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MANUALE DI PROGETTAZIONE

SISTEMA DI SPEGNIMENTO A GAS HALOCARBON

HFC 227EA – HFC 125 – HFC 23

BETTATI ANTINCENDIO s.r.l.

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INDICE

1 INTRODUZIONE.......................................................................................................................................... 3 1.1 Scopo ed utilizzo del manuale ...................................................................................................................3 1.2 Gli standard normativi ...............................................................................................................................3 1.3 Le approvazioni..........................................................................................................................................3 1.4 La terminologia..........................................................................................................................................4 1.5 Sistemi di unità di misura ..........................................................................................................................5 1.6 Le responsabilità........................................................................................................................................5

2 AGENTI ESTINGUENTI GASSOSI E LORO LIMITAZIONI.................................................................................. 6 2.1 Introduzione ..............................................................................................................................................6 2.2 Agenti estinguenti e proprietà chimico fisiche..........................................................................................6 2.3 Le applicazioni ...........................................................................................................................................7 2.4 Gli effetti dell’agente estinguente sulle persone (Rif. Appendice G UNI EN 15004 Ed. 2008) ..................7 2.5 Pericoli per le persone (rif. APPENDICE G.3 UNI EN 15004 Ed. 2008) .......................................................7 2.6 Effetti Fisiologici di Gas halocarbon...........................................................................................................8 2.7 Linea guida per l’esposizione sicura a gas inerti utilizzati come agenti estinguenti (Rif. Appendice G UNI EN 15004‐1 Ed. 2008) ...................................................................................................................................8

2.7.1 Per aree normalmente occupate ................................................................................................... 9 2.7.2 Per aree normalmente NON occupate ......................................................................................... 10 2.7.3 Aree NON occupabili ..................................................................................................................... 10 2.7.4 Aree occupabili .............................................................................................................................. 10

2.8 Gli effetti dell’agente estinguente sulle cose e sull’ambiente................................................................10 2.9 Rischio di scarica elettrostatica in atmosfera altamente esplosiva.........................................................11

3 LA PROGETTAZIONE DEI SISTEMI AD ESTINGUENTI GASSOSI HALOCARBON.............................................. 12 3.1 Analisi del rischio .....................................................................................................................................12 3.2 La concentrazione di progetto.................................................................................................................12 3.3 Quantità di estinguente richiesta ............................................................................................................13 3.4 Considerazioni aggiuntive........................................................................................................................15

3.4.1 Fattori di correzione per altitudine................................................................................................ 15 3.5 Tempo di Scarica a (rif. UNI EN 15004‐1:2008 capitolo 7.9) ...................................................................16 3.6 Il tempo di permanenza dell’agente estinguente “HFC227EA” “Door fan test” (rif. UNI EN 15004‐1:2008 capitolo 7.8) ..............................................................................................................................................16 3.7 Sovrappressione nel locale ......................................................................................................................20 3.8 Scelta e posizionamento ugelli (rif. UNI EN 15004:1 cap. 6.3.6) .............................................................26 3.9 Tubazioni e raccorderia ...........................................................................................................................30 3.10 Divisioni di flusso nei raccordi a Tee........................................................................................................31 3.11 Dimensionamento di massima del diametro dei tubi .............................................................................31 3.12 Staffaggi e sostegni per tubazioni (UNI EN 15004‐1 cap. 6.3.4) ..............................................................32 3.13 Esempio di progettazione calcolata secondo UNI EN 15004 parte 4 Ed.2008 ........................................32

3.13.1 Sopralluogo .................................................................................................................................... 32 3.13.2 Analisi del rischio ........................................................................................................................... 33 3.13.3 Scelta del gas estinguente.............................................................................................................. 33 3.13.4 Scelta dei componenti del sistema marcati CE secondo EN12094 e PED/TPED ............................ 33 3.13.5 Calcolo preliminare del quantitativo di gas estinguente ............................................................... 34 3.13.6 Progettazione della rete di distribuzione....................................................................................... 37

3.13.7 Verifica di quanto sopra tramite software di calcolo idraulico Hughes Associates Inc. ..........................40 3.13.7 Installazione del sistema ................................................................................................................ 48 3.13.8 Messa in funzione del sistema ....................................................................................................... 48 3.13.9 Esecuzione del Test di Integrità del Locale (door fan integrity test) e collaudo ............................ 48 3.13.10 Gestione (la manutenzione ordinaria e straordinaria)................................................................... 48



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1 Introduzione 1.1 Scopo ed utilizzo del manuale

Questo manuale contiene specifiche informazioni e requisiti per la progettazione di sistemi antincendio ad agente estinguente gassoso “HFC125”, “HFC227ea” e “HFC23”. Esso include, inoltre, informazioni sulle proprietà chimico fisiche dei gas, le specifiche tecniche e gli aspetti della sicurezza legati alla progettazione. All’interno di questo manuale il termine “Sistema” comprenderà i componenti di spegnimento e non comprenderà alcun sistema di rivelazione per l’attivazione della scarica del gas. Si presuppone che la consultazione di questo manuale avvenga da parte di addetti al lavoro con una conoscenza di base in materia.

1.2 Gli standard normativi I sistemi che utilizzano gli agenti estinguenti gassosi “HFC125”, “HFC227ea” e “HFC23” sono progettati in accordo con le seguenti norme:

UNI EN 15004‐1:2008 “Installazioni fisse antincendio ‐ Sistemi a estinguenti gassosi ‐ Parte 1: Progettazione, installazione e manutenzione”.

UNI EN 15004‐4:2008 “Installazioni fisse antincendio ‐ Sistemi a estinguenti gassosi ‐ Parte 4: Proprietà fisiche e progettazione dei sistemi a estinguenti gassosi per l'agente estinguente HFC125”.

UNI EN 15004‐5:2008 “Installazioni fisse antincendio ‐ Sistemi a estinguenti gassosi ‐ Parte 5: Proprietà fisiche e progettazione dei sistemi a estinguenti gassosi per l'agente estinguente HFC227ea”.

UNI EN 15004‐6:2008 “Installazioni fisse antincendio ‐ Sistemi a estinguenti gassosi ‐ Parte 6: Proprietà fisiche e progettazione dei sistemi a estinguenti gassosi per l'agente estinguente HFC23”.

I componenti dei sistemi ad agente estinguente gassoso “HFC125”, “HFC227ea” e “HFC23” devono essere conformi alle seguenti norme:

UNI EN 12094‐4:2004 “Sistemi fissi di lotta contro l'incendio ‐ Componenti di impianti di estinzione a gas ‐ Parte 4: Requisiti e metodi di prova per complesso valvola di scarica e rispettivi attuatori”.

UNI EN 12094‐5:2004 “Sistemi fissi di lotta contro l'incendio ‐ Componenti di impianti di estinzione a gas ‐ Requisiti e metodi di prova per valvole direzionali e loro attuatori per sistemi in alta e bassa pressione”.

UNI EN 12094‐6:2006 “Sistemi fissi di lotta contro l'incendio ‐ Componenti di impianti di estinzione a gas ‐ Parte 6: Requisiti e metodi di prova per dispositivi non elettrici di messa fuori servizio”.

UNI EN 12094‐8:2006 “Sistemi fissi di lotta contro l'incendio ‐ Componenti di impianti di estinzione a gas ‐ Parte 8: Requisiti e metodi di prova per raccordi”.

UNI EN 12094‐10:2004 “Sistemi fissi di lotta contro l'incendio ‐ Componenti di impianti di estinzione a gas ‐ Requisiti e metodi di prova per manometri e pressostati”

UNI EN 12094‐13:2002 “Sistemi fissi di lotta contro l'incendio ‐ Componenti di impianti di estinzione a gas ‐ Requisiti e metodi di prova per valvole di ritegno e valvole di non ritorno”.

I sistemi che utilizzano gli agenti estinguenti gassosi “HFC125”, “HFC227ea” e “HFC23” devono essere manutentati in accordo con la seguente norma:

UNI EN 11280:2008 “Controllo iniziale e manutenzione dei sistemi di estinzione incendi ad estinguenti gassosi”

1.3 Le approvazioni

L’“HFC125”, “HFC227ea” e “HFC23” sono stati approvati quali gas estinguenti dai seguenti enti: • EPA (Environmental Protection Agency – USA • UL (Underwriters Laboratories)



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1.4 La terminologia Per gli scopi di questo manuale occorre dare le seguenti definizioni:

Approvato: accettabile per un’autorità competente. NOTA: Nello stabilire l’accettabilità degli impianti o delle procedure, delle attrezzature o dei materiali, l’autorità può basare l’accettazione sulla conformità alle norme appropriate. Autorità normative: L’autorità è l’organizzazione, l’ufficio od il singolo responsabile dell’approvazione dell’attrezzatura, degli impianti o delle procedure. Interruttore automatico/manuale: dispositivo utilizzato per convertire il sistema dall’azionamento automatico a quello manuale, che può assumere la forma di un interruttore manuale sul quadro di comando o su altre unità o di un dispositivo di comando collegato alla porta di accesso del personale. In ogni caso, esso cambia il modo di azionamento del sistema da automatico e manuale a soltanto manuale o viceversa. Sostanza estinguente: sostanza estinguente gassosa elettricamente non conduttiva che non lascia residui. Concentrazione di spegnimento: Concentrazione minima di sostanza estinguente necessaria per spegnere la fiamma di un particolare combustibile in condizioni sperimentali definite (vedi appendice “C” norma UNI EN 15004:2008), con l’esclusione di qualunque fattore di sicurezza. Concentrazione di progetto: concentrazione della sostanza estinguente, compreso un fattore di sicurezza, necessaria per spegnere un incendio di un particolare combustibile. Concentrazione di massima: la concentrazione ottenuta dall’effettiva quantità di sostanza estinguente alla massima temperatura ambiente. Pressione massima di esercizio: pressione di equilibrio all’interno di un cilindro alla temperatura massimo di esercizio Gas non liquefatto: Gas o miscela di gas, che è generalmente un gas inerte, e che è sempre presente in forma gassosa alla pressione e alla temperatura di utilizzo ammissibile. Classificazione degli incendi: La classificazione degli incendi è conforme alla ISO3941 nella quale gli incendi sono identificati secondo le seguenti classi: Classe A: incendi da materiali solidi come carta, legno, carbone, materiali polimerici; Classe B: incendi di liquidi infiammabili quali alcoli, oli minerali, grassi; Classe C: incendi di gas infiammabili quali idrogeno e metano. Classe D: incendi di sostanze chimiche spontaneamente combustibili in presenza di aria o reattive con acqua con possibilità di esplosione. Classe E: incendi di apparecchiature elettriche anche sottotensione. Quantità di saturazione: Massa o volume di sostanza estinguente necessaria per raggiungere la concentrazione di progetto all’interno del volume protetto nel tempo di scarico specificato. Volume netto: Volume totale dell’ambiente da proteggere meno il volume degli elementi impermeabili al gas presenti nel volume protetto Tempo di permanenza: Periodo di tempo durante il quale una concentrazione di sostanza estinguente maggiore della concentrazione di spegnimento permane nel volume protetto. Livello minimo di effetti avversi osservati (LOAEL): La concentrazione minima alla quale sia stato osservato un effetto tossicologico o fisiologico nocivo.



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Livello di assenza di effetti avversi osservati (NOAEL): La massima concentrazione a cui non siano stati osservati effetti avversi tossicologici o fisiologici. Zona normalmente non occupata: Zona di norma non occupata da persone, ma nella quale si può entrare occasionalmente per brevi periodi. Valvola di smistamento: dispositivo che consente di indirizzare la scarica di agente estinguente verso uno dei volumi protetti da una singola riserva di estinguente. Sistema a saturazione totale: Sistema antincendio predisposto per scaricare sostanza estinguente in un volume protetto e per raggiungere l’adeguata concentrazione di progetto.

1.5 Sistemi di unità di misura Le unità metriche di misura sono conformi al sistema metrico moderno noto come Sistema Internazionale delle Unità di misura (SI). Due unità (litro e bar), esterne al SI, ma riconosciute da questo ultimo, sono generalmente usate nella protezione antincendio internazionale.

1.6 Le responsabilità I dati tecnici contenuti in questo manuale sono forniti esclusivamente a livello informativo. La Bettati Antincendio assicura l'accuratezza delle informazioni ivi contenute, ma declina ogni responsabilità derivante da un utilizzo non corretto dei dati qui esposti. In ogni situazione non specificamente esposta in questo manuale e per qualsiasi problema relativo ai dati presentati in esso contattate:

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2 Agenti estinguenti gassosi e loro limitazioni 2.1 Introduzione

La progettazione, l’installazione, l’assistenza e la manutenzione dei sistemi antincendio ad agente estinguente “HFC125”, “HFC227ea” e “HFC23” devono essere eseguite da persone competenti nella tecnologia dei sistemi di spegnimento. I sistemi di spegnimento a saturazione totale sono usati principalmente per proteggere rischi situati all’interno di volumi atti a contenere la sostanza estinguente. Alcuni rischi tipici che possono essere protetti con tale tipologia d’impianto, comprendono quanto segue:

a) rischi elettrici ed elettronici; b) impianti di telecomunicazioni; c) liquidi, gas infiammabili e combustibili; d) altri beni immobili di valore elevato;

2.2 Agenti estinguenti e proprietà chimico fisiche

L’HFC125, l’HFC227ea e l’HFC23 sono gas non conduttivi, inodore, ed incolore. L’HFC‐125 si è dimostrato essere il gas più vicino all’Halon 1301 come caratteristiche fisiche in termini caratteristiche del flusso e pressione del vapore. L’HFC125, l’HFC227ea e l’HFC23 spengono sia dal punto di vista fisico che da quello chimico: Inizialmente aumentando la capacità termica totale dell’ambiente sino a raggiungere il punto in cui l’ambiente non alimenti la combustione. In pratica lo spegnimento è ottenuto a concentrazioni inferiori del valore teorico di capacità termica. Questo può essere spiegato dal fatto che questi estinguenti rimuovono dai radicali liberi di cui necessità il processo di combustione per poter proseguire. La tabella illustra le proprietà chimico‐fisiche degli agenti estinguenti HFC125, HFC227ea e HFC23”.

Tab. – Proprietà Chimico‐Fisiche

Proprietà Unità di misura

HFC125 HFC227ea HFC23

Peso Molecolare — 120,02 170 70 Punto di ebollizione a 1,013 bar

°C ‐48,09 ‐16,4

‐82,0

Punto di congelamento

°C ‐101 ‐127

‐155,2

Temperatura Critica °C 66,02 101,7 25,9 Pressione Critica bar abs 36,18 29,26 48,36 Volume Critico cm3/mol 210 274 133

Densità Critica kg/m3 573,6 573 525 Tensione di Vapore 20 °C

bar abs 12,05 3,9 41,8

Densità di Liquido 20 °C Kg/m3 1.1218,0 1.410,0 806,6

Densità di vapor saturo 20 °C Kg/m3 77,97 31,035 263,0

Volume specifico del vapore surriscaldato a 1,013 bar e 20 °C

m3/kg 0,1972 0,1374 0,3409

Formula chimica CF3CHF2 CF3CHFCF3 CHF3

Denominazione Chimica

Pentafluoroetano Eptafluoropropano Trifluorometano



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2.3 Le applicazioni Gli agenti HFC125, HFC227ea e HFC23 sono ideale per la sostituzione degli HCFC nei sistemi a saturazione totale. Può essere utilizzato in applicazioni con rischi di Classe A in cui le persone sono normalmente presenti (area normalmente occupata) Nello specifico Gli agenti HFC125, HFC227ea e HFC23 sono utilizzabile per le seguenti applicazioni.

• Archivi storici; • Banche; • Librerie; • Depositi di libri rari; • Centri comunicazioni; • Stoccaggio di liquidi infiammabili; • Pelliccerie; • Centri Elaborazione Dati; • Centrali telefoniche; • Cabine elettriche…

Le sostanza estinguenti HFC125, HFC227ea e HFC23 non devono essere utilizzati per l’estinzione di incendi che coinvolgano i seguenti materiali:

a) sostanze chimiche contenenti la propria alimentazione di ossigeno, come nitrato di cellulosa. b) Metalli reattivi (come sodio, potassio, magnesio, titanio e zirconio), idruri reattivi o amidi

metallici, alcuni dei quali possono reagire violentemente con alcune sostanze estinguenti gassose.

2.4 Gli effetti dell’agente estinguente sulle persone (Rif. Appendice G UNI EN 15004 Ed.

2008) Le precauzioni di sicurezza richieste dal presente documento non riguardano gli effetti tossicologici o fisiologici associati ai prodotti di combustione causati dall'incendio. Il tempo massimo di esposizione assunto dalle precauzioni di sicurezza nel presente paragrafo è 5 min. Tempi di esposizione maggiori di 5 min possono comportare effetti fisiologici o tossicologici non trattati dal presente documento.

2.5 Pericoli per le persone (rif. APPENDICE G.3 UNI EN 15004 Ed. 2008)

Agente Estinguente La scarica di un sistema con gas estinguente per lo spegnimento di un incendio potrebbe rappresentare un rischio in quanto gas allo stato naturale oppure per i suoi prodotti di decomposizione causati dall’esposizione dell’estinguente al fuoco o superfici surriscaldate. Sovraesposizioni non necessarie dovrebbero essere evitate. Rumore La scarica di un sistema può provocare sufficientemente rumore da essere allarmante ma normalmente insufficiente per provocare danni da trauma. Bassa Temperatura Il contatto diretto con l’estinguente allo stato liquido che viene scaricato da un sistema comporta un forte effetto congelante su oggetti e può provocare ustioni da freddo sulla pelle. La fase liquida vaporizza velocemente una volta miscelata con aria e ciò limita il rischio alle immediate vicinanze degli ugelli di scarica. In ambienti umidi, può verificarsi per pochi istanti una riduzione di visibilità dovuta alla condensazione del vapore d’acqua. Turbolenza La velocità della scarica in prossimità degli ugelli (fino a 30bar) potrebbe essere sufficiente per spostare gli oggetti sottoposti a getto diretto.



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2.6 Effetti Fisiologici di Gas halocarbon Le informazioni sugli effetti tossicologici degli agenti idrofluorocarburi qui trattati sono indicate in tabella 2.2. Il NOAEL è la concentrazione più elevata alla quale non sono stati riscontrati alcuni effetti fisiologici o tossicologici. Il LOAEL è la più bassa concentrazione alla quale si sono riscontrati effetti fisiologici o tossicologici.

Un particolare protocollo misura gradualmente gli effetti in modo tale che gli intervalli tra LOAEL e NOAEL siano sufficientemente piccoli da poter essere accettati dalle autorità competenti. L’EPA indica nelle sue valutazioni SNAP anche questo aspetto dei protocolli delle prove.

Tabella 2.2 Agente Estinguente LC50 o ALC

(%) NOAEL

(%) LOAEL

(%) HFC125 >70 7,5 10,0

HFC227ea >80 9,0 10,5 HFC23 >65 50 >50

NOTA 1 – LC50 è la concentrazione letale per il 50% di una popolazione di cavie durante un’esposizione di 4 ore. ALC è approssimativamente la concentrazione letale. NOTA 2 – I livelli di sensibilizzazione cardiaca sono basati sul riscontro o meno di serie aritmie cardiache in cani. Il protocollo prevede un’esposizione di 5 minuti seguita da una dose di epinefrina. NOTA 3 – I valori di concentrazioni più elevati sono ricavati con aggiunta di ossigeno per prevenire l’asfissia.

2.7 Linea guida per l’esposizione sicura a gas inerti utilizzati come agenti estinguenti (Rif.

Appendice G UNI EN 15004‐1 Ed. 2008) Si deve evitare qualunque esposizione non necessaria ad agenti puliti a base di idrocarburi alogenati, anche a concentrazioni pari al NOAEL, decomposizione degli idrocarburi alogenati. I requisiti per gli allarmi di prescarica e i ritardi temporali sono previsti per impedire l'esposizione umana agli agenti. Si devono applicare le seguenti disposizioni aggiuntive per tenere conto del guasto di queste protezioni. Si devono consentire sistemi a base di idrocarburi alogenati per spazi che sono generalmente occupati e progettati per concentrazioni fino alla NOAEL (vedere il prospetto 2.3) sempre che il tempo massimo di esposizione non sia maggiore di 5 min (cioè si deve realizzare la fuga di tutti gli occupanti entro 5 min). Si devono consentire sistemi a base di idrocarburi alogenati per spazi che sono generalmente occupati e progettati per concentrazioni al di sopra del NOAEL e fino al LOAEL (vedere il prospetto e dalla EN 15004‐2 alla EN 15004‐10), sempre che tale esposizione sia limitata a non più del tempo specificato nei prospetti da corrispondente alla specifica concentrazione di progetto. Negli spazi che non sono tipicamente occupati e protetti mediante un sistema a base di idrocarburi alogenati progettato per concentrazioni al di sopra del LOAEL (vedere il prospetto), e in cui il personale potrebbe forse essere esposto, i tempi di esposizione sono limitati a quelli indicati nei prospetti In assenza delle informazioni necessarie per soddisfare le condizioni elencate nei punti precedenti si devono applicare le seguenti disposizioni per aree generalmente non occupate:

a) ove l'uscita richieda più di 30 s ma meno di 1 min, non si deve utilizzare l'agente a base di idrocarburi alogenati in una concentrazione maggiore del proprio LOAEL;

b) sono consentite concentrazioni maggiori del LOAEL solo in aree generalmente non occupate dal personale, purché il personale eventualmente presente nell'area possa fuggire entro 30 s; nell'area durante la scarica dell'agente non deve entrare alcun membro non protetto del personale.

Tempo di esposizione umana sicura alle concentrazioni definite per HFC125

Concentrazione di HFC125 Frazione di volume %

Tempo di esposizione umana min.

7,5 5,00



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9

8,0 5,00 8,5 5,00 9,0 5,00 9,5 5,00

10,0 5,00 10,5 5,00 11,0 5,00 11,5 5,00 12,0 1,67 12,5 0,59 13,0 0,54 13,5 0,49

Nota 1: dati derivati dal modello farmaco‐conetico su base fisiologica (PBPK) approva dall’EPA e riconosciuto dagli organi competenti o da modello equivalente Nota 2: Basato su LOAEL del 10% nei cani

Tempo di esposizione umana sicura alle concentrazioni definite per HFC227ea

Concentrazione di HFC227ea Frazione di volume %

Tempo di esposizione umana min.

9,0 5,00 9,5 5,00

10,0 5,00 10,5 5,00 11,0 1,13 11,5 0,60 12,0 0,49

Nota 1: dati derivati dal modello PBPK approva dall’EPA e riconosciuto dagli organi competenti o da modello equivalente Nota 2: Basato su LOAEL del 10,5% nei cani

2.7.1 Per aree normalmente occupate

Si devono prendere le precauzioni minime di sicurezza in conformità al prospetto:

Prospetto ‐ (Rif. UNI EN 15004‐ 1) Concentrazione massima Allarme

prescarica Ritardo

temporale Commutatore

Manuale/automa. Dispositivo meccanico

d’arresto Fino al valore del NOAEL compreso 43%

richiesto richiesto Non

Richiesto Non richiesto

Sopra il NOAEL e fino al valore del LOAEL (dal 43% al 52%)

richiesto richiesto richiesto Non richiesto

Sopra il valore del LOAEL maggiore del 52%

richiesto richiesto richiesto richiesto

NOTA: L’intento di questo prospetto è di evitare l’esposizione non necessaria degli occupanti alla sostanza estinguente scaricata. Quando si determina il ritardo temporale di scarico del sistema, si dovrebbero considerare fattori quali il tempo di uscita ed il rischio che deriva agli occupanti dall’incendio. Laddove le norme nazionali richiedano altre precauzioni, queste dovrebbero essere attuate.

ATTENZIONE!! – Qualunque modifica al volume del locale protetto, rimozione o modifica sostanziale dei volumi contenuti non prevista nella progettazione originale potrebbero inficiare la concentrazione del gas estinguente. In tali circostanze il sistema va verificato per poter garantire che sia raggiunta la



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concentrazione di progetto e che il dimensionamento della distribuzione sia compatibile con il massimo quantitativo di gas estinguente.

2.7.2 Per aree normalmente NON occupate

La concentrazione massima non deve superare il LOAEL per l'agente estinguente utilizzato, a meno che non sia installato un dispositivo di esclusione.

2.7.3 Aree NON occupabili

La concentrazione massima può superare il LOAEL per l'agente estinguente utilizzato, senza che sia necessario installare un dispositivo di esclusione.

2.7.4 Aree occupabili

Nelle zone protette da sistemi estinguenti HFC125, HFC227ea e HFC23 che possono essere occupate da persone si devono verificare i seguenti aspetti di sicurezza:

a) ritardi temporali: 1. per applicazioni in cui un ritardo nella scarica non aumenta in maniera significativa la

minaccia rappresentata da un incendio per la vita o le proprietà, i sistemi di spegnimento devono essere dotati di un allarme di prescarica con un ritardo temporale sufficiente a consentire l’evacuazione del personale prima della scarica, solitamente intorno ai 30 ‐ 45 sec

2. I ritardi temporali devono essere usati soltanto per l’evacuazione del personale o per preparare alla scarica il volume protetto.

b) le vie di uscita devono essere tenute libere in ogni momento, nonché illuminazione di emergenza ed adeguate segnalazioni direzionali per ridurre al minimo le distanze da percorrere.

c) porte auto‐chiudenti ruotanti verso l’esterno che possano essere aperte dall’interno, anche quando siano chiuse a chiave dall’esterno.

d) allarmi visivi ed acustici di prescarica continui agli ingressi (SCARICA IN CORSO) ed alle uscite (ABBANDONARE IL LOCALE) designate che funzionino fino a quando la zona protetta sia stata messa in sicurezza.

e) segnali appropriati di avvertimento e di istruzioni (ATTENZIONE QUESTA ZONA E’ PROTETTA CON IMPIANTO A GAS INERTE ARGON B.IG01)

f) mezzi di pronta ventilazione per queste zone dopo ogni scarica di sostanza estinguente per il lavaggio del locale. Spesso sarà necessaria una corrente di aria forzata. Si deve fare attenzione a dissipare completamente le atmosfere pericolose e non semplicemente a spostarle in altri luoghi, dato che la maggior parte delle sostanze estinguenti è più pesante dell’aria

g) istruzioni ed esercitazioni di tutto il personale all’interno o nelle vicinanze delle zone protette, compreso il personale addetto alla manutenzione che potrebbe trovarsi nella zona, per essere sicuri che si comporti correttamente quando il sistema è in funzione.

h) autorespiratore e personale addestrato ad usarlo i) il personale non dovrebbe rientrare nel volume protetto fino a quando non sia stato verificato

che è sicuro farlo j) ogni volta che si apportano modifiche significative al locale protetto per quanto riguarda il

volume, l’uso od i materiali contenuti, contattare il progettista per una eventuale modifica impianto.

2.8 Gli effetti dell’agente estinguente sulle cose e sull’ambiente

L’HFC125, l’HFC227ea e l’HFC23 sono ecologicamente accettabili con ODP=0 (Ozone Depletion Potential) come mostrato in tabella.



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Tab. – Effetto sull’ambiente dei gas estinguenti halocarbon A.L.T. (anni)

Atmospheric Life Time G.W.P.

Global Warming Potential O.D.P.

Ozone Depletion Potential

HFC‐125 33 2800 0

HFC‐227ea 37 2900 0

HFC‐23 264 11700 0

2.9 Rischio di scarica elettrostatica in atmosfera altamente esplosiva

Nelle aree con ambienti potenzialmente esplosivi è necessario prestare particolare attenzione durante la fase di scarica del gas estinguente. Nel caso in cui gli elementi conduttori non siano correttamente isolati o messi a terra potrebbero essere soggetti a cariche elettrostatiche. Tali conduttori potrebbe scaricare su altri oggetti con energia sufficiente ad innescare un’esplosione. Le tubazioni devono essere correttamente isolate e collegate alla messa a terra.



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3 La progettazione dei sistemi ad estinguenti gassosi halocarbon

Questo capitolo del manuale ha l’intento di descrivere in dettaglio le fasi necessarie per progettare un sistema di spegnimento ad estinguenti halocarbon. Il progettista è tenuto a eseguire una completa ed approfondita analisi del rischio avvalendosi delle indicazioni della normativa vigente e consultando le autorità competenti. A tale proposito è bene sottolineare che le indicazioni sotto riportate fanno riferimento alle norme UNI ISO 15004 Ed 2008, in quanto rappresentano l’ultima evoluzione dello stato attuale dell’arte. Il progettista deve valutare attentamente vari parametri come: volume del locale da proteggere, condizioni del locale, aperture non sigillabili, presenza di liquidi infiammabili, valori della concentrazione, spazio per posizionamento bombole, posizionamento ugelli, serranda di sovrappressione, ecc…

3.1 Analisi del rischio

Per una corretta progettazione del sistema è necessario effettuare un’adeguata “Analisi del rischio” rivolta alla determinazione del tipo di combustibile, della relativa concentrazione di progetto e relativa quantità da stoccare. Il rischio generalmente ricade all’interno di una delle seguenti tre categorie. Il progettista deve prestare attenzione alla classe di rischio per poter determinare la corretta concentrazione di progetto, il quantitativo di gas estinguente, ecc… Le tre classi di rischio sono:

Classe A: legno, carta, plastiche (PMMA, PP, ABS) Classe A Rischio Elevato:

• Fasci di cavi con diametro superiore ai 100mm • Canaline elettriche con una densità di cavi superiore al 25% della sezione trasversale. • Serie di canaline elettriche posizionate ad una distanza inferiore ai 250mm • Componenti alimentati anche durante la scarica con consumi superiori ai 5kW.

Classe B: liquidi infiammabili 3.2 La concentrazione di progetto

Il seguente paragrafo ha lo scopo di fornire una linea guida per determinare la concentrazione di progetto in funzione del rischio da proteggere. La concentrazione di spegnimento viene definita come la minima concentrazione di estinzione di un determinato materiale infiammabile sulla base di prove di spegnimento e privo di fattori di sicurezza. Le concentrazioni di progetto sottoelencate sono basate sulle concentrazioni di spegnimento stabiliti dallo standard UNI EN 15004 Ed. 2008 – Annex C. Questi valori sono stati moltiplicati per un fattore di sicurezza (1,3 per UNI EN 15004 Ed. 2008) come richiesto dalla norma applicata.

Tab. 4 HFC227ea (Rif. UNI EN 15004‐5 Ed.2008)

Carburante Spegnimento

% Minima di progetto

%

Classe B Heptane (cup burner) Heptane (room test)

6,7 6,9

9,0

Classe A Catasta di Legno PMMA PP ABS

4,9 6,1 6,1 6,1

7,9

Class A Rischio Elevato a 8,5



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Tab. 4 HFC‐125 ‐ (Rif. UNI EN 15004‐4 Ed.2008)



%


9,3 9,3

12,1


6,7 8,6 8,6 8,6

11,2


Tab. 4 HFC23 ‐ (Rif. UNI EN 15004‐6 Ed.2008)



%


12,6 12,3

16,4


10,5 12,5 12,5 12,4

16,3


3.3 Quantità di estinguente richiesta

Prendiamo in esame un impianto di spegnimento ad HFC227ea. La prima fase nella progettazione di un impianto ad HFC227EA prevede la determinazione del volume da proteggere. Il volume si calcola semplicemente moltiplicando lunghezza per larghezza per altezza del locale. Spesso occorre suddividere lo spazio da proteggere in segmenti più piccoli a causa della forma del locale stesso. Ogni piccolo segmento viene poi sommato per ottenere il volume totale. Come regola generale, il volume utilizzato per calcolare la quantità richiesta di HFC125 dovrebbe essere riferita al volume vuoto. Altre considerazioni comprendono: Può essere detratto il volume di solidi all’interno del locale, purché siano impermeabili e non removibili. Tutti i volumi comunicanti con il locale protetto e non chiudibili vanno aggiunti al volume da proteggere (es. condotti non compartimentali, aperture non chiudibili, ecc…) Per ottenere il quantitativo di HFC227EA per metro cubo da scaricare nel locale protetto può essere utilizzata la seguente tabella.



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Simboli: m/V il quantitativo di gas richiesto per unità di volume [m3] es. la quantità m [Kg] di gas estinguente

richiesta per metro cubo di volume da proteggere tale da ottenere la concentrazione indicata alla temperatura di riferimento di 20°C ed alla pressione di 1,013bar.

V è il volume netto del rischio [m3]; Risultante del volume del locale da proteggere detratto dei volumi delle strutture fisse.

SV

ccm

−

=100

T è la temperatura [°C]; la temperature di progetto all’interno del locale da proteggere

S Volume specifico [m3/Kg]; volume specifico del vapore surriscaldato di HFC227EA alla pressione di 1,013bar che risulta approssimabile dalla formula:

S = k1 + k2 T

dove

k1 =0,126 9

k2 = 0,000 513



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c La concentrazione [%]; concentrazione volumetrica di HFC227EA nell’aria alla temperatura indicata ed alla pressione di 1,013bar.

Nel caso in cui il valore della concentrazione non fosse indicato nella tabella 3.3, la quantità di HFC227EA per metro cubo si ottiene utilizzando la seguente equazione:

Sccx 1

100

−

=

In questa equazione la x rappresenta la percentuale di volume gassoso per unità di volume protetto. Per ottenere la quantità di progetto [Kg] da scaricare in 10 secondi si deve moltiplicare x, densità dell’agente estinguente a 20°C, per il volume del locale da proteggere. A titolo di esempio si riporta il calcolo considerando c = 7,9%.

625374,0100

5374235,62

5374235,629,7100

9,713716,0100

100

13716,020 0,0005130,126921

===

=

−

⋅=

−⋅=

=⋅+=⋅+=

Vmx

cc

SVm

TkkS

NOTA – Questo valore può essere ottenuto direttamente utilizzando il foglio di calcolo fornito da Bettati Antincendio srl.

3.4 Considerazioni aggiuntive

E’ necessario tenere in considerazione quantitativi aggiuntivi di HFC227EA per compensare eventuali condizioni particolari che possono inficiare l’efficacia del sistema di spegnimento. Quantitativo aggiuntivo è da considerare nei seguenti casi:

3.4.1 Fattori di correzione per altitudine

La quantità di progetto di HFC227EA deve essere maggiorata per compensare le variazioni di pressione ambientale superiore all’11% (equivalente approssimativamente a 1000m di variazione di altitudine) rispetto allo standard di riferimento al livello del mare (1,013bar). Il quantitativo di agente estinguente va modificato usando il fattore di correzione mostrati nella seguente tabella: (Rif. UNI EN 15004 Ed.2008)

Tabella 3.4

Altitudine Equivalente m

Fattore di correzione (per gas ideali)

‐1000 1,130

0 1,000

1000 0,885

1500 0,830

2000 0,785

2500 0,735

3000 0,690



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3500 0,650

4000 0,610

4500 0,565

3.5 Tempo di Scarica a (rif. UNI EN 15004‐1:2008 capitolo 7.9)

La scarica dell’agente allo stato liquido deve essere portata a termine il più velocemente possibile per sopprimere l’incendio e per limitare la formazione di prodotti di decomposizione. In nessun caso la scarica del 95% di gas estinguente deve avere luogo in un tempo superiore ai 10s a 20°C, o come eventualmente indicato dalle autorità competenti. Per gas liquefatti, il tempo di scarica viene misurato dal momento in cui il gas appare allo stato liquido agli ugelli sino al momento in cui la scarica diventa prettamente allo stato gassoso. Tutto ciò deve essere comprovato dal calcolo idraulico allegato.

3.6 Il tempo di permanenza dell’agente estinguente “HFC227EA” “Door fan test” (rif. UNI EN 15004‐1:2008 capitolo 7.8)

E’ importante non soltanto raggiungere un’efficace concentrazione della sostanza estinguente, ma mantenerla per un periodo di tempo sufficiente a permettere un’efficace azione di emergenza. Ciò risulta essere ugualmente importante per qualsiasi Classe di rischio in quanto una fonte d’innesco (es. un arco, fonte di calore, fuoco covante, ecc.) potrebbe portare a reinnestare una scintilla una volta dissipato l’estinguente.

E’ essenziale determinare il periodo probabile durante il quale verrà mantenuta la concentrazione di spegnimento intorno al rischio, noto come tempo di permanenza, deve essere determinato mediante la prova con ventilatore sulla porta specificata nell’appendice E o una prova di scarico completo, basata sui seguenti criteri:

a) all’inizio del tempo di permanenza la concentrazione in tutto il volume protetto è la concentrazione di progetto.

b) Alla fine del tempo di permanenza la concentrazione della sostanza estinguente al 10% 50% E 90% dell’altezza del locale protetto non deve essere inferiore all’’85% della concentrazione di progetto;

c) Il tempo di permanenza non deve essere minore di 10 minuti, se non diversamente specificato dall’autorità competente.”

Appendice E: “Prova con ventilatore sulla porta per la determinazione del tempo minimo di permanenza”

Di seguito riportiamo esempio di prova door fan integrity test eseguito



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3.7 Sovrappressione nel locale Nei sistemi antincendio a gas inerte o halocarbon la pressurizzazione del volume protetto, a seguito della scarica dell’agente estinguente, dipende da numerosi fattori legati sia al sistema antincendio che all’ambiente. In particolare la pressurizzazione dipende da:

• area totale di perdita (aperture e/o perdite del volume); • concentrazione di progetto; • velocità di scarica dell’agente (tempo di scarica); • tipologia di gas estinguente utilizzato.

La natura dell’agente estinguente caratterizza direttamente l’evoluzione temporale della pressurizzazione. La scarica di un gas inerte genera un rapido incremento della pressione nell’ambiente fino al raggiungimento di un valore massimo a cui segue una relativamente lenta riduzione della pressione. La scarica di un halocarbon genera invece una iniziale depressurizzazione dell’ambiente legata al raffreddamento dell’ambiente stesso dovuto al cambiamento di fase dell’agente estinguente (da liquido a vapore). Segue poi una pressurizzazione dell’ambiente a causa del trasferimento di calore dall’ambiente all’aria fredda e all’agente estinguente che quindi si espandono. Le figure 1 e 2 riportano gli andamenti della pressione ambiente tipici della scarica di un gas inerte ed un halocarbon rispettivamente e derivano da uno studio svolto da Hughes Associates Inc. La pressione dell’ambiente (enclosure pressure) è espressa in iwc (inch of water column) una cui unità è pari a 249.0889 Pa.

Fig. 1: Evoluzione temporale della pressione ambiente durante la scarica di un gas inerte.

Fig. 2: Evoluzione temporale della pressione ambiente durante la scarica di un halocarbon.

La pressurizzazione del volume protetto deve essere accuratamente valutata e, se necessario, devono essere previste opportune superfici di sfogo. La resistenza del volume protetto può essere determinata con l’ausilio di tabelle del tipo di quella riportata in tab. 1 riferita ai valori di resistenza di tipici materiali da costruzione. Nella pratica un valore di resistenza pari a 500 Pa (pari a 50 kgf/m2 o 5 mbar) è solitamente considerato un valore conservativo. La non corretta valutazione della pressurizzazione del volume protetto potrebbe comportare eventi distruttivi come quelli riportati nelle figure 3‐5.



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Fig. 3: Esempio dell’effetto di una elevata pressurizzazione del volume protetto (controsoffitto).

Fig. 4: Esempio dell’effetto di una elevata pressurizzazione del volume protetto.

Fig. 5: Esempio dell’effetto di una elevata pressurizzazione del volume protetto.

Il calcolo della pressurizzazione dell’ambiente da proteggere e, quindi, la valutazione dei dispositivi per la riduzione della pressione non è al momento regolato da una precisa indicazione tecnica. Da una analisi della letteratura sono disponibili due metodologie di calcolo che rappresentano lo stato dell’arte in materia:

1. le indicazioni CEA (Comité Européen des Assurances, (www.cea.eu) “Fire extinguishing systems using liquefied halocarbon gases: planning and installation” e “Fire extinguishing systems using non‐liquefied inert gases: planning and installation”;

2. i dati sperimentali forniti da Retrotec Inc. (www.retrotec.com), frutto di anni di esperienze e ricerca nel settore

Indicazioni CEA Le indicazioni CEA “Fire extinguishing systems using liquified halocarbon gases: planning and installation” e “Fire extinguishing systems using non‐liquefied inert gases: planning and installation” forniscono la seguente relazione per il calcolo della superficie A [m2] di sfogo della pressione:

2

*

CvpvMAHOM

PP

⋅∆⋅

= (1)

dove



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22 22

*PM ...................= flusso del gas estinguente [kg/s]

p∆ ....................= massima pressione ammissibile delle strutture del volume protetto ………..[Pa]

pv ......................= volume specifico del gas estinguente [m3/kg]

v HOM= volume specifico della miscela... [m3/kg] Il volume specifico v HOM e la densità ρ HOM della miscela sono dati da:

ppairairHOM vxvxv ⋅+⋅=

ppairairHOM ρερερ ⋅+⋅=

dove ε ........................= frazione di volume ≤ 1 x .......................= frazione di massa ≤ 1

ρ P ......................= densità del gas estinguente [kg/m3]

ρ HOM= ................densità della miscela ……… [kg/m3]

Il coefficiente C2 è posto uguale a:

21

2CC =

in cui il coefficiente C1 è dato da:

21 2 HOM

HOM wCp ρ=∆

dove wHOM [m/s] è la velocità del flusso. Il coefficiente C1 dipende dalla geometria dell’apertura e, nella maggioranza dei casi, è compreso nel seguente intervallo: 0.5<C1<2.5. L’indicazione CEA suggerisce di porre C1 uguale a 2 nel caso di aperture con una elevata resistenza; questa assunzione semplifica la relazione (1) poiché il coefficiente C2 risulta uguale a 1.

I dati sperimentali Retrotec Inc. La Retrotec Inc., compagnia di riferimento per “Enclosure integrity tests” in accodo con ISO 14520 (o NFPA 2001), è da tempo coinvolta in un progetto di ricerca con lo scopo di valutare la pressurizzazione di un ambiente in funzione del:

• gas estinguente scaricato; • VVR, venting to volume ratio, cioè il rapporto fra la superficie delle aperture nell’ambiente e il

volume dell’ambiente stesso. La sperimentazione ha permesso di raccogliere un database di dati sperimentali dal quale sono state determinate, per ogni gas estinguente, delle curve di regressione del tipo VVR=f(�p) [4]. Le curve sperimentali sono state implementate in un foglio di calcolo, riportato in figura 6.



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Fig. 6: Foglio di calcolo Retrotec Inc.

Caratteristiche dell’ambiente L’archivio di cui all’esempio report door fan precedente presenta un volume pari a 185 m3. Nel locale sono presenti delle aperture che sono state quantificate a mezzo del Door Fan Integry Test in una superficie pari a 0,0575 m2, come di seguito riportato. Si ipotizza una tipologia di struttura che resista ad una sovrapressione di 500 Pa (pari a 5 mbar o 50 kgf/m2) possa essere un ragionevole valore massimo ammissibile in fase di scarica dell’agente estinguente.

Impianto di spegnimento Il locale è protetto con un impianto di spegnimento ad estinguente halocarbon HFC125. In particolare la quantità di agente estinguente necessaria per lo spegnimento, determinato in accordo con le indicazioni della normativa italiana UNI EN 15004:2008, corrisponde ad una concentrazione finale in volume di 8,73%. L’impianto di spegnimento è stato dimensionato per scaricare il gas in 10 s.

Calcolo delle serrande di sovrapressione La determinazione della superficie di sfogo della pressione è stato determinato con le relazioni di tipo sperimentali della Retrotec Inc., ritenute più affidabili della relazione CEA.



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La tabella 2 riporta le caratteristiche dell’ambiente da proteggere e dell’impianto di spegnimento necessarie per la determinazione della superficie di sfogo della pressione.

Tab. 2: Caratteristiche dell’ambiente da proteggere ed dell’impianto di spegnimento.

Il foglio di calcolo Retrotec Inc. come evidenziato in figura , indica per l’ambiente da proteggere una superficie di sfogo pari a 36 cm2 (0.0366 m2). Essendo le aperture già presenti nel locale pari a 0.0496 m2 (quantificate mediante Door Fan Integrità Test), non occorre introdurre alcuna ulteriore superficie di sfogo della pressione. La tabella 3 riporta i risultati del calcolo delle serrande di sovrapressione.

Fig 8: Determinazione della superficie di sfogo della pressione mediante foglio di calcolo Retrotec Inc.

Tab. 3: Determinazione delle serrande di sovrapressione.

Area richiesta per lo sfogo della sovrapressione 0,263 m2 N° di serrande 1

500x500

Note conclusive L’analisi svolta ha trattato il problema della pressurizzazione del volume protetto a seguito della scarica di un agente estinguente. In particolare è stato svolto il calcolo del numero di dispositivi di riduzione della pressione (serrande di sovrapressione). Il calcolo è stato svolto sulla base dei dati sperimentali raccolti dalla Retrotec Inc. ed implementati in un foglio di calcolo. La serranda di sovrapressione Bettati non richiede nessun grigliato di protezione in quanto, in condizioni di riposo, la serranda è normalmente chiusa.

Volume 1213 m3 Pressione massima ammissibile 500 Pa Concentrazione gas estinguente 7,9 %

Tempo di scarica 10 s Aperture “naturali” del locale 0,0734 m2



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3.8 Scelta e posizionamento ugelli (rif. UNI EN 15004:1 cap. 6.3.6) Il numero di ugelli richiesto si basa sulla misura del locale, la configurazione e l’area di copertura degli ugelli. Gli ugelli sono disponibili con diaframma calibrato con coperture da 360° di scarica. Nel posizionamento ottimale degli ugelli si devono tenere in considerazione i seguenti fattori:

• Il posizionamento degli ugelli dipende dalla geometria del locale da proteggere. • La collocazione degli ugelli deve essere tale per cui si raggiunge la concentrazione di progetto in tutte

le parti del volume protetto. • Gli ugelli devono essere posti in modo che la scarica non causi la fuoriuscita di liquidi infiammabili o

crei nubi di polvere che potrebbero propagare l’incendio, creare un’esplosione o incidere negativamente in altro modo sugli occupanti.

• Per ugelli a 360°: questi devono essere installati entro 300mm dal soffitto ed almeno 0.5 m dal rischio più alto (es. scaffalatura)

• 4/5 m è la massima altezza di protezione per ugelli singoli da 360° per altezze superiori occorre l’installazione di ugelli a livelli intermedi.

La Bettati Antincendio srl ha eseguito test di verifica delle caratteristiche di distribuzione dei propri ugelli presso l’Istituto di Ricerche e Collaudi “M. Masini”, la verifica è stata effettuata in accordo alla progetto di norma prEN 12094‐7:2005, seguendo la procedura descritta al punto 5.4.3 della norma. La camera di prova utilizzata aveva un’area di 39,8 mq ed una volumetria di 139,4 mc. I risultati ottenuti hanno confermato vengono rispettati i requisiti espressi dalla norma in termini di distribuzione e di concentrazione di ossigeno erogando la massa (flooding) dichiarata dal costruttore. Il Valore di ossigeno al termine della scarica è compreso nel 13±1 % e la differenza misurata dai diversi sensori è pari a 0,4 % inferiore allo 0,7 % indicato dalla norma misurato nei 60 secondi successivi alla scarica.



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3.9 Tubazioni e raccorderia La distribuzione della tubazione deve tenere in considerazione i seguenti fattori:

‐geometria del locale ‐posizionamento ugelli (vedi capitolo 3.9 “Scelta e posizionamento degli ugelli”)

Ciascun tronchetto di tubo filettato, prima dell’installazione, deve essere attentamente ripulito internamente strofinando per evitare di lasciare al suo interno residui ed olio. Le specifiche relative alle tubazioni e alla raccorderia sono le seguenti:

Tabella: Tubazioni per gas halocarbon HFC125 e HFC227ea

Tubazione Tubo Schedula diametro spessore materiale filettatura

Posta dopo il diaframma calibrato senza valvole di smistamento

API 5LGRB 40

½” ¾” 1”

1”1/4 1”1/2

2” 2”1/2

3”

2.77 2.87 3.38 3.56 3.68 3.91 5.16 5.49

ASTM A‐106 Zincato senza

saldature NPT

Tabella: Tubazioni per gas halocarbon HFC23

Tubazione Tubo Schedula diametro spessore materiale filettatura


API 5LGRB 80

1” 1”1/4 1”1/2

2” 2”1/2

3”

3.38 3.56 3.68 3.91 5.16 5.49

ASTM A‐106 Zincato senza

saldature NPT

Raccorderia Tipo Materiale Filettatura


ASA 3000 ASTM A‐105

zincato NPT



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3.10 Divisioni di flusso nei raccordi a Tee Il posizionamento dei raccordi a Tee ed il loro orientamento è basilare per una corretta distribuzione. Per poter mantenere una percentuale controllata occore seguire una semplice regola. Entrambe le uscite devono essere orientate sullo stesso piano orizzontale, come si può vedere in figura.

3.11 Dimensionamento di massima del diametro dei tubi

Qui di seguito viene riportata la tabella , nella quale sono indicati i Kg di gas HFC125 che possono passare in 10 secondi in funzione del diametro del tubo.

HFC‐125 Sch40

pollici Kg/sec x 10sec 1/2” 0‐16 3/4“ 17‐27 1” 28‐39

1”1/4 40‐60 1”1/2 61‐90

2” 91‐160 2”1/2 161‐270

3” 271‐440 4” 441‐600

HFC‐23 Sch80

pollici Kg/sec x 10sec 1/2” 0‐8 3/4“ 9‐15 1” 16‐25

1”1/4 26‐40 1”1/2 41‐80

2” 81‐140 2”1/2 141‐190

3” 191‐265

4” 266‐380 NOTA – Il programma di calcolo della Hughes Associates Inc. deve obbligatoriamente essere utilizzato per verificare l’esatto dimensionamento delle tubazioni e dei diametri degli orifizi degli ugelli per ciascun impianto progettato ed installato.

HFC‐227ea Sch40 pollici Kg/sec x 10sec

1/2” 0‐14 3/4“ 15‐24 1” 25‐40

1”1/4 41‐60 1”1/2 61‐90

2” 91‐150 2”1/2 151‐210

3” 211‐270 4” 271‐400



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3.12 Staffaggi e sostegni per tubazioni (UNI EN 15004‐1 cap. 6.3.4) Tutti gli staffaggi installati devono soddisfare le condizioni descritte nella norma UNI EN 15004 Ed.2008. Qui di seguito riportiamo la tabella riassuntiva.

Diametro nominale del Tubo

DN

Massima distanza tra staffaggi

m

6 0,5

10 1,0

15 1,5

20 1,8

25 2,1

32 2,4

40 2,7

50 3,4

65 3,5

80 3,7

100 4,3

125 4,8 3.13 Esempio di progettazione calcolata secondo UNI EN 15004 parte 4 Ed.2008

Gli step principali da seguire durante la progettazione di un impianto a gas estinguente sono i seguenti: 1. Sopralluogo atto alla verifica dei volumi da proteggere 2. Analisi del rischio 3. Scelta del gas estinguente 4. Scelta dei componenti del sistema marcati CE secondo EN12094 e PED\TPED 5. Calcolo preliminare del quantitativo di gas estinguente 6. Progettazione della rete di distribuzione 7. Verifica di quanto sopra tramite software di calcolo idraulico 8. Installazione del sistema 9. Messa in funzione del sistema 10. Esecuzione del Test di integrità del locale (Door Fan Test) e collaudo 11. La gestione (la manutenzione ordinaria e straordinaria)

3.13.1 Sopralluogo Durante il sopralluogo è necessario rilevare i seguenti dati se non sono già in nostro possesso

DATI DA RILEVARE DURANTE IL SOPRALLUOGO Ubicazione locali

Destinazione uso Impianto da

realizzare Altitudine s.l.m. Temperatura °C

Se non disponibile rilievo dimensioni locali da proteggere Tipo di muratura e/o solaio Posizionamento bombole

Impianto meccanico rilievi da effettuare ed indicare nelle Possibile percorso tubazioni di distribuzione ed ugelli erogatori



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Eventuale presenza impianto condizionamento aria primaria Eventuali strutture che possono condizionare il posizionamento di bombole, ugelli, tubazioni ed accessori vari

Eventuale presenza aperture non eliminabili Stato degli infissi Eventuali aperture non confinabili verso ambienti adiacenti non protetti

planimetrie

Eventuale impianto esistente: marca/modello bombole - marca/modello valvola - carica/tipo gas estinguente - diametro/lunghezza tubazioni esistenti

3.13.2 Analisi del rischio

Il rischio, per questo esempio è rappresentato da un archivio cartaceo quindi un rischio di classe A

Tabella 4 ‐ (Rif. UNI EN 15004‐4 Ed.2008)



%


6,7 6,7

9,0


4,9 6,1 6,1 6,1

7,9


3.13.3 Scelta del gas estinguente

In funzione delle richieste ricevuto dal cliente si è deciso di installare un impianto di spegnimento a gas halocarbon.

3.13.4 Scelta dei componenti del sistema marcati CE secondo EN12094 e PED/TPED

Marcatura CE secondo Direttiva Europea 97/23/CE PED recepita in Italia dal D.L. 93 del 25/02/2000: Si applica alla progettazione, fabbricazione e valutazione di conformità delle attrezzature a pressione (recipienti, tubazioni, accessori di sicurezza ed accessori a pressione) e degli insiemi sottoposti ad una pressione massima ammissibile PS superiore a 0,5 bar. Marcatura CE secondo Direttiva Europea 89/106/CE CPD recepita D.P.R. 246 del 21/04/93: Questa direttiva nasce, come anche la PED e la TPED, all’interno del programma della Comunità Europea volto all’eliminazione degli ostacoli tecnici allo scambio e rientra tra le direttive del tipo nuovo approccio all’armonizzazione tecnica e normativa. L’obbiettivo è armonizzare le legislazioni nazionali dei singoli stati membri relative alla progettazione, costruzione, alle prove e alla valutazione di conformità dei componenti degli impianti antincendio allo scopo di immettere sul mercato prodotti che in quanto rispettosi di normative tecniche armonizzate, abbiamo requisiti prestazionali e di sicurezza comuni e mutuamente accettati dagli stati membri. La Bettati Antincendio srl ha sottoposto i propri prodotti alla valutazione di organismi notificati che hanno attestato la conformità alla Direttiva 97/23/CE (PED) e verificato la conformità alle norme tecniche armonizzate della serie EN 12094 Direttiva CPD.



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Prodotto Organismo notificato

n. identificativo organismo notificato

Riferimento normativo

Valvola per gas inerte ed attuatore

VHFCx

Consorzio RINA‐OMECO

0474 97/23/CE ‐ PED

Valvola per gas inerte ed attuatore

VHFCx

Istituto Ricerche e Collaudo “M.

Masini” 068

UNI EN 12094 parte 4:2004

Valvole direzionali e loro attuatori


Masini” 068

EN12094 Parte 5:2006

Valvole di ritegno e valvole di non ritorno

VNRH


Masini” 068

UNI EN 12094 parte 13:2002

Manichette flessibili di collegamento


Masini” 068

UNI EN 12094 parte 8:2006

3.13.5 Calcolo preliminare del quantitativo di gas estinguente

Il rischio è rappresentato da un archivio cartaceo.

8500

300

3000

ARCHIVIOVOLUME DA PROTEGGERE 306 mcAREA COPERTA 102 mq

3000

12000

LOCALE BOMBOLE

Volume = 306 m³ Temperatura Locale = 20°C Minima Concentrazione di Progetto di HFC227EA secondo lo standard UNI EN 15004.4 Ed.2008 c = 6,1%+30% = 7,9% Utilizzando la seguente equazione (UNI EN 15004 parte 4 Ed.2008):



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35 35

6238,03068913237,190

8913237,1909,7100

9,71375,0306

100

1375,0200,0005130,126921

===

=

−

⋅=

−⋅=

=⋅+=⋅+=

Vmx

cc

SVm

TkkS

Il Valore è stato ricavato in quanto 7,9% non è presente in tabella 3.3. Il quantitativo di progetto di HFC227EA in Kg è: 8913237,190 [kg]

Qreal = Qdesign + 0,1086763=191 [kg]

Numero di Bombole : 24211,1120

12,1/⇒== realQ

N x 120lt Bombole



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36 36

Formule prese da UNI EN 15004 – 4 Ed. 2008

DATI CONCENTRAZIONE MINIMA DI PROGETTO 7,9 TEMPERATURA [°C] 20 VOLUME AMBIENTE * [m^3] 306 VOLUME SPECIFICO A 20°C [m^3/KG] 0,1373 COEFF. DI CARICA superiore kg/l 1,12 COEFF. DI CARICA inferiore kg/l 0,5 DURATA DELLA SCARICA UTILE [s] 10

RISULTATI Kg GAS SU UNITA' DI VOLUME AMBIENTE [Kg/m^3] 0,6238 QUANTITA DI FM200 DI PROGETTO IN Kg 190,88 * Per parti deducibili si intendo i volumi non permeabili al gas estinguente CYLINDERS litri Kg min. Kg max n. bombole

14 7 15,68 13 27 13,5 30,24 7 50 25 56 4 60 30 67,2 3 75 37,5 84 3

120 60 134,4 2 150 75 168 2



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37 37

3.13.6 Progettazione della rete di distribuzione

In funzione della geometri del locale si è adottata questa distribuzione bilanciata ad “H”

Vista Assonometrica della distribuzione con diametri e lunghezze indicati tra bombole ed ugelli.



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38 38

Schema impianto: BOMBOLA SINGOLA



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39 39

BATTERIE DI BOMBOLE



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40 40

3.13.7 Verifica di quanto sopra tramite software di calcolo idraulico Hughes Associates Inc.

BETTATI ANTINCENDIO SRL VIA DISRAELI, 8 42100 REGGIO EMILIA ITALY Phone: +39 522 369711 AgentCalcs for HFC-227ea - 42 bar (600 psi) File Name: C:\Programmi\Hughes Associates\AgentCalcs for HFC-227ea GEN310\Projects\manuale Calculation Date/Time: martedì 18 maggio 2010, 15:46:25 Consolidated Report Customer Information Company Name: Address:

Phone: Contact: Title: Project Data Project Name: Designer: Bettati Antincendio srl Number: Account: Location: Description: Page: 1 of 7 Copyright (c) Hughes Associates, Inc.



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41 41

Consolidated Report Enclosure Information Elevation: 0 m (relative to sea level) Atmospheric Correction Factor: 1 Enclosure Number: 1 Name: Ambiente Enclosure Temperature... Minimum: 20,0 C Maximum: 20,0 C Maximum Concentration: 7,910 % Design Concentration... Adjusted: 7,910 % Minimum: 7,900 % Minimum Agent Required: 191,8 kg

Width: 0,00 m Length: 0,00 m Height: 0,00 m

Volume: 306,00 cubic m Non-permeable: 0,00 cubic m

Total Volume: 306,00 cubic m

Adjusted Agent Required: 192,0 kg Number of Nozzles: 4 Page: 2 of 7 Copyright (c) Hughes Associates, Inc.



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Consolidated Report Agent Information

Agent: HFC-227ea / Propellant N2

Adjusted Agent Required: 192,0 kg Container Name: 120 L Container Part Number: Number of Main Containers: 2 Number of Reserve Containers: 0 Manifold: Baseline, Center, 2 Cyls, Up Pipe Take Off Direction: Up Agent Per Container: 96,0 kg Fill Density: 0,800 kg / l Container Empty Weight: 0,0 kg Weight, All Containers + Agent: 192,0 kg Floor Area Per Container: 0,00 square m Floor Loading Per Container: 0 kg /square m Pipe Network Part 1 - Pipe Pipe Description Start End Type Diameter Length Elevation Main Cyl. X 2 0 1 1,00 m 1,00 m Manifold X 2 1 2 40T 50 mm 0,50 m 0,31 m Manifold X 2 2 3 40T 65 mm 0,46 m 0,00 m Pipe 3 4 US40G 65 mm 0,10 m 0,10 m TS Pipe 4 5 US40G 65 mm 0,10 m 0,00 m TS Pipe 5 6 US40G 65 mm 3,24 m 0,00 m TS Pipe 6 7 US40G 65 mm 4,15 m 0,00 m TS Pipe 7 8 US40G 50 mm 3,00 m 0,00 m TS Pipe 8 9 US40G 32 mm 2,12 m 0,00 m TS Pipe/E1-N1 9 10 US40G 25 mm 0,20 m -0,20 m TS Page: 3 of 7 Copyright (c) Hughes Associates, Inc.



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Consolidated Report Part 1 - Pipe Pipe Description Start End Type Diameter Length Elevation Pipe 8 11 US40G 32 mm 2,12 m 0,00 m TS Pipe/E1-N2 11 12 US40G 25 mm 0,20 m -0,20 m TS Pipe 7 13 US40G 50 mm 3,00 m 0,00 m TS Pipe 13 14 US40G 32 mm 2,12 m 0,00 m TS Pipe/E1-N4 14 15 US40G 25 mm 0,20 m -0,20 m TS Pipe 13 16 US40G 32 mm 2,12 m 0,00 m TS Pipe/E1-N3 16 17 US40G 25 mm 0,20 m -0,20 m TS Part 2 - Equivalent Length Start End 90 45 Thru Side Union Other Added Total 0 1 0 0 0 0 0 0,00 m 4,60 m 1 2 0 0 0 0 0 3,00 m 3,47 m 2 3 1 0 0 1 0 0,00 m 6,55 m 3 4 0 0 0 0 0 0,00 m 0,09 m 4 5 1 0 0 0 0 0,00 m 2,10 m 5 6 1 0 0 0 0 0,00 m 5,24 m 6 7 1 0 0 0 0 0,00 m 6,16 m 7 8 0 0 0 1 0 0,00 m 6,40 m 8 9 0 0 0 1 0 0,00 m 4,42 m 9 10 1 0 0 0 0 0,00 m 1,07 m 8 11 0 0 0 1 0 0,00 m 4,42 m 11 12 1 0 0 0 0 0,00 m 1,07 m 7 13 0 0 0 1 0 0,00 m 6,40 m 13 14 0 0 0 1 0 0,00 m 4,42 m 14 15 1 0 0 0 0 0,00 m 1,07 m 13 16 0 0 0 1 0 0,00 m 4,42 m 16 17 1 0 0 0 0 0,00 m 1,07 m Part 3 - Nozzles Start End Flow Name Size Type Nozzle Area 0 1 96,0 kg 1 2 96,0 kg 2 3 96,0 kg Page: 4 of 7 Copyright (c) Hughes Associates, Inc.



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Consolidated Report Part 3 - Nozzles Start End Flow Name Size Type Nozzle Area 3 4 192,0 kg 4 5 192,0 kg 5 6 192,0 kg 6 7 192,0 kg 7 8 96,2 kg 8 9 48,1 kg 9 10 48,1 kg E1-N1 25 mm Metric 334,52 square mm 8 11 48,1 kg 11 12 48,1 kg E1-N2 25 mm Metric 334,52 square mm 7 13 95,8 kg 13 14 47,9 kg 14 15 47,9 kg E1-N4 25 mm Metric 334,52 square mm 13 16 47,9 kg 16 17 47,9 kg E1-N3 25 mm Metric 334,52 square mm Parts Information Total Agent Required: 192,0 kg Container Name: 120 L Number Of Containers: 2 Manifold: Baseline, Center, 2 Cyls, Up Nozzle Type Diameter Nozzle Area Part Number E1-N1 Metric 25 mm 334,52 square mm

E1-N2 Metric 25 mm 334,52 square mm



Nozzle Drill Diameter Drill Size E1-N1 20,6000 mm 13/16

E1-N2 20,6000 mm 13/16

E1-N3 20,6000 mm 13/16

E1-N4 20,6000 mm 13/16

Pipe: Type Diameter Length US40GTS 25 mm 0,80 m Page: 5 of 7



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Consolidated Report Pipe: Type Diameter Length US40GTS 32 mm 8,48 m US40GTS 50 mm 6,00 m US40GTS 65 mm 7,59 m 40T 50 mm 1,00 m 40T 65 mm 0,91 m

List of 90 degree elbows: 4 - 25 mm 5 - 65 mm List of Tees: 2 - 50 mm 1 - 65 mm

System Acceptance System Discharge Time: 8,9 seconds Percent Agent In Pipe: 38,6% Percent Agent Before First Tee: 22,8%

Enclosure Number: 1 Enclosure Name: Ambiente

Minimum Design Concentration: 7,900% Adjusted Design Concentration: 7,910% Predicted Concentration: 7,910% Maximum Expected Agent Concentration: 7,910% (At 20,0 C) Minimum Adjusted Predicted Nozzle Agent Agent Agent Pressure Nozzle Required Required Delivered (Average)

E1-N1 48,0 kg 48,1 kg 48,0 kg 14,318 bar E1-N2 48,0 kg 48,1 kg 48,0 kg 14,318 bar E1-N3 47,9 kg 47,9 kg 48,0 kg 14,318 bar E1-N4 47,9 kg 47,9 kg 48,0 kg 14,318 bar Page: 6 of 7 Copyright (c) Hughes Associates, Inc.



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Consolidated Report Standard Isometric View

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3.13.7 Installazione del sistema Vedi manuale dedicato: “manuale di installazione gas halocarbon” 3.13.8 Messa in funzione del sistema Vedi manuale dedicato: “manuale di installazione gas halocarbon” 3.13.9 Esecuzione del Test di Integrità del Locale (door fan integrity test) e collaudo Vedi manuale dedicato: “manuale di installazione gas halocarbon” 3.13.10 Gestione (la manutenzione ordinaria e straordinaria) Vedi manuale dedicato: “manuale di manutenzione”

sistema di spegnimento a gas halocarbon hfc 227ea – … · 2020. 2. 25. · 1 manuale di...

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