Rinaldo Cavenati. LE POMPE ANTINCENDIO Valutazione e scelta di una pompa centrifuga per impianti ad acqua

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1 Rinaldo Cavenati LE POMPE ANTINCENDIO Valutazione e scelta di una pompa centrifuga per impianti ad acqua

2 LE NORME EUROPEE UNI EN Automatic sprinkler systems Design, installation and maintenance pren Components for sprinkler and water spray system Parte12: Sprinkler pumps LO STANDARD NFPA NFPA 20 - Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection

3 UNI EN Condizione di aspirazione Dovunque (Wherever) è possibile si devono utilizzare pompe centrifughe ad asse orizzontale, installate sottobattente in conformità con quanto segue: - almeno due terzi della capacità effettiva del serbatoio di aspirazione devono essere al di sopra del livello dell asse della pompa; - l asse della pompa non deve essere a più di 2 metri al di sopra del livello minimo dell acqua nel serbatoio di aspirazione (livello X nel paragrafo 9.3.5)... ( valvola di fondo!!)

4 UNI EN Le pompe centrifughe orizzontali End suction DIN o ISO 2858/5199 Axial split case

5 La Pompa orizzontale

6 Se ciò non è fattibile, la pompa può essere installata in condizioni di soprabattente oppure si possono utilizzare le pompe verticali immerse a flusso assiale (vertical turbine pumps). UNI EN NOTA Le istallazioni soprabattente e con pompe sommerse dovrebbero essere evitate e usate solamente dove non è praticabile un istallazione sottobattente

7 UNI EN La Vertical Turbine Pumps

8 UNI EN Temperatura massima di alimentazione idrica La temperatura dell acqua non deve superare i 40 C. Laddove vengono utilizzate delle pompe sommerse, la temperatura dell acqua non deve superare i 25 C, tranne nei casi in cui è stata provata l idoneità del motore per temperature fino a 40 C, in conformità con il documento pren

9 UNI EN La curva delle pompe La pompa deve avere una curva stabile H(Q),cioè una curva in cui la prevalenza massima e la prevalenza a mandata chiusa sono coincidenti e la prevalenza totale diminuisce in maniera continua con l aumento della portata NO SI

10 Curve caratteristiche Curve caratteristiche delle pompe P=potenza, H=prevalenza, = efficienza

11 La curva delle pompe

12 UNI EN a Pompe per le pompe con curve caratteristiche crescente senza sovraccarico, la potenza massima richiesta è quella massima del picco della curva di potenza; b per le pompe con curve caratteristiche di potenza crescenti, la potenza massima sarà il valore maggiore tra la potenza richiesta per qualsiasi condizione del carico della pompa, dalla portata nulla al flusso corrispondente ad una pompa con NPSHr di 16 m o la massima prevalenza di aspirazione più 11 metri.

13 UNI EN CURVA SENZA SOVRACCARICO

14 UNI EN CURVA SOVRACCARICABILE

15 UNI EN vs UNI 9490

16 UNI EN Legenda 1 Area più sfavorevole 2 Portata di progetto della pompa 3 Massima portata richiesta 4 Area più favorevole x Portata y Pressione Curva tipica della pompa nei Sistemi Precalcolati

17 UNI 9490 vs UNI EN Selezione di una pompa Portata 120 m3/h Prevalenza 70 m

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21 UNI EN x3x13 6x5x11 Selezione di una pompa Portata 4500 l/m Prevalenza 80 m

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24 UNI EN A B Selezione di una pompa orizzontale axial split case Portata 9470 l/m (568 m3/h) Prevalenza 88 m

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27 Criteri di scelta Le tolleranze di portata e prevalenza Cosa definisce la norma ISO 9906 grado 2? Se ci si aspettano 100 m3/h a 80m, pochi sanno che le pompe, essendo provate con queste tolleranze (ISO 9906 grado 2), la portata reale potrà essere anche di 92 m3/h (-8%) e la prevalenza reale potrà essere anche 76m (-5%), o un insieme variabile delle due.

28 La tolleranze della curva caratteristica Verifica della portata, della prevalenza e del rendimento garantiti Sul punto garantito QG, HG è tracciata una croce di tolleranza fra la retta orizzontale ±tq QG e la retta verticale ±th HG. La garanzia sulla prevalenza e sulla portata è stata rispettata se la curva H(Q) taglia o almeno tocca la retta verticale e/o orizzontale Pt

29 UNI EN Le Tolleranze Il caso della curva in caduta

30 Criteri di scelta Le tolleranze di portata e prevalenza E se le pompe sono prodotte in SERIE?

31 Criteri di scelta La curva caratteristica Riguardo alla curva caratteristica della pompa sarebbe opportuno adottare criteri di scelta, che nel mondo industriale e di processo sono uno standard e seguire alcune preziose indicazioni: che la pompa antincendio venga selezionata con una curva caratteristica tale che la pendenza massima dal punto di funzionamento allo shut-off, ad esempio : non ecceda il 15% per le pompe ad asse orizzontale, non ecceda del 30% per le pompe ad asse verticale immerse (vertical turbine pump). il punto di funzionamento deve essere situato a sinistra del punto di massimo rendimento della pompa, la tolleranza inferiore sulla prevalenza non potrà essere inferiore a 0, in accordo alle ISO 9906 circa le prestazioni delle pompe, ovvero non considerando i valori di tolleranza molto comodi che indica la norma ISO 9906 grado 2

32 NFPA 20 P Selezione di una pompa NFPA 20 FM /UL Portata 2500 USGPM (568 m3/h) Prevalenza 150 Psi (105 m)

33 Factory Mutual Approval Standards FM FM FM standar

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35 NPSH Net Positive Suction Head

36 NPSH Net Positive Suction Head

37 NPSH Net Positive Suction Head verifica analitica NPSH

38 Criteri di scelta NPSH r Ad esempio che il valore di NPSHr (richiesto) dalle pompe antincendio non superi al punto di funzionamento i : 4,5 m per le pompe ad asse orizzontale o 8,5 m per le pompe ad asse verticale a flusso assiale

39 NORMA UNI Edizione 2008 Locali destinati ad ospitare gruppi di pompaggio per impianti antincendio Caratteristiche costruttive e funzionali Locale Interrato.AVI

40 TERMINI E DEFINIZIONI 3.7 Piano di riferimento: Piano della strada o piano da cui avviene il naturale deflusso dell acqua meteorica. Piano di riferimento Piano Di riferimento Norma UNI 11292

41 TERMINI E DEFINIZIONI Locale fuori terra: Locale il cui piano di calpestio o piano di installazione del gruppo di pompaggio è a quota non minore di quella del piano di riferimento. Ubicazione fuori terra: Con il pavimento i locali fuori terra devono essere posizionati alla stessa quota del piano di riferimento e al di sopra di esso per un altezza non maggiore di 7,5 m. 7,5 m Piano di riferimento Norma UNI 11292

42 TERMINI E DEFINIZIONI Locale interrato: Locale che non rientra nella definizione di cui al punto 3.3. Ubicazione interrata: I locali interrati devono essere posizionati con il pavimento del locale ad una profondità non maggiore di 7,5 m dal piano di riferimento. Non è ammessa la realizzazione di locali interrati nelle aree a rischio di inondazione e nelle zone comunque esposte al rischio di allagamento in caso di eventi atmosferici gravi, salvo ingegnerizzazione specifica dell installazione. Piano di riferimento 7,5 m Norma UNI 11292

43 TERMINI E DEFINIZIONI Spazio di lavoro: Spazio libero per consentire gli interventi sulle unità di pompaggio attraversato esclusivamente dai collegamenti a servizio dell unità di pompaggio. Norma UNI 11292

44 IL CUORE DEL SISTEMA... Il locale pompe deve essere facilmente accessibile... Norma UNI 11292

45 LOCALI PER UNITÀ DI ACCESSO direttamente da strada scoperta da spazio scoperto da intercapedine antincendio ad uso esclusivo di larghezza non minore di 0,9 m, purché accessibili direttamente da strada, eventualmente con percorso protetto avente resistenza al fuoco almeno pari alla durata dell alimentazione e privo di materiali combustibili. L accesso al locale deve avvenire esclusivamente a mezzo di varchi verticali e di eventuali scale. POMPAGGIO Norma UNI 11292

46 LOCALI PER UNITÀ DI ACCESSO Le porte dei locali devono essere di altezza minima di 2 m e larghezza minima 0,80 m ed essere realizzate in materiale incombustibile La larghezza minima di passaggio utile per le scale rettilinee deve essere uguale a 0,80 m, e per le scale a chiocciola a 0,90 m L altezza minima del passaggio sotto soletta e del passo della scala non deve essere minore di 2,00 m Non sono ammessi altri tipi di scale, quali per esempio di tipo verticale, di tipo a pioli o removibili POMPAGGIO 2,0 m Norma UNI 11292

47 Accesso al CUORE DEL SISTEMA

48 LOCALI PER UNITÀ DI ACCESSO PER LE MACCHINE Per tutti i locali deve essere sempre garantita la possibilità di agevole inserimento/estrazione dell unità di pompaggio o dei suoi componenti fondamentali (per esempio pompa, motore, quadro elettrico e serbatoio, ecc). POMPAGGIO Norma UNI 11292

49 Norma UNI LOCALI PER UNITÀ DI POMPAGGIO TIPOLOGIA COSTRUTTIVA I locali devono essere in conformità alla UNI EN (Resistenza al fuoco di 60 minuti). I locali devono essere realizzati con materiali incombustibili, inclusi quelli di tipo prefabbricato. È ammessa la presenza di materiali combustibili solo all interno di elementi costruttivi in muratura o cemento. Al fine di migliorare la luminosità dell ambiente le pareti interne devono essere di colore chiaro, preferibilmente bianco.

50 CARATTERISTICHE DEI LOCALI DIMENSIONI DEI LOCALI L altezza del locale, misurata dall intradosso del solaio al piano di calpestio, deve essere non minore di 2,4 m. Le dimensioni minime dello spazio di lavoro devono essere uguali o maggiori di 0,80 m su almeno tre lati in pianta di ciascuna unità di pompaggio (misura presa nel punto di massimo ingombro). d d d d d d 0,8 m Norma UNI 11292

51 CARATTERISTICHE DEI LOCALI DIMENSIONI DEI LOCALI In caso di installazione di gruppi di pompaggio preassemblati, costituiti da due o più unità di pompaggio, le dimensioni minime dello spazio di lavoro devono essere garantite sui quattro lati in pianta. d d d d d 0,8 m Norma UNI 11292

52 CARATTERISTICHE DEI LOCALI PAVIMENTAZIONI DEI LOCALI Il pavimento deve essere piano, uniforme, antiscivolo ed avere pendenza verso il punto di drenaggio al fine di evitare ristagni di acqua nel locale. Nel caso di utilizzo di piano di calpestio realizzato con grigliati, questi devono essere: sopraelevati, di maglia tale da impedire il passaggio di piccoli oggetti. Norma UNI 11292

53 CARATTERISTICHE DEI LOCALI AERAZIONE I LOCALI DEVONO ESSERE AERATI NATURALMENTE CON APERTURE PERMANENTI S 1:100 della superficie in pianta (min. 0,1 m 2 ) Norma UNI 11292

54 CARATTERISTICHE DEI LOCALI LOCALI CHE OSPITANO MOTORI DIESEL CON RAFFREDDAMENTO AD ARIA DIRETTA Per motori diesel di potenza complessiva maggiore di 40 kw, installati nei locali interrati non è ammesso il raffreddamento ad aria diretta. Norma UNI 11292

55 CARATTERISTICHE DEI LOCALI LOCALI CHE OSPITANO MOTORI DIESEL CON RAFFREDDAMENTO A LIQUIDO CON RADIATORE CON RAFFREDDAMENTO A LIQUIDO CON SCAMBIATORE DI CALORE

56 CARATTERISTICHE DEI LOCALI AERAZIONE MOTORI RAFFREDDATI AD ARIA DIRETTA O A LIQUIDO CON RADIATORE Una condotta per il convogliamento dell aria all esterno del locale pompe, L apertura e la condotta di ventilazione per espulsione dell aria calda, deve essere almeno di sezione netta pari una volta e mezzo la sezione di scarico del dispositivo di raffreddamento (per esempio radiatore) L immissione di aria nel locale, deve essere invece garantita da un altra apertura di aerazione, realizzata nella parte alta del locale su parete contrapposta a quella di espulsione dell aria. Le aperture per l immissione dell aria devono essere almeno di sezione netta pari a due volte la sezione del dispositivo di raffreddamento (per esempio radiatore). Durante il funzionamento di estrazione dell aria, la massima depressione ammissibile nel locale a porte chiuse non deve essere maggiore di 20 Pa. Norma UNI Si 2 x Sr Sr Se 1,5 x Sr Se

57 CARATTERISTICHE DEI LOCALI AERAZIONE MOTORI RAFFREDDATI A LIQUIDO CON SCAMBIATORE DI CALORE Devono essere previste due aperture per l aerazione naturale su pareti contrapposte, la prima in basso per l immissione dell aria e la seconda in alto per l espulsione dell aria, ciascuna di superficie netta non minore di: S = 0,002 x P dove: S è la superficie netta dell apertura in m 2 ; P è la potenza (complessiva) installata in kw. S S 0,15 m 2 S Norma UNI 11292

58 CARATTERISTICHE DEI LOCALI AERAZIONE MOTORI RAFFREDDATI A LIQUIDO CON SCAMBIATORE DI CALORE Nel caso in cui non sia possibile rispettare questo tipo di installazione, deve essere previsto un sistema di estrazione forzata, garantito anche in assenza di alimentazione da rete elettrica.considerando una portata di aria non minore di: Q = 50 x P dove: Q è la portata di aria da estrarre in m 3 /h; P è la potenza (complessiva) installata in kw. Norma UNI 11292

59 CARATTERISTICHE DEI LOCALI AERAZIONE MOTORI RAFFREDDATI AD ARIA DIRETTA CON POTENZA < 40 kw Deve essere previsto un sistema di estrazione forzata, garantito anche in assenza di alimentazione da rete elettrica considerando una portata di aria non minore di: Q = 100 x P dove: Q è la portata di aria da estrarre in m 3 /h; P è la potenza (complessiva) installata in kw. Norma UNI 11292

60 CARATTERISTICHE FUNZIONALI DRENAGGI IN GENERALE Sistema di drenaggio adeguato allo smaltimento degli eventuali scarichi d acqua. Devono essere portati all esterno del locale. Devono essere realizzati in modo da minimizzare il ristagno d acqua. Devono impedire il riflusso e garantire la fuoriuscita dell acqua anche in caso di gelo. Norma UNI 11292

61 CARATTERISTICHE FUNZIONALI DRENAGGI LOCALI INTERRATI Collegati alla rete fognaria, con un collegamento a gravità in grado di garantire una portata di almeno 20 m 3 /h. oppure Tramite pompe di drenaggio ad avviamento automatico, atte a scaricare all esterno del locale, una portata non minore del 5% della portata massima dell unità di pompaggio con un minimo di 10 m 3 /h.. Norma UNI 11292

62 CARATTERISTICHE FUNZIONALI DRENAGGI LOCALI INTERRATI.Impiego di n 2 pompe, una di riserva all altra e per almeno una di esse, un alimentazione di emergenza atta a garantirne il funzionamento anche in assenza di alimentazione elettrica di rete per almeno 30 minuti Deve essere prevista la segnalazione di "anomalia pompe di drenaggio" e "funzionamento delle pompe di drenaggio", rimandata ad un luogo presidiato. Norma UNI 11292

63 CARATTERISTICHE FUNZIONALI DRENAGGI LOCALI INTERRATI I locali devono essere dotati di sistema di rivelazione ed allarme per presenza di acqua a pavimento da rinviare in luogo costantemente presidiato eventualmente cumulato ad altri segnali di anomalia Norma UNI 11292

64 CARATTERISTICHE FUNZIONALI RISCALDAMENTO I locali devono essere dotati di impianto di riscaldamento in grado di evitare il gelo delle tubazioni antincendio e delle parti installate nel locale e in grado di mantenere condizioni di temperatura e di umidità soddisfacenti in tutte le stagioni. In particolare per la temperatura si devono seguire le indicazioni della UNI EN e si deve prevedere un sistema adeguato per evitare condizioni di umidità maggiori dell 80%. Il mantenimento di una temperatura interna di almeno 15 C è considerato sufficiente a limitare la presenza di umidità relativa troppo elevata. Norma UNI 11292

65 CARATTERISTICHE FUNZIONALI SISTEMA DI SCARICO DEI FUMI Sistema di scarico indipendente per ogni singolo motore. La tubazione di scarico deve essere dotata di collegamento flessibile al motore La condotta deve essere isolata termicamente. Scarico in atmosfera, a distanza maggiore di 1,5 da finestre, porte o aperture praticabili, percorsi di transito o prese d aria di ventilazione e portata e situati in modo da non investire persone o cose (raccomandato almeno 2,40 m dal piano di riferimento). I terminali di scarico devono essere opportunamente protetti dagli eventi atmosferici e dotati di griglia di protezione. Negli attraversamenti di pareti o solai la tubazione di scarico dei gas combusti deve essere opportunamente isolata. Norma UNI 11292

66 CARATTERISTICHE FUNZIONALI FISSAGGIO Sistema di l unità di pompaggio deve essere idoneamente ancorata o cementata a terra. Non sono generalmente ammessi i tasselli antivibranti per fissare a terra i basamenti delle pompe, a meno di specifica ingegnerizzazione Norma UNI 11292

67 CARATTERISTICHE FUNZIONALI IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE ILLUMINAZIONE NORMALE: 200 lux ILLUMINAZIONE DI EMERGENZA 25 lux per almeno 60 minuti Norma UNI 11292

68 ALIMENTAZIONE DEI MOTORI A SERBATOI COMBUSTIONE INTERNA Il serbatoio del combustibile di alimentazione dei motori deve essere realizzato in modo da evitare la fuoriuscita di combustibile. Si considera accettabile l uso di un serbatoio a doppia parete, di un serbatoio dotato di bacino di raccolta di eventuali spargimenti di capacità uguale al 100% della capacità geometrica del serbatoio o altre soluzioni equivalenti. Norma UNI 11292

69 ALIMENTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA SISTEMA DI RIEMPIMENTO DEI SERBATOI Qualora il punto di rifornimento fissato sul serbatoio sia ad una altezza maggiore di 1,50 m si deve prevedere un sistema di riempimento fisso con pompa di trasferimento, convogliato all esterno del locale. Il sistema di riempimento fisso è comunque obbligatorio per serbatoi di capacità maggiore di 50 l. Norma UNI 11292

70 ALIMENTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA SFIATO DEL SERBATOIO Il tubo di sfiato del serbatoio deve essere portato all esterno, in atmosfera e deve sfociare a quota non minore di 2,50 m dal piano di riferimento esterno ed a distanza non minore di 1,5 m da finestre e porte. Norma UNI 11292

71 MONITORAGGIO UNI EN12845 è un fattore altrettanto importante che può influire negativamente sulla disponibilità dell alimentazione idrica.

72 GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE

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