water mist firefighting system

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1 water mist firefighting system

2 The phases WATER MIST FIRE FIGHTING SYSTEM WATER MIST SYSTEM MADE IN ITALY FOR CIVIL INDUSTRIAL - MILITARY - NAVAL RAILWAY APPLICATION HPN Nebula is a water mist fire fighting system engineered considering the following two aspects: ANALYTICAL In this phase have been defined the modalities of application in real cases where were present fire risk. The analytical design is based on a mathematical model that describes the flow of the water mist - Droplet size characterization (Sauter) - Speed distribution of the droplet - Cover density and its statistics distribution - Covered area - Flow rate The mathematical model is realized considering as inputs : - Hydraulic pressure in the system - Type and shape of the nozzles - Fluid and piping characteristics - Other constructive parameters EXPERIMENTAL AND/OR TYPE-TESTING WM systems must demonstrate their effectiveness getting through specific fire tests (test protocol) in real scale, representing the application that need to be realized. HPN Nebula system has obtained, under the directed surveillance of notified Agency (RINA), the product certifications according to MED directive. The tests have been carried out with a RINA certified testing laboratory named TE.S.I and located in Anagni (near Frosinone - Italy) IMO resolution A.800(19) (Marine application) for approval of equivalent sprinkler systems Fire scenarios: - cabins and corridors - Luxury cabins - public space and service areas (control stations, corridors - and staircases) - Shopping and storage areas. For each fire risk exist test protocols with criteria of acceptability of the tests. Most part of the combustible material present during the test is classified as A (plastic and wood). The testsʼ results demonstrate that HPN Nebula system has similar and/or more effectiveness of the traditional fire fighting sprinkler system. IMO/MSC circ. 913 (Marine application) Local Application in Category A Machinery Spaces. Fire risks: - Local application of machinery spaces (1 MW fire) - Local application of machinery spaces (6 MW fire) The fires are generated from combustible material classified as B (diesel fuel and diesel by-products). Le fasi SISTEMA ANTICENDIO AD ACQUA NEBULIZZATA SISTEMA MADE IN ITALY AD ACQUA NEBULIZZATA AD USO CIVILE - INDUSTRIALE - MILITARE - NAVALE - FERROVIARIO HPN Nebula è un sistema antincendio di tipo Water Mist progettato su base: ANALITICA In questa fase sono state definite le modalità di applicazione nei casi reali di rischio di incendio. Il progetto analitico si basa su un modello matematico che descrive la modalità di erogazione dell'acqua nebulizzata in termini di (output): - Diametro medio delle gocce (Sauter) - Distribuzione della velocità delle gocce - Densità di copertura e sua distribuzione statistica Superficie coperta Portata Il modello matematico è costruito sulla base delle variabili (input): Pressione dell'acqua nell'impianto Forma degli ugelli della testina Caratteristiche del fluido e del piping Altri parametri costruttivi accessori SPERIMENTALE / OMOLOGATIVA I sistemi WM, devono dimostrare la loro efficacia attraverso il superamento di specifici test di incendio (protocolli di prova) in scala reale, rappresentativi dell'applicazione che si vuole realizzare. HPN Nebula ha ottenuto sotto la diretta sorveglianza dell'ente notificato (RINA) le certificazioni di prodotto ai sensi della direttiva MED. Le prove sono state effettuate presso l'istituto Te.S.I. di Anagni (FR) IMO reselution A 800 (19) (Ambito Navale) Impianti sprinklers equivalenti Scenari di incendio: Cabine e corridoi Cabine di lusso Aree di spazio pubblico (hall, sale convegni etc.) Negozi e magazzini di stoccaggio merci Per ogni scenario di incendio esiste un protocollo di prova e dei criteri di accettabilità della prova. La magggior parte del combustibile presente è di classe A (plastiche e legno). I risultati dei test dimostrano che l'impianto HPN Nebula dà risultati analoghi o migliorativi rispetto all'impianto Sprinkler tradizionale. IMO/MSC circ. 913 (Ambito Navale) Machinery spaces category A Scenari di incendio: Protezione localizzata nei locali macchine (fuoco 1 MW) Protezione localizzata nei locali macchine (fuoco 6 MW) I fuochi sono generati da combustibili di classe B (gasolio e derivati).

3 ISO IMO/MSC circ.800 Deep fat cooking equipment Fire risks: local protection of deep fat cooking equipment (fires classified as B, vegetable oils). The test reproduce the fire of the oil contained in the basin of a fryer carrying on the self-combustion. After one minute of pre-combustion the discharged water mist realizes the complete extinction of the fire. Pr EN and test for other hazards The regulation for the WM application in civil field has still to be defined by the European Standard organization. Looking forward the issue of the rules, a lot of preliminary fire-tests have been carried out; the excellent results achieved have carried to the execution of fire-tests based on the draft related to the recent CEN rule as well as tests voluntarily executed, for example: ISO IMO/MSC circ.800 Deep fat cooking equipment Scenari di incendio: Protezione di friggitrici (fuochi di classe B, oli vegetali) La prova simula l'incendio di olio contenuto in una friggitrice. Si porta in autocombustione l'olio, e dopo un minuto di pre-combustione, si effettua la scarica dell'acqua nebulizzata che realizza lo spegnimento completo dell'incendio prodotto. Pr EN e test su altri rischi La normativa a cui il sistema HPN dovrà essere conforme per le applicazioni in ambito civile è tuttora in fase di definizione in sede di Commissione Europea. In attesa dell'emissione delle norme sono state effettuate numerose prove preliminari di spegnimento; gli ottimi risultati conseguiti hanno portato all'effettuazione di una serie di prove di spegnimento basate sulla bozza più recente della Norma CEN nonché prove effettuate a carattere volontario come, ad esempio: Description Descrizione Fire risks Scenari d'incendio Certifications Certificaz. Notes Note Fixed fire fighting water mist systems to be used in paper archives premises high-hazard Spegnimento incendi con acqua nebulizzata in locali adibiti ad archivio cartaceo Alto rischio Fixed fire fighting water mist systems Light/Ordinary/ high-hazard - Fire tests in a real scale paper archives where has been reproduced the paper fire filled on bookcases (4 mt height) located in a room with 5 mt height - Prove in archivi cartacei su scala reale riproducendo l'incendio di carta archiviata su scaffalature alte 4 mt in un locale alto 5 mt - Fire tests on inflammable liquids (fire classified as B ) - Prove su liquidi infiammabili (fuochi di classe B) - Fire test in offices (fires classified as A ) - Prove in uffici (fuochi di classe A) VC SV OK OK The same tests have been carried out also using Sprinkler systems with comparison purpose. The tests results demonstrate that HPN Nebula system has similar and/or more effectiveness compare with traditional fire fighting sprinkler system. Le stesse prove sono state eseguite anche con impianti Sprinkler a scopo comparativo. I risultati dei test dimostrano che lʼimpianto HPN Nebula dà risultati analoghi o migliorativi rispetto allʼimpianto Sprinkler. - Fire test in electric cable galleries (fire classified as A ) - Prove in gallerie cavi elettrici (fuochi classe A) CP ES Notes: other test processes are in experimental and accomplishment phase considering different fire risks for local and/or generic protection Note: altre prove sono tuttora in fase di esecuzione e sperimentazione su altri scenari per protezione localizzate e generalizzate Legenda: OK = certification got with positive result OK = Certificazione ottenuta con esito positivo CP = certification process is in progress ES = Certificazione in fase di esecuzione VC = voluntary certification (where is not present a specific regulation) carried out with positive result SV = Sperimentazione volontaria (in mancanza di una specifica norma) eseguita con esito positivo

4 Carico - Load The innovation The two important aspects related to the shape memory materials: the super-springiness is realized with the migration from the martensitic to the austenitic phase L innovazione Le due fasi dei materiali a memoria di forma: la superelasticità si realizza nel passaggio dalla fase martensitica a quella austenitica. Struttura Austenitica - Austenitic Structure Struttura Martenitica - Martensitic Structure Deformazione - Deformation The heat of the fire cause the stretching of the shape memory spring and the consequent HPN Nebula nozz release Il calore dell'incendio provoca l'allungamento della molla a memoria di forma e la conseguente apertura della testina HPN Nebula. C C T< 57 C T> 57 C

5 NOZZLES REALIZED BY MEANS OF MATE- MATICAL MODEL RELATIVELY TO THE FIRE RISKS The heart of the HPN Nebula system is the new generation of nozzle named HPN, engineered in order to carrying into effect the water nebulisation in order to optimize (to exalt) the extinguishing properties. This result has been realized with particular nozzles geometry and with a specific internal fluid-dynamics. The parameter that indicates the extinction efficiency is the Sauter diameter. This is correspondent to the diameter of the drop for which the relationship between volume and surface is equal to the relationship between total volume and total surface of all the drops present. Open Nozzle (localized protection) The peculiarity is concentrated on the dimensioning and on the production of the nozzles that have the finality to generate anoptimized atomization of the water during the distribution; it means that the dimension and the speed of the water drops will be such to reach rapidly the fire absorbing totally and quickly the thermal energy produced during the combustion. TESTINE REALIZZATE MEDIANTE MODEL- LO MATEMATICO IN RELAZIONE AGLI SCENARI DI INCENDIO Il cuore del sistema HPN Nebula è la testina di nuova generazione HPN, progettata per attuare la nebulizzazione dell'acqua in una forma tale da ottimizzare (esaltarne) le proprietà estinguenti. Tale risultato è stato realizzato con la particolare geometria degli ugelli e con una specifica fluido-dinamica interna. Quale parametro indicativo dell'efficienza di spegnimento, può essere assunto il diametro di Sauter, corrispondente al diametro della goccia per la quale il rapporto tra volume e superficie è uguale al rapporto tra volume totale e superficie totale di tutte le gocce presenti. Testina Aperta (protezione localizzata) Sono testine di tipo aperto. La particolarità è concentrata nel dimensionamento e nella realizzazione degli ugelli finalizzati a generare una nebulizzazione ottimizzata dell'acqua durante l'erogazione. Per nebulizzazione ottimizzata si intende che, la dimensione e la velocità delle gocce d'acqua saranno tali da raggiungere rapidamente l'incendio assorbendone completamente e velocemente l'energia termica prodotta nella combustione It's used, in several fire risks, with the deluge fire fighting systems where is necessary a localized protection; the system is engineered using section valves in order to derive the water in specific zones, like: - Deep fat cooking equipment in naval and civil field; - Engine compartment in civil and military field. - Special applications like transportation vehicle, shelter, hyperbaric chambers etc. Viene utilizzata negli impianti di tipo a diluvio, per la protezione localizzata in vari rischi; l'impianto è sviluppato utilizzando valvole di sezionamento per convogliare il fluido nelle varie zone da proteggere come: - Friggitrici in ambito navale e civile; - Vani motore in ambito civile e militare - Applicazioni speciali come protezione di mezzi, shelter, camere iperbariche etc

6 A P P L I C A Z I O N E A S O F F I T T O AUTOMATIC NOZZLE The automatic opening of the closed type nozzle occur when the shape memory spring reach a specific temperature. This activation causes the water output at high pressure. The borings present at the nozzle edge are dimensioned to generate optimized atomization of the water. This type of automatic nozzle is used in wet fire fighting systems for the protection of sites like cabins of ships, public spaces, offices etc. The innovation resides in the automatic actuating system. The function up to now carried out from traditional bulbs of glass or termosensibili components, is entrusted to a spring memory shape realized Nickel-Titanium alloy where: - low temperature the material produces a martensitic inner structure, it has a low limit of yielding and it's easily deformable, so the spring, even if completely compressed, it does not exercise any type of force; - when, for effect of the fire the spring is warmed up, the alloy assumes a new inner structure (austenitic type) with upgraded mechanical properties, restoring the original shape. During transformation phase, the force exercised from the spring reach the intensity necessary to activate the release mechanism. The nozzles have been homologated for both ceiling and wall applications. WALL APPLICATION The nozzle engineered for the wall application offers remarkable advantages during the installation level because it doesn't need to remove panel ceiling to install it. TESTINA AUTOMATICA Testine di tipo chiuso ad apertura automatica mediante molla a memoria di forma che al raggiungimento di una determinata temperatura, attiva l'erogazione dell'acqua ad alta pressione. Le forature all'estremità della testina sono dimensionate per generare la nebulizzazione ottimale dell'acqua. Viene utilizzata negli impianti ad umido per la protezione degli ambienti (cabine di navi, spazi pubblici, uffici etc.) L'innovazione risiede nel sistema di attuazione automa La funzione sinora svolta dai bulbi di vetro o da componenti termosensibili, viene affidata ad una molla realizzata in lega Nichel-Titanio a memoria di forma dove: - a bassa temperatura il materiale presenta una struttura interna di tipo martensitico, possiede basso limite di snervamento ed è facilmente deformabile, per cui la molla, anche se completamente compressa, non esercita alcuna forza; - quando per effetto dell'incendio viene riscaldata, la lega assume una nuova struttura interna, di tipo austenitico con migliori proprietà meccaniche, riportandosi alla forma originaria. Durante la trasformazione di fase la forza esercitata dalla molla raggiunge l'intensità necessaria per attivare il meccanismo di apertura della testina. Le testine sono state omologate sia per applicazioni a soffitto che per applicazioni a parete. APPLICAZIONE A PARETE Le testine progettate per l'applicazione a parete, presentano una foratura semisferica specifica e offre notevoli vantaggi a livello installativo non richiedendo la spannellatura dei soffitti per l'applicazione

7 UNIT PUMP During standby phase, the system status is the follow:. Electric pump activator panel powered - network signalling and network presence on control panel (in civil application) or ECR panel (in naval application) - Fresh water tank at maximum level - Electric control valve, for the tank water supply, normally closed - The system section valves normally closed - The piping distribution empty - The switch on the main pump activator panel in manual/automatic position. The system activation can happen in two modes: automatically or manually. Automatic Activation: When the control or the ECR panel receives a signal of fire presence (through the fire detection system or because an emergency button has been activated), the system execute the following operations: - System sectioning: the normally closed electric section valve, related to the area where there is fire presence, is opened - The electric motors are started-up automatically, in sequence, and with a delay of few seconds between each other, in order to avoid electric absorption peaks - Signalling of pressurized system (pressure switch) - Activation of visual and sonorous alarm - Indication, on the control or ECR panel, of the fire alarm activation and the related affected areas Manual Activation: this mode, when the control or ECR panel receives the alarm signal, causes the activation of the visual and sonorous alarm and the opening of the related section valve 220 Vac; However, the alarm signal is not sufficient to activate the electric motors of the pump unit. This has to be activated directly by pushing the "MARCIA" button on the control or ECR panel related to each pumping group. After the manual activation, the control or ECR panel receives: - Signalling of pressurized system (pressure switch) - indication, on the control or ECR panel, of the system activation and the related affected areas DESCRIPTION OF THE UNIT PUMP The pressurizing unit includes: - Plunger pump for high pressure - electric motor - water reserve tank - pressure and flow regolation valve - control and command panel - steel chase

8 SKID POMPE In condizioni di standby lo stato dellʼimpianto è il seguente: - Quadro avviatore elettropompa alimentato - segnalazione rete e presenza rete su quadro di riporto allarme (ambito civile) o pannello ECR (ambito navale) - Serbatoio acqua dolce al livello massimo - Elettrovalvola alimentazione serbatoio normalmente chiusa - Valvole di sezione impianto in posizione normalmente chiusa - Tubazioni scariche - Interruttore dellʼavviatore elettropompa principale in posizione manuale / automatico Lʼattivazione dellʼimpianto può avvenire con due modalità: automatica o manuale. Attivazione Automatica: Nel momento in cui il quadro di riporto allarme o pannello ECR riceve un segnale di presenza incendio (da sistema di rivelazione o dalla pressione di un pulsante di emergenza), il sistema esegue le seguenti operazioni: - Sezionamento dellʼimpianto: la valvola elettrica di smistamento normalmente chiusa, relativa alla zona interessata dallʼincendio, viene aperta - I motori elettrici sono avviati automaticamente in sequenza, con un ritardo di alcuni secondi lʼuno dallʼaltro, per evitare eccessivi picchi elettrici di assorbimento - Segnalazione di impianto in pressione (pressostato) - Attivazione allarme sonoro e visivo - Indicazione nel quadro di riporto allarme o pannello ECR dellʼavvenuto allarme e indicazione della zona interessata dallʼincendio Attivazione Manuale: In questa modalità, la ricezione di un segnale di allarme da parte del quadro di riporto allarme o pannello ECR comporta lʼattivazione dei dispositivi di allarme acustici e visivi e lʼapertura della valvola di smistamento pertinente; il segnale di allarme al quadro di controllo, tuttavia, non è sufficiente allʼavviamento dei motori elettrici dei gruppi di pompaggio. Questi devono essere avviati direttamente sul quadro avviatore di ciascun gruppo, premendo il pulsante di marcia. A seguito dellʼavvio manuale, il quadro di controllo o pannello ECR riceve: - Segnalazione di impianto in pressione (pressostato) - Indicazione dellʼavvenuto intervento impianto e della zona interessata dallʼincendio DESCRIZIONE DELLO SKID POMPE Il sistema di pressurizzazione è composto da: - Pompa a pistoni ad alta pressione - Motore elettrico - Serbatoio di accumulo - Valvole di regolazione pressione e flusso - Quadro elettrico di comando e controllo - Telaio in acciaio

9 SKID BOMBOLE Il sistema di pressurizzazione principale o di riserva è composto da: - Serie di bombole contenenti azoto - Serie di bombole contenenti acqua - Valvole a flusso rapido per azoto - Valvole azoto/acqua - Telaio in acciaio o sistema di fissaggio con staffe ACTIVATION SYSTEM FOR CULINDER UNIT The activation of the cylinder unit can occur through manual or electric release, this through the electric control valve fitted on the pilot cylinder. The activation of one of those methods, causes the nitrogen discharge, stored in the cylinder related to the pilot valve, and the consequent activation of the pneumatic valve fitted on the nitrogen cylinder. The very nitrogen will cause the water thrust, stored in the related cylinders, in the piping/system. SISTEMA DI ATTIVAZIONE DEL GRUPPO BOMBOLE L'attivazione del gruppo bombole può avvenire tramite comando manuale oppure elettricamente tramite l'elettrovalvola di comando posta sulla valvola pilota. L'attivazione di uno dei due comandi provoca la fuoriuscita dell'azoto, stoccato nella bombola relativa alla valvola pilota, e la conseguente attivazione delle valvole pneumatiche poste sulle bombole di azoto. L'azoto stesso provocherà la spinta, dell'acqua stoccata nelle relative bombole, nell'impianto CYLINDER UNIT DESCRIPTION The main or reserve pressurization system includes: - some cylinders containing nitrogen - some cylinders containing water - rapid discharge valve for nitrogen - water/nitrogen discharge device - steel chase or fixing system with brackets

10 DESIGN AND APPLICATIONS By using the mathematical paradigma cited below CIO- DUE ACQUA, with its own plant engineers expert in fire fighting, is able to design the HPN Nebula system according to all specific requirement of the customer, considering both the possible fire hazard to be extinguished and the area to be covered as well as all other parameters of the environment to be protected. The HPN Nebula can be used in civil, industrial, military, naval and railway applications. PROGETTAZIONE E APPLICAZIONE Tramite l'utilizzo del modello matematico citato precedentemente CIODUE ACQUA, con i propri professionisti del settore dell'impiantistica antincendio, è in grado di progettazione e realizzare il sistema HPN Nebula ad hoc in accordo con le specifiche tecniche idonee per soddisfare le richieste del Cliente. Tutto ciò considerando sia il rischio d'incendio che deve essere spento e l'area che deve essere protetta, così come tutti gli altri parametri relativi all'ambiente che deve essere protetto. Gli ambiti di applicazione sono molteplici, dal civile all'industriale, al militare, navale e ferroviario. POINTS OF STRENGTH AND SECONDARY, BUT ESSENTIAL, EFFECTS OF HPN NEBULA SYSTEM - COOLING EFFECT for the warmth source for the transition of the water mist from the liquid phase to the steam phase - INERTISATION EFFECT of the area through choking with steam - Security for people - Shielding with limitation of the warmth source and protection of the facilities from the radiant effect of the fire - Smoke felling favouring the improvement of visibility and breathing conditions for the occupants as well as favouring the efficacy of rescue squad - Very low use of water - Important reduction of water and air pollution PUNTI DI FORZA ED EFFETTI SECONDARI, MA FONDAMENTALI, DEL SISTEMA HPN NEBULA - RAFFREDDAMENTO della fonte di calore per transizione dell'acqua nebulizzata dalla fase liquida alla fase vapore - SATURAZIONE dell'ambiente tramite SOFFO- CAMENTO con vapore d'acqua - Sicurezza per le persone - Schermatura con circoscrizione della fonte di calore e protezione delle strutture dall'effetto radiante del fuoco - Abbattimento fumi favorendo il miglioramento delle condizioni di visibilità e respirazione per gli occupanti nonché agevolando l'operatività delle squadre di soccorso - Bassissimi consumi d'acqua - Contenimento degli inquinamenti idrici ed atmosferici

11 REFERENCES - NAVAL FIELD SBA CORP.LTD/V.SHIP, M/N EXPLORER II, A.M.local protection SBA CORP.LTD/V.SHIP, M/N EXPLORER, A.M. local protection and accommodation areas SAVINOX, M/Y KIMBERLY, Accommodation areas and deep fat cooking equipment ZINCAF/V.SHIP, M/N SILVER CLOUD-WHISPER-WIND-SHA- DOW, A.M. local protection FORSHIP/CORSICA FERRIES, M/N SARDINIA REGINA-VERA, MEGA EXPRESS AND MEGA EXPRESS 2, A.M. local protection FORSHIP/CORSICA FERRIES, M/N SARDINIA VERA, CORSI- CA MARINA 2, CORSICA SERENA 2, CORSICA VICTORIA, A.M. local protection and Accommodation areas CANTIERI NAVALI VISENTINI, COSTR , A.M. local protection and deep fat cooking equipment CONTINENTAL FERRIES LTD/SNAV, M/T SNAV SICILIA-CAM- PANIA, A.M. local protection and accommodation areas and other more... REFERENCES - CIVIL FIELD REEVES Lodi, Spreading machine local protection (special rubber textiles/ribbon production) HOTEL SELIDE Milan, Public spaces, warehouse and rooms protection LA COOP.DI CORTINA (BL), warehouse protection (trading centre) MEGA LIBRI Milan, Papery storage protection AUTOSTRADE ITALIA Rome, Papery storage protection SIRACUSA THEATRE Warehouses and common spaces protection. INTESA SAN PAOLO Accounting site of Moncalieri (TO) Warehouses and offices protection BANCA DʼITALIA Palermo Papery storages protection ENEL Morasco (VB) TRAFO protection REFERENZE - AMBITO NAVALE SBA CORP.LTD/V.SHIP, M/N EXPLORER II, protezione localizzata locali apparato motori SBA CORP.LTD/V.SHIP, M/N EXPLORER, protezione localizzata A.M. ed alloggi/cabine SAVINOX, M/Y KIMBERLY, protezione degli alloggi/cabine e friggitrice ZINCAF/V.SHIP, M/N SILVER CLOUD-WHISPER-WIND-SHA- DOW, protezione localizzata locali apparato motori FORSHIP/CORSICA FERRIES, M/N SARDINIA REGINA-VERA, MEGA EXPRESS AND MEGA EXPRESS 2, protezione localizzata locali apparato motori FORSHIP/CORSICA FERRIES, M/N SARDINIA VERA, CORSI- CA MARINA 2, CORSICA SERENA 2, CORSICA VICTORIA, protezione localizzata locali apparato motori ed alloggi/cabine CANTIERI NAVALI VISENTINI, COSTR , protezione localizzata locali apparato motori e friggitrice CONTINENTAL FERRIES LTD/SNAV, M/T SNAV SICILIA-CAM- PANIA, protezione localizzata locali apparato motori ed alloggi/cabine...ed altro ancora... REFERENZE - AMBITO CIVILE REEVES Lodi, protezione localizzata di una macchina spalmatrice-tessuti/nastri speciali gommati HOTEL SELIDE Milano, Protezione di spazi pubblici, magazzini e camere LA COOP.DI CORTINA (BL), protezione di magazzino merci MEGA LIBRI Milano, protezione di archivi cartacei AUTOSTRADE ITALIA Roma, Protezione di archivio cartaceo TEATRO DI SIRACUSA Protezione di magazzini e spazi comuni. INTESA SAN PAOLO Centro contabile di Moncalieri Protezione di uffici e magazzini. BANCA DʼITALIA Palermo Protezione di archivi cartacei. ENEL di Morasco (VB) protezione di trasformatori.

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