de operação do sprinkler, cor do bulbo ou link e a classificação de temperatura.

Tipos

Existem vários tipos de sprinklers:

• Resposta rápida
• Resposta padrão
• CMSA (aplicativo específico do modo de controle)
• residencial
• ESFR (resposta rápida de supressão precoce)

ESFR

ESFR (resposta rápida de supressão precoce) refere-se a um conceito e a um tipo de sprinkler. "O conceito é que a resposta rápida dos sprinklers pode produzir uma vantagem em um incêndio se a resposta for acompanhada por uma densidade de descarga efetiva - ou seja, um spray de sprinkler capaz de lutar para descer através da pluma de fogo em quantidades suficientes para suprimir a queima pacote de combustível. " O sprinkler que foi desenvolvido para este conceito foi criado para uso em estantes altas.

Os sprinklers ESFR foram desenvolvidos na década de 1980 para aproveitar as vantagens da mais recente tecnologia de sprinklers de resposta rápida para fornecer supressão de incêndios de riscos de incêndio específicos de alto desafio . Antes da introdução desses sprinklers, os sistemas de proteção eram projetados para controlar os incêndios até a chegada do corpo de bombeiros .

Veja também

Referências

links externos

• Baker Jr., Weston (10 de maio de 2012). "The Whys Behind FM Global Data Sheets 2-0 and 8-9" . Engenharia de proteção contra incêndio (2). Arquivado do original em 5 de junho de 2014 . Recuperado em 21 de dezembro de 2019 .
• Kung, HC (1 de janeiro de 2011). "Uma perspectiva histórica sobre a evolução do design de sprinklers de armazenamento" . Engenharia de proteção contra incêndio (1). Arquivado do original em 12 de junho de 2014 . Recuperado em 21 de dezembro de 2019 .