Instalații speciale de stingere [308968]

Universitatea Tehnică “Gh. Asachi” Iași

Facultatea de Construcṭ[anonimizat]

a incendiilor

Masterand: [anonimizat]. Roșu Petru Valentin

CUPRINS

1. Instalații cu spumă

1.1. Modul de acționare a spumei

1.2. Tipuri de agenți de spumare

1.3. Procentajul și miscibilitatea

1.4. Raportul de expansiune

1.5. Obținerea raportului de amestec dorit

1.6. Componentele unității de amestecare

1.7. Modul de funcționare al amestecătorului

1.8. Sistem de amestecare volumetric cu debit variabil
1.9. Sistem de spumare

1.10. Sistemul de sprinklere
1.11. Instalații de pompare de tip inundație

1.12. Tipuri de spuma si tipuri de incendii ce pot fi stinse

1.13. Avantajele sistemelor cu spumă

2. Instalații de stingere a incendiilor cu gaze inerte

2.1. Principiul de stingere a incendiilor

2.2. Domenii de aplicație

2.3. Tipul sistemelor

2.4. Proiectare. Normative

2.5. Avantaje si dezavantaje

3. Sisteme de stingere incendiu cu aerosoli

3.1. Mecanismul de stingere a incendiilor folosind aerosoli

3.2. Dimensionarea instalațiilor

3.3. Poziționarea generatoarelor

3.4. Gama de produse și aplicații

Bibliografie

1. Instalații cu spumă

Principala legislație care reglementează proiectarea instalatiilor de stingere a incendiilor cu spuma este UNI EN 13565. [anonimizat], verificare si întretinere a sistemelor de stingere a [anonimizat].

Acest standard este împărțit în două părți:

• UNI EN 13565-1: 2008 "[anonimizat] – Partea 1: Cerințe și metode de testare pentru componente"

• UNI EN 13565-2: 2009 "Sisteme de control fixe împotriva focului. Sisteme de spumare. Partea 2: Proiectare, construcție și întreținere".

Partea 1 [anonimizat] 2 este dedicată metodelor de proiectare a instalatiilor.

În continuare sunt explicate caracteristicele și modul de operare a instalatiilor cu spumă.

Modul de acționare a spumei si tipuri de spuma

Spuma din sistemele de stingere a incendiilor nu este altceva decât o [anonimizat], cu scopul de a crea un film capabil să separe combustibilul de oxigen pentru a stinge incendiul.

Tipuri de spuma:

1. spuma chimica

2. spuma mecanica

3. spuma umeda

Spume chimice:

Sunt formate din solutie de apa si lichid spumant expandate

1.2. Tipuri de agenți de spumare

Proteina P Expansiune redusă. Stabilitate la căldură

Fluorură de proteine FP Expansiune redusă. [anonimizat]. Produse petroliere

Folie pe bază de proteine FFF P Expansiune redusă. Aplicații mari

Filme rezistente la alcool AFFF AR sau FFF PAR Extensie redusă. Substanțe poliare

Mediu sintetic / extindere mare ME / [anonimizat], ridicat. Produse petroliere și diverse.

1.3. Procentajul și miscibilitatea

Procentul de amestecare nu este altul decât procentul de lichid de spumare concentrat care este adăugat la fluxul de apă și care apoi generează spuma. În general procentul de amestecare este 6 % sau 3 %, mai rar 1 %.

Prima etapă a sistemului este acțiunea în care lichidul de spumare concentrat este amestecat cu apă. [anonimizat]-mixere de deplasare a lichidului, [anonimizat].

1.4. Raportul de expansiune

Raportul de expansiune este raportul volum / volum al soluției de apă / spumă înainte de intrarea generatoarelor și apoi succesiv solutia spumă / apă este amestecată cu aerul și este evacuată în mediul înconjurător.

Există trei categorii de instalatii de spumă:

Sistemele de expansiune redusă sunt în general utilizate în zone unde sunt necesare sarcini scăzute de combustibil și în care viteza de intervenție necesară este fundamentală.

În cazul depozitelor mari de combustibil, se obține un control mai bun cu o spumă cu un raport de expansiune mai mare, creând o adevărată "pătură" pe suprafața care trebuie protejată, ajungând la limita instalațiilor de extindere medie.

Pentru sistemele de expansiune mare, conceptul de stingere se schimbă radical, de fapt obiectivul este acela de saturație volumetrică prin îndepărtarea fizică a oxigenului din mediul înconjurător.

1.5. Obținerea raportului de amestec dorit

Raportul de expansiune este ultimul proces al lanțului de formare a spumei și este în funcție de modul în care amestecul de apă adăugat la agentul de spumare pur este adus în contact cu aerul. Obiectivul este obținut prin alegerea unui generator adecvat de spumă care, cu caracteristicile sale de construcție, poate genera raportul de expansiune dorit prin proiectare.

1.6. Componentele unității de amestecare

Motor hidraulic

Pompă cu piston

Linie de livrare

Filtru

Supapă de scurgere

Vană cu 3 căi “livrare / admisie"

Linia de amestec

Supapă de siguranță

Filete filetate

Manometru

Ambreiaj

Supapă de retur

Robinet cu bilă cu 3 căi "Reciclare / Amestecare"

Supapă de retur cu clapetă

Conectarea la linia de reciclare

Conectarea la supapa de siguranță

Capac pentru conectarea tastei de service

Supapă cu bila cu 2 căi pentru închiderea liniei de livrare

Consola de bază.

1.7. Modul de funcționare al amestecătorului

Amestecătorul este alcătuit dintr-un motor hidraulic și o pompă de injecție.
Debitul de apă generat de deschiderea sistemelor de stingere generează o rotire a turbinei cu motor hidraulic, aceasta rotație proporțională cu debitul pune în funcțiune pompa de injecție a pistonului care aspiră spuma pură dintr-un rezervor
atmosferic și îl injectează în curentul de apă din avalul motorului hidraulic, creând astfel amestecul de apă din spumă în procentajul de proiectare.

1.8. Sistem de amestecare volumetric cu debit variabil

Cantitatea de spumă injectată este direct proporțională cu volumul de apă care este distribuit independent de condițiile de presiune ale rețelei de protecție împotriva incendiilor.
Deoarece funcționarea mașinii este legată de volumul de apă care curge prin motor, este evident că fiecare variație a fluxului de apă corespunde instantaneu unei variații proporționale a cantității de lichid de spumare injectat.

1.9. Sistem de spumare

Unitatea de amestecare a fost special concepută pentru toate tipurile de sisteme de spumă.

Ex.: Amestecatorul FD2500 / 3 are un debit de 250- 2500 L / min.

Unitatea funcționează cu debite diferite.

1.10. Sistemul de sprinklere

Unitatea de amestecare este perfect asociată cu sistemele de aspersoare datorită gamei sale de curgere.
Ex.: Amestecatorul FD6000 / 3 are un debit de: 500 – 6000 L / min.
Unitatea funcționează și sub debitele minime indicate conform modelului și debitul variază în funcție de numărul de sprinklere activate, in timp ce procentul de amestec respectă perfect valorile indicate de standardele majore de referință mondiale.

1.11. Instalații de pompare de tip inundație

Unitatea de amestecare este utilizată în sistemele de inundatie.

Ex.: Amestecătorul FD6000 / 3 are un debit de 500- 6000 L / min.

Unitatea funcționează și cu sisteme secționate cu performanțe diferite.

1.12. Tipuri de spuma si tipurile de incendiu ce le pot stinge

1. PROTEINICA: expansiune lungă, pentru combustibile massive ale produselor petroliere și hidrocarburi, în general conține polimeri de proteine de îngrijire moleculară înaltă rezultati din procesarea chimică a substanțelor de proteine natural.

Acesti polimeri confera spumei urmatoarele proprietati:

– ELASTICITATE

– REZISTENȚA MECANICĂ

– CAPACITATEA DE RETINERE A APEI

– REZISTENTA EXCELENTA LA TEMPERATURI RIDICATE.

Utilizarea ei e limitata doar pentru rezervoare petroliere fixe, spuma este foarte rigida, daca se sparge nu se recompune.

2. FLUOROPROTEINICĂ: înaltă capacitate de stingere incendii cu hidrocarburi

În plus față de polimerii de proteină, conține agenți de suprafață tensioactivi floururati care conferă caracteristici de impermeabilitate pentru combustibili.

Sunt eficiente in special în acele incendii in care spuma se respinge sau e absorbita de lichidul inflamabil.

Spuma poate sa fie introdusa in interiorul rezervorului din parte de jos ( sistemul SSSF).

Sunt bune alunecatoare și sunt utilizate în instalatiile petroliere si impotriva marilor incendii datorita rezistentei sale mari la caldura.

3. FLUOROSINTETICA (FILAMENTE SAU AFFF)

Constituita din substanțe sintetice – formeaza o spuma similară cu cea proteinica, in plus poate sa formeze o pelicula apoasa pe suprafata lichidului inflamat.

Sunt spume putin viscoase, aluneca usor si formeaza o bariera deasupra suprafetelor ce blocheaza imediat formarea vaporilor si racesc combustibilul.

Aceasta pelicula poate sa stinga flacarile inainte ca spuma sa fi acoperit toata suprafata, dar acoperirea trebuie sa fie completa.

Compatibilitatea cu pulberea de stingere – nu strica alte tipuri de spume utilizate contemporan, nu sunt supuse poluarii cu hidrocarburi.

Se pot utiliza cu jeturi intrerupte – sunt utilizate in incendii mixte in clasa: A si B.

1.13. Avantajele sistemelor cu spumă

1. Funcționează autonom functie de fluxul de apă, nu necesită o sursă de alimentare electrică.

2. Proporția amestecului la debitul de apă indiferent de presiune.

3. Mărimea și greutatea sunt reduse.

4. Intreținere redusă, sunt ușor de utilizat și ușor de instalat.

5. Pot fi folosite împreună cu cele mai comune spume pentru combaterea incendiilor deoarece sunt independentă de viscozitate.

6. Debite de la 10 la 20.000 l / min și rapoarte de amestecare de la 0,03% la 6%.

7. Presiune maximă de lucru de până la 40 bari.

8. Înlocuirea recipientul aditiv atunci când acesta este gol fără a opri operația.

9. Permit schimbarea lichidului de stingere a incendiilor în timpul utilizării.

10. Punctul de amestecare la distanță față de motorul hidraulic.

11. Aplicații în instalatii fixe, mobile și pe masini de stingere a incendiilor (masina pompierilor).

12. Pot fi folosite și cu apă sărată și în instalații off-shore.

2. Instalații de stingere a incendiilor cu gaze inerte

Sistemul de stingere a incendiilor utilizează ca agent de stingere toată gama de gaze inerte aprobate de standardele recunoscute la nivel internațional. Gazele inerte sunt aprobate pentru utilizare în medii în care există prezența personalului, fiind 100 % compatibile cu normele privind mediul.

Gazele inerte sunt:

prezente natural in atmosferă;

sunt amestecuri de gaze prezente natural în atmosferă;

ODP – potențial de reducere a ozonului zero;

GWP – Nu există potențial de supraîncălzire a mediului;

ALT – Permanență fără atmosferă.

Alte caracteristici:

Întreruperea muncii după o eventuală descărcare de gaze inerte este redusă la minimum

Nu lasă reziduuri

Nu sunt conductive

Nu generează produse datorită descompunerii

Nu reduc vizibilitatea (nu produc efect de ceață)

Prezintă disponibilitate.

2.1. Principiul de stingere a incendiilor

Principiul prin care gazele inerte sting focul se bazează pe reducerea concentrației de oxigen prezentă în volumul protejat.

Până de curând, dezvoltarea tehnologică a sistemelor de gaze inerte a fost limitată la o creștere a presiunii de stocare a gazului inert în interiorul cilindrilor de la 150 baruri inițiale la 200 bari, la presiunea de operare utilizată. In prezent este de 300 de bari.

Această creștere a presurizării cilindrilor a redus volumul cilindrilor cu 25 % în raportul între 150 și 200 bari și apoi cu 50 % în comparația a 300 bari utilizate în prezent la 150 de bari inițiale.

2.2. Domenii de aplicație

Arhive

Muzee

Camere de control

Substații electrice

Turnurile de control

Camere tehnice

Platforme off-shore.

2.3. Tipul sistemelor

Istoria tehnologiei:

150 bar – 80 litri

200 bar – 80 /140 litri

300 bar – 80 /140 litri

Sisteme de prevenire cu reducere permanentă a oxigenului.

2.4. Proiectare. Normative

1. UNI – ISO 14520 (1-15) publicată în octombrie 2006. "Sisteme de stingere a incendiilor cu agenți de stingere gazoși – Proprietăți fizice și proiectarea sistemului.

2. Componentele marcate CE trebuie să fie instalate în conformitate cu EN 12094 (1-20), așa cum este definit prin Decretul interministerial din 5-3-2007 (HG 21-3-2007) care aplică Directiva 89/106 / CEE privind produsele de construcție.

3. Proiect de întreținere al standardului U7000660 "Întreținerea sistemelor de stingere a incendiilor cu extinctoare„.

2.5. Avantaje si dezavantaje

Avantaje

-Nu are impact asupra mediului

-Nu are acțiune corozivă asupra materialului protejat

-Vizibilitate excelentă în timpul descărcării

– Agent de stingere cu cost redus.

Dezavantaje

-Timp de descărcare mare (60s)

– Spațiu mare pentru depozitarea buteliilor

– Costuri mari de instalare

– Trebuie instalate amortizoare (obloane) de suprapresiune.

3. Sisteme de stingere incendiu cu aerosoli

Tehnologia de aerosol a aparut în China, în anii '60 pentru protecția rezervoarelor de hidrocarburi, dar numai de la sfârșitul anilor 90 au fost emise norme internaționale care reglementează utilizarea lor, până când a aparut UNI ISO 15779: 2012 „sisteme de stingere aerosol condensat – cerințe și metode de încercare pentru componente și proiectare, instalare și întreținere a sistemelor". Sistemele de aerosoli reprezintă o alternativă valabilă la utilizarea stingătoarelor Halocarbons deoarece nu poluează (ODP, ALT, GWP practic zero).

Figura prezintă configurația tipică a unui sistem de aerosoli a cărui activare este controlată printr-un sistem de detectare.

Astăzi, domeniul protecției împotriva incendiilor nu mai poate fi în contradicție cu cerințele protecției mediului, de fapt legislația recentă privind sistemele de stingere a incendiilor necesită utilizarea agenților de stingere nepoluanți împotriva stratului de ozon.

Prin urmare, nevoia de a combina inovația tehnologică, care vizează agenții de stingere care oferă soluții simple și eficiente cu impact zero asupra mediului, cu nevoia de a proteja patrimoniul, cum ar fi patrimoniul cultural, este extrem de actual.

Aceste probleme găsesc un răspuns eficace în stingerea cu aerosoli, capabile să transmită beneficiile unui "agent curat" de stingere cu cele ale unei instalații minim invazive într-un singur produs.

Aerosolii oferă o metodă unică de stingere a incendiilor prin dispersie ultrafină a particulelor solide suspendate într-un gaz inert.

Sistemul de stingere cu aerosoli este constituit în principal din carbonat de potasiu, capabil să înlocuiască mai eficient HCFC-urile în lupta împotriva incendiilor.

Carbonatul de potasiu este un agent ecologic, "agent curat“, care respectă mediul și oferă avantaje semnificative în ceea ce privește dimensiunile, costurile și greutățile.

3.1. Mecanismul de stingere a incendiilor folosind aerosoli

Sistemul antiincendiu prezinta un compus solid conținut în generatoarele de metal. Odată activat, prin intermediul dispozitivelor electrice de declanșare, se declanșează un proces exotermic de transformare a masei de stingere într-un aerosol, conținând particule de săruri de potasiu foarte mici, purtate prin gaz inert.

Mecanismul de răcire al sistemului antiincendiu, necesar pentru scăderea temperaturii de distribuire a aerosolului, poate avea loc prin două proceduri diferite:

răcire chimică

răcire fizică

Răcirea chimică

Procesul de răcire are loc în interiorul generatorului prin trecerea aerosolului într-un filtru termomecanic format din carbonat de calciu.

Această metodă favorizează o răcire mai mare a aerosolului rezultând într-o agregare a particulelor de săruri de potasiu, astfel încât să se determine o dimensiune mai mare și o eficiență de stingere mai scăzută în consecință.

Răcirea fizică

Procesul de răcire se realizează prin labirinturi metalice care acționează ca radiatoare, adică sunt capabile să reducă temperatura prin schimbul de căldură.

Această metodă, lăsând mărimea particulelor de săruri de potasiu nemodificate, mărește suprafața de reacție în raport cu volumul și determină eficiența sa de stingere mai mare la aceeași greutate.

Mecanismul de stingere al sistemului cu aerosoli este acela de a bloca autocataliza care constă în inhibarea chimică a arderii la nivel molecular, fără ca aceasta să presupună o reducere a conținutului de oxigen prezent în mediul înconjurător.

Aerosolul acționează ca un agent saturat, fiind capabil să oprească focurile necorespunzătoare direct și să aibă o lungă perioadă de decădere a acestei capacități.

Datorită dimensiunilor reduse ale particulelor de săruri de potasiu purtate prin gaz inert, aerosolul are capacitatea de a curge în jurul obstacolelor, de a pătrunde în volume încastrate și de a se distribui uniform în volumul protejat.

Sistemul stinge incendiul prin două acțiuni:

1. acțiunea fizică prin scăderea energiei din mediul de combustie.

2. acțiunea chimică care interferează cu reacția de combustie (făcând radicalii liberi OH să nu mai fie disponibili pentru arderea combustibilului). În special când aerosolul ajunge în flacără, reacționează pentru a forma radicalii K + potasiu care se leagă cu radicalii liberi OH, formând compuși stabili KOH cu extincție de foc în consecință.

3.2. Dimensionarea instalațiilor

Problemele legate de proiectare și de calculul dimensional aferent pot fi împărțite în două faze:

Detectarea concentrației de stingere în funcție de tipul și volumul care trebuie protejat.

Alegerea și poziționarea dozatoarelor de aerosoli, pentru a garanta o distribuție corectă și un impact vizual limitat.

Concentrația de stingere: Calculul cantității de stingere necesar pentru a garanta acțiunea de stingere pentru un anumit volum este legat de mai mulți factori. Pe baza know-how-ului dezvoltat și a testelor efectuate, a fost elaborată o formulă care, cu ajutorul diagramelor, poate fi aplicată la aproape toate calculele de proiectare:

𝑀=𝑉×𝐾0×𝐾1×𝐾2×𝐾3×𝐾4×𝐾5×𝑞

M: Masa de stingere (cantitatea totală de inundații), în grame

V: Volumul brut protejat, în m³

K0: Clasa de incendiu (A: 1 – B: 0,5 – C: 0,75 – E: 1,3)

K1: Coeficientul de reducere a volumului (deducere pentru volume fixe în mediu)

K2: Coeficientul de netanșeitatea a mediului (creșterea procentuală în funcție de deschideri și/sau modificări ale aerului din cameră în timpul perioadei de descărcare a aerosolului)

K3: Factor de siguranță al sistemului (Factor de siguranță)

K4:Coeficient de inertizare(diferite perioade de inertizare bazate pe valorile măsurate prin diagrama1)

K5: coeficient de creștere pentru înălțimea camerei (valoarea luată din diagrama 2)

q: Coeficientul de eficiență al unităților de stingere unică (coeficientul q este detectat din fișele tehnice ale produselor), în g/m³.

3.3. Poziționarea generatoarelor

Distribuția aerosolului în mediu trebuie să fie cât mai uniformă posibil pentru a garanta timpii de saturație și concentrația optimă.

Este recomandat să instalați unitățile individuale de stingere în conformitate cu raza de acțiune corespunzătoare menționată în fișele tehnice ale produsului.

Generatoarele pot fi instalate pe tavan sau pe perete, în funcție de necesitățile camerei care trebuie protejată.

Obiectivele care trebuie atinse prin poziționarea corectă sunt:

uniformitatea concentrației pe toată înălțimea camerei și, prin urmare, dezvoltarea corectă a aerosolului în mediul înconjurător.

absența obstacolelor în imediata vecinătate a rețelelor de alimentare a generatoarelor, lăsând un câmp de acțiune fără obstacole pentru primele 120-150 cm.

3.4. Gama de produse și aplicații

Medii plasate sub protecția patrimoniului cultural

Nevoia crescândă de a garanta standarde înalte în prevenirea incendiilor, acordând o atenție deosebită protecției active în medii protejate de patrimoniul cultural și pentru a respecta necesitatea de a proteja activele conținute în acestea, limitând invazivitatea instalatiilor la maxim au condus la utilizarea unui sistem inovator care a reușit să concilieze aceste probleme.

Datorită flexibilității aerosolilor, s-au găsit soluții, protecție activă, capabile să facă față unor probleme cum ar fi plafoanele cu căptușeală, fresce de perete, lipsa spațiului pentru ancorarea generatoarelor etc.

Gama de sisteme cu aerosoli este utilizată pentru protecția volumetrică a mediilor mici și mari, oferind o soluție la problemele legate de utilizarea sistemelor care necesită duze de conducte și tavane, camere tehnice pentru depozitarea cilindrilor etc.

Caracteristicile compactității sistemului, ușurința de instalare, lipsa toxicității, aciditatea și reziduurile semnificative îi fac potrivite pentru protecția bunurilor, cum ar fi volumele și cărțile valoroase, prezente în arhivele istorice, biblioteci, galerii de imagini etc.

Bibliografie

https://firing.it/pdf_prodotti/firing_schiuma.pdf

www.astra-sis.it/assets/impianti-a-schiuma.pdf

www.molajoniservizi.it/…/impianti-di-spegnimento-a-schiuma/

www.pierre.it/impianti/impianti-di-spegnimento-a-schiuma/

www.ordineingegnerisondrio.it

www.molajoniservizi.it/…/impianti-di-spegnimento-a-gas-inerte/

www.manziestintori.it/archivio_allegato_articoli/5314.pdf

www.forumprevenzioneincendi.com/Relazioni/SALAB/TIFS.pdf

http://geofire.it/impianti-di-spegnimento-ad-aerosol-per-archivi-e-sale-ced/

www.fire-safety.it/…/IMPIANTI%20FISSI%20DI%20SPEGNIMEN

E. Lavè – P. Lavè, Guida Pratica all’antincendio, Ed. EPC Libri, Roma 2003.

S. Marinelli – L. Nigro, Impianti antincendio, Ed. EPC Libri, Roma 2002.

S. Marinelli, La formazione dell’addetto antincendio, Ed. EPC Libri, Roma 2005.

Impianti antincendio ed uso degli agenti estinguenti, Ed. EPC Libri, Roma 2006.

UMAN (Unione Costruttori Materiali Antincendio).

UNI (Ente Nazionale Italiano di Uni􀃣cazione).

U. Alberghini – G.L. Lugoboni – E. Alberghini, Guida pratica alla prevenzione incedi e gestione dell’emergenza, Ed. EPC Libri, Roma 2005.

G. Giomi – P.R. Pais, Antologia organica di prevenzione incendi, Ed. EPC Libri, Roma 2002.