Impianti di Spegnimento Automatici
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Impianti di Spegnimento Automatici
Possono classificarsi in base all’estinguente utilizzato:
- Impianti ad acqua Sprinkler (ad umido, a secco, alternativi, a preallarme etc.);
- Impianti ad acqua a Diluvio;
- Impianti ad acqua Water Mist;
- Impianti a schiuma;
- Impianti a gas inerti;
- Impianti a gas chimici;
- Impianti a polvere.
Impianto automatico di estinzione ad acqua Sprinkler
Schematicamente costituita da:
- Fonte di alimentazione (acquedotto,
serbatoi, vasca, serbatoio in pressione); - Pompe di mandata;
- Centralina valvolata di controllo e allarme;
- Condotte montanti principali;
- Rete di condotte secondarie;
- Serie di testine erogatrici (sprinkler).
Funzionamento
Gli sprinkler funzionano a temperature
predeterminate per scaricare l’acqua
sopra le parti interessate dell’area
sottostante. Il flusso d’acqua attraverso
la valvola di allarme innesca un allarme
di incendio. La temperatura di
funzionamento viene generalmente
selezionata affinché si adatti alle
condizioni di temperatura ambiente. Il colore
del bulbo indica la temperatura d’intervento
dello sprinkler.
Entrano in funzione solamente gli sprinkler in prossimità dell’incendio, cioè quelli che si
riscaldano sufficientemente
L’erogazione di acqua può essere comandata da un impianto di rilevazione incendi,
oppure essere provocata direttamente dalla apertura delle teste erogatrici: per fusione di
un elemento metallico o per rottura, a determinate temperature, di un elemento
termosensibile a bulbo che consente in tal modo la fuoriuscita d’acqua
Tipi d’impianto Sprinkler
– Ad umido: tutto l’impianto è permanentemente riempito di acqua in
pressione: è il sistema più rapido e si può adottare nei locali in cui non esiste rischio di
gelo. Gli impianti ad umido hanno le tubazioni a monte ed a valle della stazione di controllo,
permanentemente riempite d’acqua in pressione.
Questi impianti possono essere utilizzati quando non vi è pericolo di vaporizzazione e gelo
dell’acqua nella rete di distribuzione.
L’apertura di uno o più erogatori comporta l’immediata uscita di acqua nebulizzata dagli stessi.
– A secco: la parte d’impianto non protetta, o sviluppantesi in ambienti
soggetti a gelo, è riempita di aria in pressione: al momento dell’intervento una valvola
provvede al riempimento delle colonne con acqua. Gli impianti a secco hanno tubazioni, a monte
della stazione di controllo, permanentemente riempite d’acqua in pressione e quelle a valle
della stazione permanentemente riempite
d’aria in pressione. Anche se le pressioni a monte e a valle sono molto diverse (es.. 7 bar
acqua – 3,5 bar di aria) la valvola rimane
chiusa in quanto le superfici attive di contatto sono molto diverse .
La caduta di pressione dell’aria, conseguente all’apertura di uno o più erogatori provoca
l’immissione dell’acqua nelle tubazioni di
distribuzione. Questi impianti vengono utilizzati ogni qualvolta vi sia pericolo di
congelamento o di vaporizzazione nella rete
di distribuzione.
– Alternativi: funzionano come impianti a secco nei mesi freddi e ad umido nei mesi caldi.
– A preazione: sono dotati di dispositivo che differisce la scarica per
escludere i falsi allarmi. Gli impianti a preazione sono costituiti dalla combinazione di un
impianto a diluvio con l’interposizione di una valvola di non ritorno a valle della valvola di
allarme. Hanno
Erogatori chiusi e hanno tubazioni permanentemente riempite d’acqua fino alla valvola di
allarme e di aria a bassa pressione
a valle della stessa.
Ne esistono di due tipi:
IMPIANTO A PREAZIONE TIPO A
La stazione di controllo viene attivata tramite il comando generato da un sistema di
rivelazione incendi e non dalla rottura di uno sprinkler. Questa configurazione deve essere
attuata solo in luoghi dove la scarica dell’acqua può provocare ingenti danni in caso di
fuoriuscita accidentale.
IMPIANTO A PREAZIONE TIPO B
La stazione di controllo viene attivata tramite il comando generato da una rivelazione incendi
o indipendentemente dalla rottura di uno sprinkler. Questa configurazione può essere usata in
sostituzione degli impianti a secco.
Impianto automatico di estinzione ad acqua a Diluvio
Simile all’impianto a pioggia con la differenza che gli ugelli sono aperti e l’erogazione
dell’acqua avviene mediante comando di una valvola (detta valvola a diluvio), comandata da un
impianto di rivelazione automatico di incendio.
L’acqua viene scaricata contemporaneamente da tutti gli erogatori installati sull’area protetta
e non solo su quella interessata dall’incendio, oppure su parte dell’area nel caso l’impianto
risulti sezionato. La progettazione, installazione e manutenzione dei sistemi automatici a
sprinkler sono fissati dalla norma UNI EN 12845.
Impianto automatico di estinzione ad acqua Water Mist
Tale sistema permette di generare un’erogazione costituita da
gocce d’acqua di diametro medio solitamente pari a 30 ÷ 200 μm e dotate di elevate velocità di
immissione nell’ambiente, con
valori della portata generalmente prossimi ad una decina di litri
al minuto.
Questa iniezione d’acqua fortemente frazionata è ottenuta con
dispositivi (erogatori) caratterizzati da una elevata pressione di
funzionamento, che va abitualmente da poche decine fino a 50 ÷
200 bar, dotati di un numero elevato di fori di dimensioni
estremamente ridotte, attraverso i quali l’acqua viene fatta fluire
dopo avere attraversato dei piccoli condotti di forma opportuna. A questo proposito occorre
sottolineare, inoltre, come la formazione del “mist” possa avvenire sia con sistemi che
elaborano la sola acqua, denominati “single-fluid”, sia con sistemi che miscelano l’acqua con
agenti gassosi, come, ad esempio, l’azoto, denominati “twin-fluid”. I valori delle dimensioni
medie delle gocce e delle portate utilizzate sono, generalmente, di uno o due ordini di
grandezza inferiori rispetto a quelli dei sistemi convenzionali a pioggia, con erogatori di tipo
sprinkler, e a diluvio.
La presenza, nell’ambiente dove ha sede l’incendio, di un numero elevato di gocce d’acqua di
piccole dimensioni comporta una superficie totale esposta e valori dei coefficienti di scambio
termico e massico notevolmente maggiori rispetto a quelli
caratteristici delle erogazioni che sistemi convenzionali che generano gocce di diametro
maggiore e, conseguentemente, una capacità di scambio di energia e di massa tra le gocce e
l’ambiente circostante nettamente più elevata. Inoltre, essendo le gocce dotate di
una massa estremamente ridotta, il “mist” erogato dispone della capacità di permanere per lungo
tempo in sospensione e di raggiungere anche parti non direttamente esposte all’erogazione,
grazie all’effetto di trascinamento esercitato su di esso dai moti convettivi
dei fluidi presenti, elevando ulteriormente la sua efficacia. Altro elemento di importanza non
trascurabile, conseguente alla elevata dispersione in aria causata dalle masse ridotte delle
gocce, e alla ridotta quantità d’acqua utilizzata, è lo scarsissimo effetto
di bagnamento delle superfici. Per contro la riduzione della quantità di acqua che si deposita
sui materiali implica una diminuzione dell’effetto di separazione tra combustibile e
comburente e, per conseguenza, tende a diminuire la capacità estinguente, quando
associata a questo fenomeno, rispetto alle erogazioni convenzionali, caratterizzate da un
elevato bagnamento delle superfici.
Impianti a schiuma
Gli impianti a schiuma sono concettualmente simili agli
sprinkler ad umido e differiscono per la presenza di un
serbatoio di schiumogeno e di idonei sistemi di produzione e
scarico della schiuma (versatori).
Impianti a gas inerti
Il sistema è costituito da una o più bombole ad alta pressione,
con valvola di scarica, gruppo removibile, pressostato, manometro, comando pneumatico di apertura
e valvole di non ritorno.
Le manichette ad alta pressione collegano la valvola di scarica ad un collettore di accumulo
per poi proseguire con la tubazione di distribuzione del prodotto estinguente nell’ambiente da
proteggere. I sistemi a gas inerti sono progettati per miscelare omogeneamente il gas
estinguente con l’aria del locale da proteggere, al fine di raggiungere la concentrazione di
progetto del gas e ridurre l’ossigeno necessario per il propagarsi delle fiamme.
I sistemi di spegnimento automatici entrano in azione quando il sistema di rivelazione invia un
segnale di allarme alla centrale, che mette in atto le azioni per cui è stata programmata,
estinguendo le fiamme in brevissimo tempo.
1. I gas inerti sono facilmente reperibili e hanno impatto ambientale nullo;
2. Non ci sono vincoli a prove di scarica reale degli impianti;
3. L’agente estinguente è contenuto in bombole da 80 o 140 lt. come gas compresso e può essere
posto lontano dal locale protetto e, con l’impiego di valvole di smistamento viene garantita
flessibilità e convenienza;
4. La scarica non genera nebbia ed eventuali prodotti di decomposizione pericolosi per le
persone e per i beni protetti.
Applicazioni: Gallerie d’arte, musei, archivi, librerie, depositi cartacei, materiali elettrici,
sale computer ecc..
Principali Sostanze estinguenti
CO2 Anidride Carbonica
IG-01 Argon
IG-100 Azoto
IG-55 Azoto(50%) Argon (50%)
IG-541 Azoto (52%) Argon (40%) Anidride carbonica (8%)
L’anidride carbonica (CO2)
L’azione estinguente dell’anidride carbonica si esplica tramite:
– soffocamento, riduzione della concentrazione dell’ossigeno nell’aria al di sotto del limite di
persistenza della combustione;
– raffreddamento, l’espansione della CO2 in fase di scarica provoca un brusco
abbassamento della temperatura del focolaio; detta azione ha comunque un effetto limitato ai
fini dell’estinzione.
La CO2 viene utilizzata più specificatamente su fuochi di classe B e C. Dato il
suo potere dielettrico, è particolarmente indicata nel caso di incendi che coinvolgono
apparecchiature e impianti elettrici sotto tensione. E’ utilizzata sia come carica di estintori
portatili sia in impianti fissi per la protezione di locali e volumi chiusi (protezione
d’ambiente) oppure in impianti localizzati a protezione d’oggetto.
La CO2 non è utilizzabile:
– su apparecchiature sensibili alle brusche variazioni di temperatura;
– su materiali contenenti l’ossigeno necessario per la combustione (nitrati, perossidi ecc.);
– su fuochi di classe D (fuochi di metalli quali sodio, potassio, magnesio, titanio, zirconio);
– su idruri metallici.
Tale sostanza trova infine applicazione per inertizzare apparecchiature (serbatoi, reattori
ecc.) al fine di impedire l’insorgere di incendi ed esplosioni. Le concentrazioni di CO2
necessarie per lo spegnimento non permettono la sopravvivenza delle persone, per cui
l’installazione di questi impianti in locali con presenza di persone impone l’adozione di
adeguate procedure di sfollamento.
Impianti a gas chimici
Si tratta di derivati da idrocarburi saturi in cui gli atomi di idrogeno sono stati sostituiti
tutti o in parte con atomi di alogeni (fluoro, cloro e bromo). La loro azione estinguente si
esplica attraverso il blocco delle reazioni a catena che si verificano durante la combustione
(catalisi negativa). Gli halons abbattono velocemente la fiamma mentre hanno un trascurabile
effetto raffreddante. Sono sostanze chimicamente stabili sino a temperature intorno ai 400 °C,
oltre tali temperature si decompongono con formazione di sostanze
tossiche e corrosive (acido cloridrico, acido fluoridrico ecc.). Sono inerti nei confronti della
maggior parte dei materiali, non lasciano residui, non producono shock termico per
raffreddamento. A seguito del “Protocollo di Montreal”, gli halons sono stati messi al bando in
quanto dannosi per l’ambiente ed in particolare per la fascia di ozono che circonda il pianeta e
sostituiti dai gas fluorurati. Il 17 maggio 2006 il Parlamento Europeo ha adottato il
regolamento (CE) n. 842/2006 su taluni gas fluorurati ad effetto serra (regolamento sugli
F-gas) dalla produzione sino a fine vita. I gas fluorurati utilizzati in impianti fissi di
protezione antincendio sono principalmente gli HFC.
Principali HFC utilizzati in impianti fissi antincendio
HFC 23
HFC 227ea
HFC 125
HFC 236fa
NOVEC 1230
Il fluido Novec 1230 è un agente estinguente pulito che rappresenta un’alternativa
ecologicamente sostenibile agli idrofluorocarburi (HFC).
Il fluido Novec 1230 non rientra nel campo di applicazione del nuovo Regolamento
sugli F-gas.
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL FLUIDO ESTINGUENTE Novec™ 1230
· Minimizza i danni causati dall’estinzione
· Richiede una limitata quantità di bombole e di fluido estinguente
· Opera a bassa pressione (circa 25 Bar)
· La pressione di scarica all’ugello e’ molto bassa, meno di 5 Bar
· Le bombole possono essere caricate in loco, senza la necessità di stazioni di carica
· E’ trasportabile in esenzione alle norme ADR (gas compressi)
· Il margine di sicurezza alle concentrazioni di spegnimento rispetto al NOAEL/LOAEL (pari al 10%
in concentrazione) e’ il più elevato in assoluto rispetto a qualsiasi altro gas estinguente.
· Le concentrazioni di spegnimento secondo ISO 14520 sono: Classe A:5.30% – Classe A alto
rischio:5.60% – Classe B:5.90%
· Quantità di bombole necessarie a parità di volume da proteggere inferiore di circa 6 volte a
quella necessaria per i gas inerti
IL DOOR FAN TEST e l’analisi di integrità dei locali
Il fattore determinante per un rapido e definitivo spegnimento dell’incendio in un’area
protetta da un impianto di spegnimento a saturazione è quello della permanenza del gas
estinguente nell’area stessa. Il test per l’integrità del locale (Door Fan Integrity Test) ed
il mantenimento della concentrazione dell’estinguente è
richiesto dalla norma NFPA 2001 e dalla UNI 15004 e dalla norma UNI 10877 che lo definisce
indispensabile per la verifica dei locali nei quali vengono installati gli impianti a
saturazione totale; difatti una tenuta non adeguata potrebbe compromettere il corretto
funzionamento dell’impianto di spegnimento. Mentre la norma UNI ISO 14520 : nell’appendice e
stabilisce:
1) La tenuta minima di un locale deve essere non inferiore ai 10 minuti con una concentrazione del gas estinguente pari all’85% di quella di progetto al 10% 50% 90% dell’altezza del locale
2) L’appendice E è DI TIPO NORMATIVO e quindi l’esecuzione del Door Fan Test o della verifica della concentrazione con una scarica di prova è obbligatorio.
La norma UNI 10877 e la norma ISO 14520 obbliga sia in fase di installazione di un nuovo
impianto che, in determinati casi, in fase di manutenzione, il controllo dell’integrità del
locale (Volume protetto) per identificare e di conseguenza sigillare qualunque eventuale
perdita d’aria significativa che potrebbe portare all’incapacità del volume di mantenere il
livello specificato di concentrazione della sostanza estinguente per il periodo di
permanenza dei 10 minuti richiesta dalla norma.
Impianti a Polvere
Le polveri sono agenti estinguenti costituite da
particelle solide finemente suddivise. Lo
spegnimento si esplica tramite:
– azione meccanica di abbattimento della fiamma;
– decomposizione, per effetto della temperatura, con
produzione di anidride carbonica e vapore acqueo;
– inibizione della combustione per azione di contatto.
Possono essere:
– chimiche (B – C), costituite prevalentemente da
bicarbonato di sodio e potassio, sono adatte per
fuochi di classe B e C (liquidi e gas);
– chimiche polivalenti (A – B – C), costituite in genere da sali di ammonio; sono adatte per
fuochi di classe A, B e C (solidi, liquidi e gas);
– inerti, costituite da prodotti inerti (grafite, allumina) e da cloruri alcalini, sono adatte per
fuochi di classe D (metalli).
Gli elementi che caratterizzano le polveri sono:
– granulometria: deve essere trovato un giusto equilibrio tra l’esigenza di avere granelli di
piccole dimensioni e quella di avere una massa sufficiente per potere essere proiettati sul
focolaio e penetrare in esso;
– persistenza nel tempo: le polveri non devono compattarsi nel tempo;
– fluidità deve essere assicurata nel tempo in modo da permettere un corretto efflusso.
Le polveri hanno tossicità modesta e, salvo nel caso di materiali o apparecchiature
particolarmente delicati, non trovano in genere controindicazioni. Possono essere
impiegate su apparecchiature elettriche sotto tensione. Sono usate essenzialmente come
carica di estintori portatili e carrellati ed in misura limitata, in impianti fissi di tipo
localizzato.
