Sistema de extinção de incêndios - Fire sprinkler system
Um sistema de extinção de incêndios é um método ativo de proteção contra incêndio , que consiste em um sistema de abastecimento de água, fornecendo pressão e vazão adequadas a um sistema de tubulação de distribuição de água, ao qual os sprinklers são conectados. Embora historicamente usado apenas em fábricas e grandes edifícios comerciais, os sistemas para residências e pequenos edifícios estão agora disponíveis a um preço econômico. Os sistemas de sprinklers de incêndio são amplamente usados em todo o mundo, com mais de 40 milhões de sprinklers instalados a cada ano. Em edifícios totalmente protegidos por sistemas de sprinklers contra incêndio, mais de 96% dos incêndios foram controlados apenas por sprinklers.
História
Leonardo da Vinci projetou um sistema de irrigação no século 15. Leonardo automatizou a cozinha de seu cliente com um super-forno e um sistema de esteiras transportadoras. Em uma comédia de erros, tudo deu errado durante um grande banquete e começou um incêndio. "O sistema de irrigação funcionou muito bem, causando uma enchente que levou toda a comida e boa parte da cozinha."
Ambrose Godfrey criou o primeiro sistema de sprinklers automatizado bem-sucedido em 1723. Ele usou pólvora para liberar um tanque de fluido de extinção.
O primeiro sistema de sprinklers moderno reconhecível do mundo foi instalado no Theatre Royal, Drury Lane no Reino Unido em 1812 por seu arquiteto, William Congreve , e foi coberto pela patente nº 3.606 datada do mesmo ano. O aparelho consistia em um reservatório cilíndrico hermético de 400 barris (c. 95.000 litros) alimentado por um duto de água de 10 polegadas (250 mm) que se ramificava para todas as partes do teatro. Uma série de tubos menores alimentados pelo tubo de distribuição foram perfurados com uma série de orifícios de 1 ⁄ 2 polegadas (13 mm) que despejam água em caso de incêndio.
Frederick Grinnell melhorou o projeto de Henry S. Parmalee e em 1881 patenteou o sprinkler automático que leva seu nome. Ele continuou a melhorar o dispositivo e em 1890 inventou o aspersor de disco de vidro, essencialmente o mesmo que é usado hoje.
“Até a década de 1940, os sprinklers eram instalados quase exclusivamente para a proteção de edifícios comerciais, cujos proprietários geralmente conseguiam recuperar suas despesas com economias em custos de seguro. Com o passar dos anos, os sprinklers se tornaram equipamentos de segurança obrigatórios” em algumas partes da América do Norte , em certas ocupações , incluindo, mas não se limitando a "hospitais, escolas, hotéis e outros edifícios públicos" recém-construídos, sujeitos aos códigos de construção locais e fiscalização. No entanto, fora dos EUA e Canadá, os sprinklers raramente são obrigados por códigos de construção para ocupações de risco normal que não têm um grande número de ocupantes (por exemplo, fábricas, linhas de processo, pontos de venda, postos de gasolina, etc.)
Os sprinklers são agora comumente instalados em outros edifícios, incluindo escolas e instalações residenciais. Isso se deve em grande parte ao lobby da National Fire Sprinkler Network, da European Fire Sprinkler Network e da British Automatic Fire Sprinkler Association .
Os regulamentos de construção na Escócia e na Inglaterra exigem que sistemas de sprinklers contra incêndio sejam instalados em certos tipos de propriedades para garantir a segurança dos ocupantes.
Na Escócia, todas as novas escolas são protegidas por sprinklers, assim como as novas casas de repouso, habitações protegidas e prédios altos. Na Inglaterra, todos os edifícios altos com mais de 30 m devem ter proteção contra sprinklers. Em 2011, o País de Gales se tornou o primeiro país do mundo a tornar obrigatória a instalação de sprinklers em novas residências. A lei se aplica a casas e blocos de apartamentos recém-construídos, bem como a lares de idosos e residências universitárias. Esta lei entrou em vigor em setembro de 2013.
Uso
Os sprinklers têm sido usados nos Estados Unidos desde 1874 e foram usados em aplicações de fábricas onde os incêndios na virada do século eram frequentemente catastróficos em termos de perdas humanas e de propriedade. Nos EUA, sprinklers são necessários hoje em todos os novos edifícios altos e subterrâneos, geralmente 23 m acima ou abaixo do acesso do corpo de bombeiros, onde a capacidade dos bombeiros de fornecer mangueiras adequadas para incêndios é limitada.
Os sprinklers podem ter de ser instalados por códigos de construção ou podem ser recomendados por companhias de seguros para reduzir potenciais perdas de propriedade ou interrupção de negócios. Os códigos de construção nos Estados Unidos para locais de reunião, geralmente com mais de 100 pessoas, e locais com acomodação para pernoite, como hotéis , casas de repouso , dormitórios e hospitais geralmente exigem sprinklers de acordo com os códigos de construção locais, como condição de recebimento estadual e federal financiamento ou como requisito para obtenção de certificação (essencial para instituições que desejam treinar equipes médicas).
Regulamentos
Estados Unidos
A principal organização de redação do código de incêndio é a National Fire Protection Association ou NFPA. A NFPA define os padrões para os aspectos técnicos dos sprinklers instalados nos EUA. Os códigos de construção, que especificam quais edifícios exigem sprinklers, geralmente são deixados para as jurisdições locais. No entanto, existem algumas exceções:
Em 1990, o Congresso dos EUA aprovou o PL-101-391, mais conhecido como Hotel and Motel Fire Safety Act de 1990 . Esta lei exige que qualquer hotel, salão de reuniões ou instituição semelhante que receba fundos federais (ou seja, para pernoite de um viajante do governo ou uma conferência, etc.), deve atender a requisitos de segurança contra incêndio e outros. A mais visível dessas condições é a implementação de sprinklers. À medida que mais e mais hotéis e outras acomodações públicas atualizavam suas instalações para permitir a aceitação de visitantes do governo, esse tipo de construção se tornou a norma da indústria de fato - mesmo quando não era diretamente obrigatório por quaisquer códigos de construção locais.
Se os códigos de construção não exigem explicitamente o uso de sprinklers, o código geralmente torna altamente vantajoso instalá-los como um sistema opcional. A maioria dos códigos de construção dos Estados Unidos permite materiais de construção mais baratos, maiores limitações de área de piso, caminhos de saída mais longos e menos requisitos para construção à prova de fogo em estruturas protegidas por sprinklers. Conseqüentemente, o custo total da construção geralmente diminui com a instalação de um sistema de sprinklers e a economia em outros aspectos do projeto, em comparação com a construção de uma estrutura sem sprinklers.
Em 2011, a Pensilvânia e a Califórnia se tornaram os primeiros estados dos EUA a exigir sistemas de sprinklers em todas as novas construções residenciais. No entanto, a Pensilvânia revogou a lei no mesmo ano. Muitos municípios agora exigem sprinklers residenciais, mesmo que não sejam exigidos no nível estadual.
Europa
Na Noruega, a partir de julho de 2010, todas as novas moradias de mais de dois andares, todos os novos hotéis, lares de idosos e hospitais devem ter sprinklers. Outros países nórdicos exigem ou em breve exigirão sprinklers em novos lares de idosos e, na Finlândia, a partir de 2010, um terço dos lares de idosos foi reformado com sprinklers. Um incêndio em um centro de detenção de imigrantes ilegais no aeroporto de Schiphol, na Holanda, em 27 de outubro de 2005, matou 11 detidos e levou à reforma de sprinklers em todas as prisões de design semelhante na Holanda. Um incêndio no aeroporto de Düsseldorf em 11 de abril de 1996, que matou 17 pessoas, fez com que os sprinklers fossem reformados em todos os principais aeroportos alemães . A maioria dos países europeus também exige sprinklers em centros comerciais, em grandes armazéns e em edifícios altos.
O interesse renovado e o suporte para sistemas de sprinklers no Reino Unido resultaram em sistemas de sprinklers sendo instalados de forma mais ampla. Nas escolas, por exemplo, o governo emitiu recomendações por meio do Building Bulletin 100 , um guia de projeto para segurança contra incêndio em escolas, de que a maioria das novas escolas, exceto algumas escolas de baixo risco, deve ser construída com proteção por sprinklers. que a maioria das novas escolas deve ser construída com proteção por sprinklers. Em 2011, o País de Gales se tornou o primeiro país do mundo onde os sprinklers são obrigatórios em todas as novas residências. A lei se aplica a casas e blocos de apartamentos recém-construídos, bem como a lares de idosos e residências universitárias. Na Escócia, todas as novas escolas estão equipadas com sprinklers, assim como as novas casas de repouso, habitações protegidas e prédios altos.
No Reino Unido, desde a década de 1990, os sprinklers ganharam reconhecimento nos Regulamentos de Construção (Inglaterra e País de Gales) e Padrões de Construção Escoceses e, sob certas circunstâncias, a presença de sistemas de sprinklers é considerada uma forma de conformidade alternativa a algumas partes dos códigos. Por exemplo, a presença de um sistema de sprinklers geralmente permite dobrar os tamanhos dos compartimentos e aumentar as distâncias de deslocamento (para saídas de incêndio), bem como permitir uma redução na classificação de incêndio das paredes internas dos compartimentos.
Operação
Cada sprinkler de cabeça fechada é mantido fechado por uma lâmpada de vidro sensível ao calor ou por um elo de metal de duas partes mantido junto com uma liga fusível . O bulbo de vidro ou link aplica pressão a uma tampa de tubo que atua como um tampão que impede que a água flua até que a temperatura ambiente ao redor do sprinkler alcance a temperatura de ativação projetada para a cabeça do sprinkler individual. Em um sistema de sprinklers de tubulação úmida padrão, cada sprinkler é ativado independentemente quando o nível de aquecimento predeterminado é alcançado. Assim, apenas sprinklers próximos ao fogo irão operar, normalmente apenas um ou dois. Isso maximiza a pressão da água sobre o ponto de origem do incêndio e minimiza os danos causados pela água ao edifício.
A ativação de um sprinkler causará menos danos à água do que um jato de mangueira do corpo de bombeiros, que fornece aproximadamente 900 litros / min (250 galões americanos / min). Um sprinkler típico usado para ocupações de manufatura industrial descarrega cerca de 75-150 litros / min (20-40 galões americanos / min). No entanto, um sprinkler de resposta rápida de supressão precoce (ESFR) típico a uma pressão de 50 psi (340 kPa) descarregará aproximadamente 380 litros por minuto (100 US gal / min). Além disso, um sprinkler normalmente será ativado dentro de um a quatro minutos após o início do incêndio, enquanto normalmente leva pelo menos cinco minutos para um corpo de bombeiros registrar um alarme e dirigir até o local do incêndio, e mais dez minutos para configurar o equipamento e aplique jatos de mangueira ao fogo. Esse tempo adicional pode resultar em um incêndio muito maior, exigindo muito mais água para ser extinto.
Tipos
Cachimbo molhado
Por uma ampla margem, os sistemas de sprinklers de tubulação úmida são instalados com mais frequência do que todos os outros tipos de sistemas de sprinklers de incêndio. Eles também são os mais confiáveis, porque são simples, com os únicos componentes operacionais sendo os sprinklers automáticos e (comumente, mas nem sempre) a válvula de retenção de alarme automático. Um abastecimento automático de água fornece água sob pressão para a tubulação do sistema.
Anticongelante de tubulação úmida
Os sistemas úmidos podem ser carregados com um produto químico anticongelante, para uso onde os tubos não podem ser mantidos com segurança acima de 4 ° C (40 ° F).
Embora tais sistemas já fossem comuns em áreas frias, após vários incêndios causados por sistemas que executavam uma porcentagem muito alta de anticongelante, a autoridade reguladora dos Estados Unidos efetivamente proibiu novas instalações de anticongelante. Uma data de expiração de 2022 se aplica aos sistemas anticongelantes mais antigos nos EUA. Essa ação regulatória aumentou muito os custos e reduziu as opções de sistemas de sprinklers para clima frio.
Cano seco
Os sistemas de tubulação seca são o segundo tipo de sistema de sprinklers mais comum. Os sistemas de tubulação seca são instalados em espaços nos quais a temperatura ambiente pode ser fria o suficiente para congelar a água em um sistema de tubulação úmida, tornando o sistema inoperante. Os sistemas de tubulação seca são mais frequentemente usados em edifícios não aquecidos, em garagens de estacionamento, em copas externas anexadas a edifícios aquecidos (nos quais um sistema de tubulação úmida seria fornecido) ou em refrigeradores refrigerados . Em regiões que usam as regulamentações NFPA, os sistemas de tubulação úmida não podem ser instalados a menos que a faixa de temperatura ambiente permaneça acima de 40 ° F (4 ° C).
A água não está presente na tubulação até que o sistema opere; em vez disso, a tubulação é preenchida com ar a uma pressão abaixo da pressão do fornecimento de água. Para evitar que a pressão de fornecimento de água maior force a água prematuramente na tubulação, o projeto da válvula de tubo seco (um tipo especializado de válvula de retenção ) resulta em uma força maior no topo do tampão da válvula de retenção com o uso de um tampão de válvula maior área exposta à pressão do ar da tubulação, em comparação com a pressão mais alta da água, mas com área de superfície menor do tampão.
Quando um ou mais sprinklers automáticos são acionados, eles se abrem permitindo que o ar da tubulação seja liberado por aquele sprinkler. Cada sprinkler opera independentemente, à medida que sua temperatura sobe acima do limite de acionamento. Conforme a pressão do ar na tubulação cai, o diferencial de pressão na válvula da tubulação seca muda, permitindo que a água entre no sistema de tubulação. O fluxo de água dos sprinklers, necessário para controlar o incêndio, é atrasado até que o ar seja expelido dos sprinklers. Em regiões que usam as regulamentações NFPA 13, o tempo que a água leva para chegar ao sprinkler hidraulicamente remoto a partir do momento em que o sprinkler é ativado é limitado a no máximo 60 segundos. Na prática da indústria, isso é conhecido como "Tempo Máximo de Entrega de Água". Pode ser necessário reduzir o tempo máximo de fornecimento de água, dependendo da classificação de perigo da área protegida pelo sistema de sprinklers.
Alguns proprietários e ocupantes de edifícios podem ver os sprinklers de tubulação seca como vantajosos para a proteção de coleções valiosas e outras áreas sensíveis à água. Este benefício percebido é devido ao medo de que a tubulação do sistema úmido possa vazar água lentamente sem atrair atenção, enquanto os sistemas de tubulação seca podem não falhar dessa maneira.
As desvantagens do uso de sistemas de extinção de incêndios de tubulação seca incluem:
- Se os sprinklers compartilham o mesmo sistema de tubo vertical que o sistema de tubo vertical que abastece as mangueiras de incêndio, o fornecimento de água para as mangueiras de incêndio seria severamente reduzido ou até mesmo restringido por completo.
- Maior complexidade: os sistemas de tubulação seca requerem equipamento de controle adicional e componentes de suprimento de pressão de ar, o que aumenta a complexidade do sistema. Isso valoriza a manutenção adequada, pois esse aumento na complexidade do sistema resulta em um sistema geral inerentemente menos confiável (ou seja, mais pontos de falha simples ) em comparação com um sistema de tubulação úmida.
- Custos de instalação e manutenção mais altos: A complexidade adicional impacta o custo geral de instalação de tubo seco e aumenta as despesas de manutenção principalmente devido aos custos de mão de obra de serviço adicionais.
- Flexibilidade de projeto mais baixa: Os requisitos regulamentares limitam o tamanho máximo permitido (ou seja, 750 galões) de sistemas de tubulação seca individuais, a menos que componentes adicionais e esforços de projeto sejam fornecidos para limitar o tempo desde a ativação do sprinkler até a descarga de água a menos de um minuto. Essas limitações podem aumentar o número de zonas de sprinklers individuais (ou seja, servidas por um único riser) que devem ser fornecidas no prédio e impactar a capacidade de um proprietário de fazer acréscimos no sistema.
- Aumento do tempo de resposta ao incêndio: como a tubulação está vazia no momento em que o sprinkler opera, há um atraso de tempo inerente no fornecimento de água aos sprinklers que operaram enquanto a água viaja do riser para o sprinkler, enchendo parcialmente a tubulação no processo . Um máximo de 60 segundos é normalmente permitido pelos requisitos regulamentares a partir do momento em que um único sprinkler é aberto até que a água seja descarregada no fogo. Este atraso na supressão de incêndio resulta em um incêndio maior antes do controle, aumentando os danos à propriedade.
- Maior potencial de corrosão : após a operação ou teste, a tubulação do sistema de sprinklers de tubulação seca é drenada, mas a água residual se acumula nos pontos baixos da tubulação e a umidade também é retida na atmosfera dentro da tubulação. Essa umidade, juntamente com o oxigênio disponível no ar comprimido na tubulação, aumenta a corrosão interna da tubulação, eventualmente levando a vazamentos minúsculos ou outras falhas na tubulação. A taxa de corrosão interna em sistemas de tubulação molhada (em que a tubulação está constantemente cheia de água) é muito menor, pois a quantidade de oxigênio disponível para o processo de corrosão é menor. A corrosão pode ser combatida usando tubos de cobre ou aço inoxidável, que são menos suscetíveis à corrosão, ou usando gás nitrogênio seco para pressurizar o sistema, em vez de ar. Os geradores de nitrogênio podem ser usados como uma fonte permanente de gás nitrogênio, o que é benéfico porque os sistemas de sprinklers de tubulação seca requerem um fornecimento ininterrupto de gás de supervisão. Essas precauções adicionais podem aumentar o custo inicial do sistema, mas ajudarão a evitar falha do sistema, aumento dos custos de manutenção e necessidade prematura de substituição do sistema no futuro.
Dilúvio
Os sistemas de "dilúvio" são sistemas nos quais todos os sprinklers conectados ao sistema de tubulação de água estão abertos, no sentido de que o elemento operacional sensor de calor é removido ou especificamente projetado como tal. Esses sistemas são usados para perigos especiais onde a propagação rápida do fogo é uma preocupação, pois eles fornecem uma aplicação simultânea de água sobre todo o perigo. Às vezes, eles são instalados em caminhos de saída de pessoal ou em aberturas de edifícios para diminuir o curso do fogo (por exemplo, aberturas em uma parede à prova de fogo).
A água não está presente na tubulação até que o sistema opere. Como os orifícios do sprinkler estão abertos, a tubulação está na pressão atmosférica. Para evitar que a pressão do abastecimento de água force a entrada de água na tubulação, uma "válvula de dilúvio" é usada na conexão de abastecimento de água, que é uma válvula travada mecanicamente. É uma válvula que não reinicializa e permanece aberta depois de desarmada.
Como os elementos sensores de calor presentes nos sprinklers automáticos foram removidos (resultando em sprinklers abertos), a válvula de dilúvio deve ser aberta conforme sinalizado por um sistema de alarme de incêndio. O tipo de dispositivo de iniciação do alarme de incêndio é selecionado principalmente com base no perigo (por exemplo, sprinklers piloto, detectores de fumaça , detectores de calor ou detectores ópticos de chama ). O dispositivo de iniciação sinaliza o painel de alarme de incêndio, que por sua vez sinaliza para a válvula de dilúvio abrir. A ativação também pode ser manual, dependendo dos objetivos do sistema. A ativação manual é geralmente por meio de uma estação de acionamento de alarme de incêndio elétrico ou pneumático, que sinaliza o painel de alarme de incêndio, que por sua vez sinaliza para a válvula de dilúvio abrir.
Em operação, o sistema de dilúvio ativa um dispositivo de iniciação de alarme de incêndio, ou uma estação manual, sinaliza o painel de alarme de incêndio, que por sua vez sinaliza para a válvula de dilúvio abrir, permitindo que a água entre no sistema de tubulação. A água flui de todos os sprinklers simultaneamente.
PRE-ação
Os sistemas de sprinklers de pré-ação são especializados para uso em locais onde a ativação acidental é especialmente indesejável, como em museus com obras de arte raras, manuscritos ou livros; e data centers, para proteção de equipamentos de informática contra descargas acidentais de água.
Os sistemas de pré-ação são híbridos de sistemas úmido, seco e dilúvio, dependendo do objetivo exato do sistema. Existem dois subtipos principais de sistemas de pré-ação: intertravamento simples e intertravamento duplo.
A operação de sistemas de intertravamento simples são semelhantes aos sistemas secos, exceto que esses sistemas exigem que um evento de detecção de incêndio "anterior", normalmente a ativação de um detector de calor ou fumaça, ocorra antes da "ação" da introdução de água na tubulação do sistema abrindo a válvula de pré-ação, que é uma válvula travada mecanicamente (ou seja, semelhante a uma válvula de dilúvio). Desta forma, o sistema é essencialmente convertido de um sistema seco para um sistema úmido. A intenção é reduzir o tempo indesejável de entrega de água aos sprinklers que é inerente aos sistemas secos. Antes da detecção de incêndio, se o sprinkler operar ou se o sistema de tubulação apresentar vazamento, a perda de pressão do ar na tubulação ativará um alarme de problema. Nesse caso, a válvula de pré-ação não abrirá devido à perda de pressão de supervisão e a água não entrará na tubulação.
A operação dos sistemas de bloqueio duplo é semelhante aos sistemas de dilúvio, exceto pelo uso de sprinklers automáticos. Esses sistemas exigem que um evento de detecção de incêndio "anterior", normalmente a ativação de um detector de calor ou fumaça, e uma operação automática de sprinkler ocorram antes da "ação" da introdução de água na tubulação do sistema. A ativação dos detectores de incêndio ou dos sprinklers apenas, sem a operação simultânea do outro, não permitirá que a água entre na tubulação. Como a água não entra na tubulação até que um sprinkler opere, os sistemas de bloqueio duplo são considerados sistemas secos em termos de tempo de entrega de água e, da mesma forma, exigem uma área de projeto maior.
Eletrônico
Os sistemas de sprinklers eletrônicos são sistemas que compreendem sprinklers nos quais o elemento operacional de detecção de calor é substituído por sensor eletrônico e acionamento disparado eletronicamente. A operação do sprinkler é freqüentemente controlada por meio de um algoritmo que determina quais sprinklers irão operar e quando. Esses sistemas são frequentemente usados em cenários que exigem resposta rápida e operações controladas de sprinklers, como armazenamento em estantes de paletes de teto alto com commodities de queima rápida ou aplicações de armazenamento denso.
Água de espuma
Um sistema de sprinklers de água de espuma é um sistema de aplicação especial, descarregando uma mistura de água e concentrado de espuma de baixa expansão , resultando em um spray de espuma do sprinkler. Esses sistemas são geralmente usados com ocupações de riscos especiais associadas a incêndios de alto risco, como líquidos inflamáveis e hangares de aeroportos . A operação é conforme descrito acima, dependendo do tipo de sistema no qual a espuma é injetada.
Spray de água
Os sistemas de "pulverização de água" são operacionalmente idênticos a um sistema de dilúvio, mas a tubulação e os padrões de pulverização do bico de descarga são projetados para proteger um perigo configurado exclusivamente, geralmente sendo componentes ou equipamentos tridimensionais (ou seja, em oposição a um sistema de dilúvio, que é projetado para cobrir a área horizontal do piso de uma sala). Os bicos usados podem não ser sprinklers de incêndio listados e geralmente são selecionados para um padrão de pulverização específico para se adequar à natureza tridimensional do perigo (por exemplo, padrões de pulverização típicos sendo ovais, em leque, círculo completo, jato estreito). Exemplos de riscos protegidos por sistemas de pulverização de água são transformadores elétricos contendo óleo para resfriamento ou mancais de turbo-gerador. Os sistemas de pulverização de água também podem ser usados externamente nas superfícies de tanques contendo líquidos ou gases inflamáveis (como hidrogênio). Aqui, o spray de água tem como objetivo resfriar o tanque e seu conteúdo para evitar a ruptura / explosão do tanque ( BLEVE ) e a propagação do fogo.
Névoa de água
Os sistemas de névoa de água são usados para aplicações especiais nas quais se decide que o objetivo principal é a criação de um vapor absorvente de calor. Esse tipo de sistema é normalmente usado onde os danos causados pela água podem ser uma preocupação ou onde o abastecimento de água é limitado. A NFPA 750 define névoa de água como um spray de água com um tamanho de gota de "menos de 1000 mícrons na pressão mínima de operação do bocal de descarga." O tamanho da gota pode ser controlado ajustando a pressão de descarga através de um bico de tamanho de orifício fixo. Ao criar uma névoa, um volume igual de água criará uma área de superfície total maior exposta ao fogo. A maior área de superfície total facilita melhor a transferência de calor, permitindo assim que mais gotas de água se transformem em vapor mais rapidamente. Uma névoa de água, que absorve mais calor do que a água por unidade de tempo, devido à área de superfície exposta, resfriará o ambiente com mais eficácia, reduzindo assim a temperatura da chama.
Em operação, os sistemas de névoa de água podem operar com a mesma funcionalidade de dilúvio, tubulação úmida, tubulação seca ou sistemas de pré-ação. A diferença é que um sistema de névoa de água usa um gás comprimido como meio de atomização, que é bombeado através da tubulação do sprinkler. Em vez de gás comprimido, alguns sistemas usam uma bomba de alta pressão para pressurizar a água para que se atomize ao sair do bico do sprinkler. Os sistemas podem ser aplicados usando o método de aplicação local ou o método de inundação total, semelhante ao Clean Agent Fire Protection Systems.
Projeto
| Temperatura | Cor de álcool líquido
lâmpada interna |
|
|---|---|---|
| ° C | ° F | |
| 57 | 135 | laranja |
| 68 | 155 | vermelho |
| 79 | 174 | Amarelo |
| 93 | 200 | Verde |
| 141 | 286 | Azul |
| 182 | 360 | Roxo |
| 227 260 |
440 500 |
Preto |
Este gráfico das
normas de segurança contra incêndio
indica a cor
da lâmpada e a
respectiva
temperatura de funcionamento .
Os sistemas de sprinklers destinam-se a controlar ou suprimir o incêndio. Os sprinklers de modo de controle têm como objetivo controlar a taxa de liberação de calor do incêndio para evitar o colapso da estrutura do edifício e pré-molhar os combustíveis circundantes para evitar a propagação do fogo. O incêndio não é extinto até que os combustíveis em chamas sejam exauridos ou a extinção manual seja efetuada pelos bombeiros . Os sprinklers de modo de supressão (anteriormente conhecidos como sprinklers de resposta rápida de supressão precoce ( ESFR )) destinam-se a resultar em uma redução súbita severa da taxa de liberação de calor do fogo, seguida rapidamente pela extinção completa, antes da intervenção manual.
A maioria dos sistemas de sprinklers instalados hoje são projetados usando uma abordagem de área e densidade. Primeiro, o uso e o conteúdo do edifício são analisados para determinar o nível de risco de incêndio. Normalmente, os edifícios são classificados como perigo leve, grupo de perigo comum 1, grupo de perigo comum 2, grupo de perigo extra 1 ou grupo de perigo extra 2. Depois de determinar a classificação de perigo, uma área de projeto e densidade podem ser determinadas referenciando tabelas no National Fire Padrões da Associação de Proteção (NFPA). A área de projeto é uma área teórica do edifício que representa o pior caso de área em que um incêndio pode queimar. A densidade do projeto é uma medida de quanta água por pé quadrado de área do piso deve ser aplicada à área do projeto.
Por exemplo, em um prédio de escritórios classificado como risco de luz, uma área de projeto típica seria 1.500 pés quadrados (140 m 2 ) e a densidade do projeto seria 0,1 galões americanos por minuto (0,38 l / min) por 1 pé quadrado (0,093 m 2 ) ou um mínimo de 150 galões americanos por minuto (570 l / min) aplicados sobre a área de projeto de 1.500 pés quadrados (140 m 2 ). Outro exemplo seria uma instalação de manufatura classificada como grupo de risco comum 2, onde uma área de projeto típica seria de 1.500 pés quadrados (140 m 2 ) e a densidade do projeto seria de 0,2 galões americanos por minuto (0,76 l / min) por 1 pé quadrado ( 0,093 m 2 ) ou um mínimo de 300 galões americanos por minuto (1.100 l / min) aplicados sobre a área de projeto de 1.500 pés quadrados (140 m 2 ).
Depois que a área do projeto e a densidade foram determinadas, cálculos são executados para provar que o sistema pode fornecer a quantidade necessária de água sobre a área do projeto necessária. Esses cálculos levam em consideração toda a pressão perdida ou ganha entre a fonte de abastecimento de água e os sprinklers que operariam na área de projeto. Isso inclui perdas de pressão devido ao atrito dentro da tubulação e perdas ou ganhos devido a diferenças de elevação entre a fonte e os sprinklers de descarga. Às vezes, a pressão momentânea da velocidade da água dentro da tubulação também é calculada. Normalmente, esses cálculos são realizados usando software de computador, mas antes do advento dos sistemas de computador, esses cálculos às vezes complicados eram realizados à mão. Esta habilidade de calcular sistemas de sprinklers manualmente ainda é um treinamento necessário para um tecnólogo de projeto de sistemas de sprinklers que busca a certificação de nível sênior de organizações de certificação de engenharia, como o Instituto Nacional de Certificação em Tecnologias de Engenharia (NICET).
Os sistemas de sprinklers em estruturas residenciais estão se tornando mais comuns à medida que o custo desses sistemas se torna mais prático e os benefícios se tornam mais óbvios. Os sistemas de sprinklers residenciais geralmente se enquadram em uma classificação residencial separada das classificações comerciais mencionadas acima. Um sistema comercial de sprinklers é projetado para proteger a estrutura e os ocupantes de um incêndio. A maioria dos sistemas de sprinklers residenciais são projetados principalmente para suprimir um incêndio de forma a permitir a fuga segura dos ocupantes do edifício. Embora esses sistemas também protejam a estrutura de grandes danos por incêndio, essa é uma consideração secundária. Em estruturas residenciais, os sprinklers são frequentemente omitidos em armários, banheiros, varandas, garagens e sótãos porque um incêndio nessas áreas normalmente não afetaria a rota de fuga do ocupante.
Se o dano causado pela água ou o volume da água for uma preocupação particular, uma técnica chamada Supressão de Fogo por Névoa de Água pode ser uma alternativa. Esta tecnologia está em desenvolvimento há mais de 50 anos. Não entrou para o uso geral, mas está ganhando aceitação em navios e em algumas aplicações residenciais. Os sistemas de supressão de névoa funcionam usando o calor do fogo para 'transformar' a nuvem de névoa de água em vapor. Isso então apaga o fogo. Como tal, os sistemas de névoa tendem a ser altamente eficazes onde é provável que haja um incêndio de queima livre. Onde houver calor insuficiente (como em um incêndio profundo, como o encontrado em papel armazenado), nenhum vapor será gerado e o sistema de névoa não extinguirá o incêndio. Alguns testes mostraram que o volume de água necessário para extinguir um incêndio com tal sistema instalado pode ser drasticamente menor do que com um sistema de sprinklers convencional.
Custos e eficácia
Em 2008, os custos de instalação de sistemas de sprinklers variaram de US $ 0,31 - $ 3,66 por pé quadrado, dependendo do tipo e localização. Os sistemas residenciais, instalados no momento da construção inicial da casa e utilizando o abastecimento de água municipal, custam em média cerca de US $ 0,35 / pé quadrado. Os sistemas podem ser instalados durante a construção ou adaptados. Algumas comunidades têm leis que exigem sistemas de sprinklers residenciais, especialmente onde grandes fontes de água de hidrantes municipais ("fluxos de incêndio") não estão disponíveis. Nos Estados Unidos, em todo o país, as residências de uma ou duas famílias geralmente não requerem sistemas de extinção de incêndios, embora ocorram nesses espaços uma grande perda de vidas devido a incêndios. Os sistemas de sprinklers residenciais são baratos (aproximadamente o mesmo por metro quadrado que o carpete ou o piso), mas exigem uma tubulação de abastecimento de água maior do que a normalmente instalada em residências, portanto, o retrofit geralmente tem um custo proibitivo.
De acordo com a National Fire Protection Association (NFPA), incêndios em hotéis com sprinklers causaram em média 78% menos danos do que incêndios em hotéis sem eles (1983-1987). A NFPA diz que a perda média por incêndio em edifícios com sprinklers foi de $ 2.300, em comparação com uma perda média de $ 10.300 em edifícios sem sprinklers. No entanto, em uma comparação puramente econômica, este não é um quadro completo; os custos totais de instalação e os custos decorrentes da liberação não acionada por fogo devem ser considerados.
A NFPA afirma que "não há registro de um incêndio matando mais de duas pessoas em um prédio completamente coberto por sprinklers onde um sistema de sprinklers estava funcionando corretamente, exceto em uma explosão ou incêndio repentino ou onde membros da brigada de incêndio industrial ou funcionários morreram durante a supressão de incêndios operações." Em outro lugar, afirmou: "A NFPA não tem registro de uma fatalidade múltipla em um prédio totalmente coberto por sprinklers onde o sistema funcionou."
O maior fabricante de sprinklers contra incêndio do mundo é a divisão de Produtos de Proteção contra Incêndio da Tyco International .