Nella seconda metà del XIX secolo, l’industrializzazione portò all’emergere di grandi imprese commerciali. Molte persone e ingenti beni materiali si riunirono in uno spazio ridotto. La crescente elettrificazione diede origine anche a nuovi rischi di incendio. Questi sviluppi resero necessari nuovi approcci alla prevenzione e alla protezione antincendio. Le prime varianti di sistemi di estinzione automatici furono inizialmente installate nelle tessiture americane. Tuttavia, il loro principio funzionale, in cui i fili di cotone assicuravano le chiusure delle condutture e bruciavano in caso di incendio, si dimostrò inaffidabile.
L’11 agosto 1874, l’industriale americano Henry S. Parmelee (1846-1902) ottenne un brevetto per aver sviluppato un progetto in cui le uscite dei tubi per l’acqua di spegnimento venivano aperte fondendo una lega metallica. Ciò diede vita al principio del moderno sistema sprinkler, che è ancora oggi una componente importante dei concetti di prevenzione e protezione antincendio. Fu il primo a dotare l’edificio della sua fabbrica di pianoforti “Mathushek Piano Manufacturing Co.” a New Heaven, Connecticut, dei nuovi sprinkler, seguiti da altri.Dopo che le compagnie assicurative negli USA riconobbero i grandi vantaggi di questa tecnologia innovativa, accelerarono l’installazione di sistemi corrispondenti e contribuirono in modo sostanziale alla loro diffusione.
Dal 1881, anche le compagnie assicurative in Gran Bretagna e in seguito in tutta Europa iniziarono a premiare l’installazione di sistemi sprinkler con sconti sui premi assicurativi.La base tecnica dell’irrigatore offriva ancora spazio per una serie di miglioramenti dettagliati. Ciò fu riconosciuto da Frederick Grinnell (1836-1905), che era attivo nella produzione di tecnologie di prevenzione e protezione antincendio. Acquistò una licenza per la produzione da Parmelee e sostituì il suo dispositivo a collegamento fusibile con un’ampolla di vetro. L’ampolla conteneva un liquido a base di glicerina che scoppiava a una temperatura definita a causa della crescente pressione interna, rilasciando così l’acqua di spegnimento.
Molte teste di irrigatori funzionano ancora oggi secondo questo principio.Un sistema antincendio sprinkler comprende nel suo insieme un’alimentazione idrica e una rete di tubazioni, di solito collocate a livello del soffitto o sulla copertura di quest’ultimo, alla quale sono connessi, con uno spazio adeguato, degli ugelli sprinkler antincendio chiusi da un elemento termosensibile.Nel caso dovesse svilupparsi un incendio, il calore provoca l’apertura della valvola sprinkler degli erogatori che si trovano sopra l’area interessata dalle fiamme e innesca la fuoriuscita di acqua che permette un rapido e tempestivo controllo dell’incendio con una relativa riduzione dei danni.Inoltre, gli erogatori o le testine sprinkler sono costituiti da elementi fondamentali che ancora odiernamente licaratterizzano:corpo;elemento termosensibile o bulbo sprinkler;tappo;orifizio;deflettore.
Sprinkler antincendio: la normativa.
La progettazione, l’installazione e la manutenzione dei sistemi sprinkler è normata dalla UNI EN 12845, includendo il documento EN 12845:2004. Viene a sostituire la UNI9489:1989 e la UNI9490:1989 e dota dei requisiti e delle raccomandazioni gli impianti da realizzare in edifici e stabilimenti industriali. Però escludendo quelli installati sulle navi, aerei, mezzi motorizzati e sistemi antincendio mobili, oppure sistemi al di sotto del livello del suolo nell’industria mineraria.
La norma si occupa della classificazione dei pericoli, le alimentazioni idriche, i componenti da adoperare, l’installazione, le prove per il collaudo del sistema e la manutenzione; si applica inoltre agli ampliamenti e miglioramenti dei sistemi esistenti ed individua, per gli edifici, le soluzioni edili per assicurare una performance dei sistemi.I componenti degli impianti sono normati, invece, dalla norma UNI EN 12259, suddivisa in diverse parti:
1: erogatori sprinkler;2: valvola di allarme idraulico;3: valvola d’allarme a secco;4: campane idrauliche di allarme;5: indicatori di flusso;
Impianto sprinkler: funzionamento e tipologie
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 sprinklerPer 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.
