Descrizione e Applicazioni
I sistemi di spegnimento a pioggia, conosciuti come sistemi sprinkler, sono i sistemi piú diffusi al mondo per la protezione incendi di attivitá civili ed industriali. Il sistema sprinkler é costituito da una rete di tubazioni costantemente in pressione di acqua (sistemi a umido) o di aria (sistemi a secco) alle quali sono collegate le testine sprinkler chiuse dagli elementi sensibili al calore che li contraddistinguono. La rete di tubazione é collegata ad una sorgente idrica avente funzione di garantire l’alimentazione di acqua agli sprinkler, con caratteristiche di portata, pressione e durata predeterminate. La caratteristica base del sistema sprinkler sta nel suo funzionamento completamente automatico, che richiede quindi un’alimentazione idrica automatica.
Il sistema sprinkler basa il suo successo sulla semplicitá del suo funzionamento, la testina sprinkler infatti riunisce in un unico elemento, la funzione di rivelazione dell’incendio e di inizio dell’intervento di contrasto.
I primi esempi di impianti sprinkler (da sprinkle che vuol dire goccia) risalgono ai primi anni del secolo XIX. Nel 1878 il Sig. Grinnell costruiva il suo primo moderno sprinkler, cosiddetto sprinkler Grinnell , dando praticamente forma allo sprinkler cosí come lo conosciamo.
Con lo sviluppo della tecnologia sprinkler inizia quasi simultaneamente la predisposizione di norme tecniche. Lo standard NFPA 13 é del 1896. Gli standard europei dell’inglese FOC, del VdS tedesco e per l’Italia del Concordato Italiano incendi, sono degli anni ’50 e ’60 e sono tutti di origine assicurativa.
Il sistema sprinkler basa il suo funzionamento sull’elemento costitutivo essenziale che é appunto la testina sprinkler. I meccanismi di rivelazione consolidati sono di due tipi:
- Testina Sprinkler a fusibile.
- Testina Sprinkler a bulbo;
Il primo, lo sprinkler a fusibile, é basato sulla fusione di una lega eutettica appositamente calibrata per avere una certa temperatura di attivazione. Il secondo, lo sprinkler a bulbo, é basato sulla dilatazione di un liquido in funzione della temperatura fino al raggiungimento di un volume tale da rompere un bulbo di vetro quarzoide che, una volta rotto, consente l’apertura dell’erogatore.
Alla lunga il sistema con testina sprinkler a bulbo si é rivelato il migliore ed economico.
Tutte le testine sprinkler sono tarate in modo analogo con temperature di attivazione ordinarie (57 C°) , intermedie e alte (343 C°). La taratura delle testine sprinkler é una delle caratteristiche fondamentali nella definizione di una protezione, in quanto e correlata all’ambiente, al tipo di rischio, all’edificio e agli elementi del soffitto.
Altro elemento importante di differenziazione é la forma del deflettore, ormai consolidata nelle forme di testine da montare verso l’alto (upright), verso il basso (pendent) e convenzionale.
A parte le due tipologie di elemento sensibile e la forma del deflettore, la testina sprinkler é rimasta invariata per quasi un secolo quando nel 1980 una serie di studi hanno permesso di sviluppare testine intervenendo su parametri quali la forma del getto, la dimensione delle gocce e il tempo di risposta.
Nascono cosí delle testine sprinkler specifiche per l’ambiente da proteggere ed il tipo di rischio:
- Testine sprinkler RTI a risposta veloce Quick Response;
- Testine sprinkler Large Drop;
- Testine sprinkler ESFR;
- Testine sprinkler Residential;
- Testine sprinkler Sidewall;
- Testine sprinkler Recesed;
- Testine sprinkler Conceleaded.
La testina sprinkler RTI ( Response Time Index)
Le testine sprinkler Large Drop sono state studiate per gli incendi dove si sviluppa una grande quantitá di calore ed una elevata progressione della fiamma come negli incendi di merci combustibili impilate, nei quali la disposizione della merce favorisce la propagazione verso l’alto della fiamma ed il conseguente crescente rilascio di calore. Tali testine sprinkler avendo l’orifizio maggiorato (5/8”) erogano una portata d’acqua maggiore e producono una notevole quantitá di gocce di grande dimensione, in grado di penetrare i fumi caldi ascendenti.
Le testine sprinkler ESFR (Early Suppresion Fast Response) sono l’espressione del piú alto e completo sviluppo delle testine Large Drop. Gli orifizi sono variabili da ¾” a 1″. Sono adatti alle aree di magazzino con stoccaggi superiori ai 10 metri con posizionamento a soffitto senza l’installazione ai livelli intermedi delle scafalature.
Le testine sprinkler Residential sono basati su due criteri principali: le testine sono ad attivazione rapida grazie ad elementi sensibili di massa molto limitata e garantiscono una forma e distribuzione del getto d’acqua che si presta bene alla protezione delle aree abitative.
Le testine sprinkler Sidewall si distinguono a getto laterale, da installare nella posizione verticale, rivolti verso l’alto o il basso, e o testine a getto laterale con montaggio orizzontale. In tutti questi casi sono in grado di garantire le medesime prestazioni delle testine installate al centro del locale. Sono infatti installate dove non é agevole o non é addirittura consentito il posizionamento di testine al centro dei locali.
Una delle caratteristiche degli sprinkler, che deve essere definita dall’utilizzatore, é la finitura superficiale degli stessi. Dal punto di vista estetico esistono diverse soluzioni; le testine sprinkler possono essere cromate o variamente verniciate, possono avere una rosetta di finitura incassata oppure addirittura essere a scomparsa totale nei contro soffitti (Recesed e Conceleaded).
I sistemi sprinkler come accennato sono essenzialmente tre; i sistemi a umido, i sistemi a secco, ed i sistemi a preazione.
Valvola sprinkler I sistemi sprinkler a umido sono quelli piú comuni; le tubazioni sono costantemente piene d’acqua in pressione e l’apertura di una o piú testine causa l’immediata fuoriuscita di acqua dall’impianto. Allo stesso tempo una valvola di controllo detta appunto ad umido, provvede a attivare l’allarme acustico locale, tramite campana idraulica, ed a trasmettere il segnale d’allarme ad un luogo remoto presidiato tramite pressostato.
I sistemi sprinkler a secco sono utilizzati nelle aree fredde, dove si teme il congelamento dell’acqua nelle tubazioni. In questo caso le tubazioni sono tenute in costante pressione d’aria, grazie ad un apposito dispositivo di alimentazione (compressore); l’apertura di una o piú testine causa l’immediata fuoriuscita dell’aria dal sistema che perde quindi gradualmente pressione. Una valvola di controllo a bilanciamento idraulico, tenuta normalmente chiusa dalla pressione di aria, si aziona, consentendo all’acqua di entrare nelle tubazioni e di raggiungere le testine aperte, fuoriuscendo a sua volta. Per questi sistemi bisogna tenere presente che esiste un ritardo di intervento dovuto al tempo necessario alla fuoriuscita dell’acqua dalle tubazioni in parte superabili con sistemi di accelerazione da installare in corrispondenza della valvola di controllo. L’installazione deve essere curata molto accuratamente per evitare perdite e condense che possono congelare e bloccare gli organi idraulici dell’impianto; in questi casi é possibile installare dei dispositivi di drenaggio in tutti i terminali del sistema.
I sistemi sprinkler a preazione sono sistemi particolari che richiedono, per la loro attivazione, l’intervento di un sistema addizionale, indipendente dal sistema principale, che rileva l’effettiva esistenza dell’incendio prima di consentire all’impianto sprinkler stesso di intervenire.
Il gruppo di controllo di un sistema sprinkler a preazione, a differenza dei gruppi di controllo dei sistemi sprinkler a umido e a secco, é un gruppo chiuso, che richiede un azione attiva per essere azionato. Quindi, mentre si rivela un sistema di maggiore precisione d’intervento, grazie alla conferma di presenza d’incendio che viene data dal sistema di rivelazione, tuttavia toglie qualcosa a livello di affidabilitá e semplicitá in quanto, richiede l’intervento effettivo di un altro sistema; con quindi una probabilitá maggiore di guasto che é noto essere la somma delle probabilitá di guasto dei due sistemi. I sistemi sprinkler a preazione si distinguono principalmente in sistemi a semplice interblocco e a doppio interblocco, a secondo del sistema di rivelazione scelto; elettrico, pneumatico ed elettronico.
Altra importante elemento é la riserva idrica del sistema sprinkler. Nelle normative Europee il valore della durata dell’alimentazione idrica é fissato in modo univoco e rigoroso relativamente alle classi di riferimento; nelle normative americane é concessa una certa discrezionalitá.
Tabella A – Durata minima in minuti delle alimentazioni idriche per impianti sprinkler
| DURATA REVISTA PER LE ALIMENTAZIONI IDRICHE | Aree Rischio Lieve | Aree Rischio Medio | Aree Rischio Alto | Idranti |
| Durata norme UNI | 30 minuti | 60 minuti | 90 minuti | Esclusi |
| Durata norme NFPA | 30-60 minuti | 60-90 minuti | 90-120 minuti | Inclusi |