Impianto Sprinkler: Funzionamento, Tipologie e Caratteristiche

L’impianto sprinkler è uno dei sistemi antincendio più utilizzati al giorno d’oggi e per questo è fondamentale conoscerne la struttura ed il funzionamento. Il sistema automatico sprinkler è progettato per rilevare la presenza di un incendio ed estinguerlo nello stadio iniziale con acqua oppure per tenere sotto controllo le fiamme in modo che l’estinzione possa essere completata con altri mezzi. Scopriamo tutti i dettagli.

Cos'è un Impianto Sprinkler?

Un impianto sprinkler è un sistema automatico di estinzione a pioggia progettato per rilevare e controllare gli incendi nelle loro fasi iniziali. Questo tipo di sistema è ampiamente utilizzato per la protezione antincendio in edifici, fabbriche, magazzini e altri ambienti a rischio di incendio. È composto da una rete di tubazioni collegate a una fonte di alimentazione idrica. Gli erogatori, gli sprinkler, sono dispositivi posti lungo le tubazioni e sono dotati di componenti termosensibili.

Questi dispositivi sono progettati per attivarsi automaticamente quando rilevano un aumento significativo di temperatura causato dall’incendio. Quando si attiva un singolo sprinkler a causa del calore generato dall’incendio, il getto d’acqua viene rilasciato direttamente sulla zona interessata, contribuendo a controllare o estinguere le fiamme. Gli sprinkler sono posizionati in modo strategico per coprire l’intera area in cui sono installati.

È importante notare che, contrariamente a quanto spesso mostrato nei film, gli sprinkler si attivano individualmente solo nelle vicinanze dell’incendio effettivo, non tutti contemporaneamente. Questo approccio contribuisce a ridurre i danni causati dall’acqua e a massimizzare l’efficacia nel contenere l’incendio. Questi sistemi sono soggetti a normative specifiche e devono essere progettati e installati in conformità con tali regolamentazioni per garantirne l’efficacia.

Le Origini degli Impianti Sprinkler

Il primo impianto sprinkler risale al 19° secolo, quando fu sviluppato uno automatico, senza brevetto. Fu l’americano Henry S. Parmelee a brevettare il primo sprinkler automatico. Esso era formato da un dispositivo forato che includeva una valvola tenuta chiusa contro la pressione idrica da una molla. In seguito vennero realizzate altre versioni dello sprinkler.

Ogni impianto include una serie di valvole principali di controllo ed un insieme di tubazioni dotate di sprinkler (erogatori). Gli erogatori sprinkler sono disposti in posizioni precise: a livello del soffitto o della copertura e, dove necessario, tra le scaffalature, sotto gli scaffali, nei forni o generatori per il riscaldamento.

Gli sprinkler funzioneranno a temperature predeterminate per scaricare l’acqua sopra le parti interessate dell’area sottostante. Il flusso d’acqua, attraverso la valvola di allarme, innescherà un allarme antincendio. La temperatura di funzionamento sarà generalmente selezionata affinché si adatti alle condizioni di temperatura ambiente. Entrano in funzione solo gli sprinkler in prossimità d’incendio, cioè quelli che si riscalderanno a sufficienza.

Funzionamento e Tipologie di Impianti Sprinkler

Un impianto di questo genere funziona grazie a dei dispositivi termosensibili, creati e progettati per reagire ad una temperatura prestabilita mediante il rilascio automatico di un getto d’acqua e la distribuzione della stessa nell’area. È un sistema combinato tra spegnimento e rilevazione dell’incendio.

Esistono vari tipi di impianti sprinkler:

Ad umido
A secco
A preazione
A diluvio

Impianti Sprinkler a Umido

L’impianto sprinkler a umido è la tipologia più comune ed elementare tra i vari impianti sprinkler: è comunemente installato in tutte le aree non esposte al rischio di gelo o a rischio di vaporizzazione dell’acqua nella rete di distribuzione. Il suo principio di funzionamento è di semplice comprensione; la valvola di allarme a umido opera come una valvola di ritegno convenzionale, con l’aggiunta della capacità di generare allarmi al momento dell’attivazione, caratteristica condivisa da tutte le varianti dei sistemi sprinkler.

Le tubazioni, sia a monte che a valle della valvola, sono costantemente riempite d’acqua e la rottura di uno dei dispositivi sprinkler induce un intervento immediato sul fuoco. Questo sistema incorpora una valvola di controllo, un allarme a umido e una campana idraulica di allarme. I sistemi ad umido incarnano il massimo della affidabilità, della facilità d’uso e dei costi contenuti in fase di installazione e manutenzione. Sono considerati tra i più affidabili in quanto l’acqua all’interno delle tubazioni viene mantenuta a pressione costante.

In caso di incendio lo sprinkler si apre, attivando così l’erogazione d’acqua, la campana di allarme entra in azione, il pressostato attiva tutti i segnali prestabiliti.

Impianti Sprinkler a Secco

Gli impianti sprinkler a secco sono dotati di tubazioni disposte sulla stazione di controllo, riempite di acqua in pressione e di tubazioni a valle della stazione di controllo che invece sono riempite d’aria a pressione. L’apertura di un erogatore provoca la caduta della pressione dell’aria che a sua volta genera l’emissione di acqua nelle tubazioni di distribuzione. Gli impianti sprinkler a secco sono utilizzati quando c’è pericolo di congelamento o di vaporizzazione di acqua nella rete di distribuzione.

La valvola a secco che è una valvola di controllo è posizionata in un’area riscaldata. Essa evita l’ingresso dell’acqua fino a quando un incendio provoca l’attivazione dello sprinkler. Quando gli erogatori si aprono fuoriesce l’aria e la valvola si apre ed è in quel momento che l’acqua può entrare nelle tubazioni e scorrere tramite gli sprinkler fino ad estinguere l’incendio in atto.

Uno dei vantaggi più evidenti di un sistema a secco è che consente di salvaguardare quegli spazi non riscaldati o refrigerati dove i sistemi ad umido potrebbero anche non funzionare per via del congelamento dell’acqua nei tubi.

Gli impianti sprinkler possono essere definiti alternativi quando funzionano in maniera doppia: ad umido nella stagione estiva e a secco nella stagione invernale.

Impianti Sprinkler a Preazione

Possiamo dire che si tratta di una tipologia relativamente “nuova” di impianti sprinkler. Coniugano la capacità di resistere al gelo, quindi dotati di tubazioni a valle della stazione di controllo con un tempo di reattività molto basso (quasi come l’impianto ad umido). Come suggerisce la UNI EN 12845 possiamo fare una distinzione tra 2 tipologie di impianti:

A preazione di Tipo A: in questo caso la stazione di controllo si attiva tramite il comando generato da un sistema di rivelazione incendi e non dalla rottura di uno sprinkler. Nel caso in cui non funzioni il sistema di rivelazione, l’impianto funziona come quello a secco. Si tratta di una configurazione attuata solo in luoghi in cui la forza dell’acqua può provocare dei danni ingenti, come ad esempio musei e merce di pregio;
A preazione di Tipo B: la stazione di controllo viene attivata mediante il comando generato da una rivelazione di incendio o, in modo indipendente, dalla rottura di uno sprinkler, simile al funzionamento di un impianto a secco. In quest’ultimo scenario, l’apertura dello sprinkler provoca la caduta di pressione, rilevata dall’attuatore pneumatico, il quale apre la valvola. Nel caso in cui sia attivo il sistema di rivelazione dei fumi, la segnalazione elettrica non comporta necessariamente la fuoriuscita dell’acqua, ma prepara semplicemente il sistema ad una risposta più rapida. Solo la rottura dell’elemento termosensibile di uno sprinkler, infatti, determinerà l’emissione dell’acqua.

Impianti Sprinkler a Diluvio

Sono costantemente aperti in quanto privi dell’elemento termosensibile. L’erogazione dell’acqua avviene tramite intervento di un impianto di rilevazioni incendi separato che attiva la valvola a diluvio: in questo modo l’acqua scende simultaneamente da tutti gli ugelli. Gli impianti sprinkler a diluvio sono diffusi maggiormente dove si prevede una propagazione veloce delle fiamme (depositi di carburante, hangar ecc.).

Manutenzione di un Impianto Sprinkler

Per capire come funziona la manutenzione di un impianto sprinkler dobbiamo far riferimento alla UNI EN 12845:2020. Essa specifica i requisiti e fornisce le raccomandazioni per la progettazione, l’installazione e la manutenzione di impianti fissi antincendio sprinkler in edifici e in insediamenti industriali, specificando i requisiti particolari per i sistemi sprinkler. Tratta, inoltre, la classificazione dei pericoli, le alimentazioni idriche, i componenti da utilizzare, l’installazione, le prove ed il collaudo del sistema, la manutenzione e l’ampliamento dei sistemi esistenti, individuando per gli edifici le indicazioni costruttive necessarie a garantire una prestazione soddisfacente dei sistemi sprinkler.

Il tecnico qualificato ha il compito di svolgere, almeno una volta all’anno, le ispezioni periodiche elaborando il “rapporto d’ispezione” che serve a valutare se l’impianto è conforme alla norma UNI EN 12845:2020 per quanto riguarda la manutenzione, il funzionamento e l’adeguatezza in relazione al livello di rischio nel luogo in cui è installato.

L’utente deve eseguire un programma di ispezione e controlli, predisporre un programma di prova, assistenza e manutenzione e deve documentare e registrare le attività custodendo i documenti in apposito registro tenuto nel luogo di lavoro.

L’installatore deve supportare l’utente con una documentazione relativa alle procedure di ispezione e di controllo dell‘impianto. Il programma deve comprendere le istruzioni sulle azioni da intraprendere per quanto concerne i guasti, il funzionamento dell’impianto, con particolare attenzione alla procedura per l’azionamento manuale di emergenza delle pompe ed i dettagli del controllo periodico settimanale.

Progettazione di Impianti Sprinkler: Pericolo Lieve, Ordinario e Alto

La norma EN 12845, recepita dall’UNI, rappresenta la regola dell’arte in ambito europeo per la progettazione dei sistemi sprinkler. Per capire come impostare la progettazione di un impianto sprinkler è necessario prima determinare la classe di pericolo. Gli edifici e le aree da proteggere mediante il sistema automatico sprinkler devono essere classificati come:

Pericolo lieve (LH)
Pericolo ordinario (OH)
Pericolo alto (HH)

Questa classificazione dipende dal tipo di utilizzo e dal carico di incendio. La classe di pericolo adeguata di edifici o aree da proteggere viene determinata in relazione alle seguenti attività in essi presenti:

Pericolo lieve - LH: attività con bassi carichi d’incendio e bassa combustibilità ed aventi ciascun singolo compartimento non maggiore di 126 m2 e con una resistenza al fuoco di almeno 30 minuti;
Pericolo ordinario - OH: attività in cui vengono trattati/prodotti materiali combustibili con un carico d’incendio medio e media combustibilità;
Pericolo alto - HH: attività nelle quali i materiali presenti possiedono un alto carico d’incendio ed un’alta combustibilità e sono in grado di sviluppare velocemente un incendio intenso e vasto.

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