Tipologie e differenze degli impianti antincendio ad acqua

Gli impianti antincendio ad acqua sono utilizzati prevalentemente per il controllo, la soppressione o l’estinzione di incendi coinvolgenti materiali solidi (fuochi di classe A).

Gli impianti antincendio

Gli impianti sprinkler rientrano nella più ampia categoria degli impianti antincendio. Vediamo di seguito quali sono.

Quando è obbligatorio l’impianto antincendio

L’impiego di sistemi di spegnimento automatici, ancorché reso cogente da alcune regole tecniche di prevenzione incendi per alcune attività soggette al controllo del Corpo Nazionale dei Vigili del fuoco, è largamente raccomandato in tutte quelle situazioni ove si rende necessario un tempestivo intervento per contrastare la propagazione del fuoco, non differibile temporalmente e, pertanto, non demandabile all’azione degli addetti alla lotta antincendio e all’opera delle squadre dei VV.F.

Quali sono le tipologie di impianti antincendio

Tali impianti, ampiamente utilizzati ove vi è presenza di un notevole carico di incendio e nei luoghi particolarmente affollati, possono essere di diverso tipo:

• impianti sprinkler
• impianti water mist
• impianti a diluvio.

Impianti Sprinkler

I sistemi automatici a pioggia, universalmente conosciuti come sistemi sprinkler, sono i sistemi più diffusi al mondo per la protezione di attività civili ed industriali contro il rischio d’incendio.

Come è composto l’impianto antincendio

Gli impianti sprinkler, per il dimensionamento dei quali si può impiegare la norma UNI 12845 e della norma NFPA 13, sono costituiti da una fonte di alimentazione (acquedotto e/o serbatoio di accumulo in pressione), pompe di mandata, centralina valvolata di controllo e allarme, condotte montanti principali, reti di condotte secondarie e testine erogatrici (ugelli sprinkler).

Gli impianti possono essere a umido o a secco, a seconda che siano, o no, permanentemente in pressione.

Come funziona il sistema di estinzione automatico a pioggia

Il funzionamento dell’impianto è legato all’attivazione degli erogatori, che fungono anche da rilevatori d’incendio, grazie alla rottura di un’ampollina contenente un liquido termosensibile (con temperature di taratura che si attestano intorno ai 70 °C) o la fusione di una lega eutettica, che provoca la fuoriuscita di acqua in pressione.

Le tipologie: quando è necessario l’impianto sprinkler?

Esistono diverse tipologie di impianti sprinkler, alcuni tesi al controllo e altri alla soppressione dell’incendio, tutti accomunati dalla finalità di contenimento della combustione:

• gli sprinkler a risposta veloce, caratterizzati da un tempo di risposta più rapida rispetto a quelli tradizionali;
• gli sprinkler a goccia grossa (large drop), che erogano portate d’acqua maggiori con gocce di grandi dimensioni in grado di penetrare i fumi caldi ascendenti, utilizzati a protezione dei magazzini intensivi con grandi altezze di impilamento;
• gli sprinkler ESFR, caratterizzati da una risposta rapida e una soppressione precoce, e dunque impiegati nelle aree con livelli di rischio incendio elevati e un grado di protezione richiesta molto importante.

Il posizionamento delle testine erogatrici

Un aspetto estremamente delicato è quello del posizionamento delle testine erogatrici, la cui efficacia non deve essere compromessa dalla presenza di nervature e/o ostruzioni di vario tipo presenti nell’edificio in cui sono installate.

Le fasi della progettazione di un impianto sprinkler

Il processo di progettazione di un impianto sprinkler ad acqua comprende le seguenti fasi:

• definizione della classe di rischio incendio dell’attività, che è indipendente dal carico di incendio ma è funzione delle caratteristiche fisiche e dalla collocazione fisica del materiale combustibile;
• scelta del tipo di impianto da impiegare;
• definizione del tipo di testine da utilizzare;
• definizione della specifica di protezione (densità di scarica, portate minime, spaziature, aree operative, ecc.);
• scelta dei componenti, definizione del lay-out;
• analisi del problema delle ostruzioni;
• analisi delle eventuali interferenze fra testine erogatrici e merci in protezione;
• calcolo idraulico delle tubazioni.

Impianti Water Mist

Gli impianti water mist, per la cui progettazione il riferimento normativo è la norma NFPA 750, vengono impiegati per la protezione di sale macchine e turbine con presenza di liquidi infiammabili, protezione di aree residenziali e di ufficio con rischio ordinario, macchine elettriche di grandi dimensioni, sale quadri, trasformatori ad olio, ecc.

Come funziona un impianto water mist?

Attraverso un sofisticato sistema di ugelli, si genera una nube di microgocce che, nel giro di pochi secondi, contrasta l’azione del fuoco.

La finalità del sistema è il controllo o l’estinzione dell’incendio, con particolare riferimento alle classi dei fuochi A e B, attraverso una combinazione di alcuni effetti, il raffreddamento, l’inertizzazione del locale e il blocco della trasmissione del calore radiante.

Le portate idriche dei sistemi water mist sono da 1/10 a 1/100 delle portate tipiche degli sprinkler ordinari, cosicché la quantità d’acqua complessivamente utilizzata per spegnere un incendio anche significativo può essere, specie per i sistemi ad elevata nebulizzazione, di poche decine di litri, con effetto bagnante pressoché trascurabile, se correttamente gestiti dopo l’intervento.

Lo scambio di calore

Nel momento in cui viene irrorata dell’acqua frazionata in tante piccole, piccolissime goccioline, si ottimizza lo scambio di calore in modo tale che la temperatura scenda a causa del calore assorbito dalla evaporazione dell’acqua stessa.

La maggiore quantità di vapore acqueo generato, provoca un maggior assorbimento di energia termica contribuendo all’estinzione del fuoco prodotta dallo spostamento dell’ossigeno.

Impianti ad Acqua Nebulizzata

L’acqua nebulizzata consiste nella trasformazione dell’acqua in particelle piccolissime di vapore che si ottiene quando l’acqua viene sottoposta ad un’alta pressione.

Come funzionano gli impianti ad acqua nebulizzata

Il funzionamento del sistema ad acqua nebulizzata dipenderà da come è configurato.

Ci sono tre tipi di configurazioni a seconda del tipo di ugelli selezionati:

1. sistema a diluvio con ugelli aperti;
2. sistemi ad umido con ugelli chiusi;
3. sistema a preazione con ugelli chiusi.

Per assicurare la fornitura dell’acqua alla giusta pressione per essere nebulizzata agli ugelli Water-Mist si utilizzano due tipi di sistemi:

• bombole di azoto che pressurizzano bombole contenti acqua (UAC);
• pompe volumetriche abbinate a motori elettrici o diesel (UAP).

Dove si utilizzano i sistemi water mist

I sistemi Water-Mist sono versatili e possono, oltre che in applicazioni tradizionali, essere utilizzati in applicazioni specifiche quali scale mobili, parcheggi meccanizzati, robotica ecc…

Impianti a Diluvio

A differenza degli impianti sprinkler, gli impianti a diluvio, noti anche come sistemi spray ad acqua, utilizzano l’acqua in grandi quantità con applicazione simultanea su tutto lo spazio protetto, con lo scopo principale di raffreddare apparecchiature e strutture esposte ad incendio nelle vicinanze e/o tenere sotto controllo l’incendio presente nello spazio protetto, in attesa che venga spento con altri mezzi.

Che cosa è un impianto a diluvio

Un impianto a diluvio è dunque un impianto ad acqua con ugelli aperti, comandati da un impianto automatico di rivelazione incendi o una rete di tubazioni a secco con testine pilota coprente la stessa area, che provoca automaticamente l’apertura di un’unica valvola a diluvio e conseguente scarica d’acqua contemporanea da tutti gli ugelli.

Quando si usano

Sono largamente impiegati a protezione di reparti di essicazione di laminati plastici o di legno, depositi intensivi, stabilimenti pirotecnici, impianti di produzione di poliuretani espansi, aviorimesse.

L’impiego degli impianti a diluvio, per la cui progettazione si può far riferimento alla norma NFPA 15, si rivela ottimale in tutte quelle aree ad alto tasso di rischio, necessitanti di un altissimo grado di protezione attiva.

Come funzionano

Il funzionamento di tali impianti è comandato dalla valvola principale, detta valvola a diluvio, che previene l’entrata dell’acqua nelle tubazioni sino a che l’intero sistema non viene attivato.

Le tubazioni di alimentazione

Una osservazione importante riguarda però le tubazioni di alimentazione: essendo soggette a bagnamento ed asciugatura periodica, sono soggette a forte corrosione da ruggine; pertanto, è essenziale che le tubazioni siano interamente zincate a caldo, dentro e fuori, per poter così garantire una corretta funzionalità nel tempo.

Quali sono i tipi di ugelli presenti sul mercato

Esistono diversi tipi di ugelli sul mercato:

•          gli spray a pioggia, simili a quelli impiegati negli impianti sprinkler, che erogano l’acqua senza particolare velocità o direzione;

•          gli spray direzionali, che sono i più diffusi, nei quali il getto d’acqua oltre ad avere una particolare forma è anche caratterizzato da una velocità particolare e da una gittata efficace che non dovrebbe essere superata, specie nelle applicazioni all’aperto, nelle quali l’effetto eolico non può certamente essere trascurato.