Impianto antincendio a servizio di un'industria elettronica

Transcript

1 Università degli Studi di L'Aquila Facoltà di Ingegneria Impianto antincendio a servizio di un'industria elettronica di Matteo Scipioni Relatore prof. Carmine Di Nucci prof. Aniello Russo Spena A. A

2 CAPITOLO 4 RELAZIONE TECNICA La relazione tecnica, in base alle normative UNI EN e UNI EN suddivisa nelle diverse parti, definisce il metodo da seguire per la progettazione dell impianto antincendio sprinkler preso in esame, definendone il livello di rischio. 4.1 Caratteristiche generali Un sistema automatico sprinkler è progettato per rilevare la presenza di un incendio ed estinguerlo nello stadio iniziale con acqua, oppure di tenere sotto controllo le fiamme in modo che l estinzione possa essere completata con altri mezzi. L impianto antincendio sprinkler non può essere usato indipendentemente da altri mezzi di estinzione, ma è solo complementare agli altri sistemi antincendio. Insieme all impianto sprinkler sono usati anche Idranti e Naspi. Idranti: sono di tre tipi: UNI 45: tipo di idrante a cassetta a muro, sportello di vetro e manichetta di 20 m, utilizzato all interno dei fabbricati; UNI 70: utilizzato solo all esterno, nel tipo Sottosuolo o Soprasuolo a colonna. I tipi Soprasuolo sono preferibili perché più individuabili ed accessibili; UNI 100: utilizzato solo all esterno per grandi aree o zone a rischio elevato. Naspi: tubi semirigidi dotati di lancia di erogazione e valvola di intercettazione. Sono avvolti su tamburo rotante e permanentemente collegati alla rete antincendio. Essendo già collegati sono di più facile impiego per i non esperti. 31

3 L impianto dispone di 11 idranti UNI 70, dislocati lungo la tubazione principale che circonda l impianto. I Naspi sono localizzati all interno degli ambienti, posti dentro cassette fissate alle pareti. La scelta di questo tipo di impianto antincendio presenta vantaggi e svantaggi. I vantaggi sono: molto efficace a causa dell azionamento automatico, del frazionamento del getto e della possibilità di circoscrivere l incendio ad aree limitate; modularità dell intervento; contenimento delle temperature nelle aree incendiate preservando le strutture; minore fabbisogno di acqua rispetto ai sistemi ad idranti. Gli svantaggi sono: ritardo nell apertura delle teste eroganti; apertura solo automatica; allagamenti non necessari (occorre dotare gli ambienti da proteggere di adeguati sistemi di drenaggio o vasche di raccolta). La EEMS S.p.A. è la sola azienda nel nucleo industriale di Rieti ad usare questo tipo di impianto antincendio, poiché utilizza gli stabilimenti della Texsas Instruments, azienda americana molto attenta al rischio d incendio. La sostanza estinguente utilizzata nell impianto è l acqua. Esistono anche altri tipi di sostanze estinguenti con caratteristiche diverse. Si è scelta l acqua in base alle sue buone caratteristiche: agisce sia per effetto raffreddante (sottrae 667 kcal/kg grazie all elevato Cp, ed ha un elevatissimo calore latente di evaporazione 540 hcal/kg), sia per soffocamento grazie all elevato aumento di volume specifico del vapore rispetto al liquido; 1700 volte; basso costo, elevata reperibilità, facilità di approvvigionamento e stoccaggio e flessibilità di impiego; buona capacità di penetrazione e gittate elevate se utilizzata con idranti. 32

4 4.2 Impianto antincendio L impianto antincendio della EEMS S.p.A., schematizzato nell appendice A, è un impianto sprinkler ad umido con tubazioni allagate in pressione. È costituito da due tubazioni che partono dalla sala pompe, e vanno a formare due anelli principali, aventi un lato in comune, che percorrono l intero perimetro dello stabilimento. Dalla tubazione principale partono le diramazioni per ogni ambiente che vanno ad alimentare gli ugelli presente all interno degli ambienti dello stabilimento. Ogni diramazione possiede una valvola di intercettazione che esclude il ramo dalla tubazione principale in caso di problemi. Sulla tubazione principale sono disposte delle valvole di sezionamento necessarie per tagliare i vari tratti dell impianto in situazioni di pericolo o di manutenzione ordinaria/straordinaria. All interno del fabbricato sono inoltre predisposti attacchi per naspi che completano l impianto. L impianto antincendio sprinkler deve essere progettato in base alla classe di pericolo cui appartiene l impianto. La classificazione è fatta in base al tipo di edifici e alle aree da proteggere secondo il tipo di utilizzo e al carico d incendio. 4.3 Classificazione delle attività e dei rischi d incendio L impianto della EEMS S.p.A. viene classificato come attività di pericolo ordinario OH. All interno di questa classe di pericolo rientrano attività in cui vengono trattati o prodotti materiali combustibili con un carico d incendio medio e media combustibilità. Il pericolo ordinario è suddiviso in gruppi in base ad una tabella che considera il tipo di attività. L impianto in esame rientra nel gruppo 3: Pericolo Ordinario Gruppo 3 (OH3). 33

5 4.3.1 Deposito Il magazzino ha una classificazione a parte in base al pericolo complessivo di incendio. Devono essere tenute in conto le merci immagazzinate, in funzione della loro combustibilità, compresi i loro imballaggi, e la configurazione stessa del deposito. Il magazzino della società rientra nella classe ST5 (Merci su scaffali con ripiani pieni o grigliati di larghezza uguale o minore di 1 m). Secondo questa classificazione ci sono delle limitazioni e dei requisiti di protezione da rispettare, tabellati nelle norme. Limitazioni: i corridoi che separano le file devono avere larghezza non minore di 1,2 m, oppure i blocchi di deposito non devono avere superfici in pianta maggiori di150 m 2. Protezione: sono raccomandati sprinkler intermedi in aggiunta agli sprinkler a soffitto. 4.4 Criteri di progettazione idraulica La densità di scarica di progetto è pari a 5,0 mm/min, come stabilito dalle norme per la classe di pericolo OH3. Il valore non deve scendere sotto questo limite, quando tutti gli sprinkler interessati sono in funzione. 4.5 Alimentazioni idriche La rete di alimentazione idrica fornisce automaticamente, per questo tipo di impianto OH, acqua per 60 minuti con continuità. L alimentazione idrica è soggetta a possibili condizioni di congelamento, di siccità o di allagamento, nonché qualsiasi altra condizione che potrebbe ridurre il flusso o l effettiva portata, oppure rendere non operativa l alimentazione. Viene eseguita una regolare manutenzione ordinaria, al fine di controllare l effettivo funzionamento della rete idrica. Il controllo viene fatto anche riguardo alle caratteristiche del liquido estinguente, dato che non deve contenere sostanze fibrose o altro materiale in sospensione che può provocare depositi all interno delle tubazioni dell impianto. Questo controllo è richiesto poiché l acqua accumulata nel serbatoio proviene dall acquedotto, e deve essere filtrata per togliere eventuali impurità presenti. 34

6 Le tubazioni di alimentazione e la stazione di controllo sono mantenute ad una temperatura minima di 4 gradi, per evitare il congelamento dell acqua nelle tubazioni. Ad eccezione del momento delle prove, la pressione dell acqua non è mai maggiore di 12 bar nelle connessioni delle apparecchiature. Tutti i collegamenti tra gli ambienti, dove sono presenti gli ugelli sprinkler, e la tubatura principale che corre intorno all impianto, hanno pressioni inferiori ai 12 bar. La pressione più alta è di 1,67 bar entrante nel ramo superiore della manifattura. Il serbatoio e la sala pompe si trovano posti lontano dagli edifici principali, dato che non devono essere posti in edifici o sezioni di fabbricati in cui vi sono presenti dei processi pericolosi o pericoli di esplosione. Le valvole di intercettazione e le stazioni di controllo, sono dotate di dispositivi per misurare pressione e portata per controlli necessari al normale funzionamento. Ogni alimentazione idrica collegata all impianto è sottoposta a prova, mantenendo isolate tutte le altre. Le prove sono effettuate con la portata massima richiesta. Le valvole sono istallate in modo tale da risultare facilmente accessibili anche in situazioni di pericolo. L impianto dispone di undici valvole di intercettazione, una per ogni ingresso di alimentazione degli sprinkler istallati negli ambienti. 4.6 Tipo di alimentazione idrica L alimentazione idrica è costituita da un serbatoio di accumulo di 1000 m 3 di volume, collegato alle pompe, e una riserva antoncendio di 500 m 3. Il serbatoio è a capacità completa con una capacità superiore al volume minimo richiesto dall impianto. Il serbatoio principale viene utilizzato non solo per l impianto antincendio ma anche per l alimentazione idrica dell impianto richiesta da tutte le utenze. Il serbatoio è in acciaio, di forma parallelepipeda con dimensioni: larghezza 20 m; profondità 10 m; altezza 5 m. poggiato su platea di ghiaia. 35

7 Il serbatoio è dotato di un indicatore di livello dell acqua leggibile dall esterno. Il serbatoio di riserva antincendio è di forma parallelepipeda con dimensioni: larghezza 10; profondità 10 m; altezza 5 m Portata Il volume minimo effettivo di acqua viene calcolato moltiplicando la portata massima richiesta per la durata specifica. La portata massima richiesta viene calcolata considerando 3 idranti in funzione più 18 sprinkler aperti all interno dell ambiente. La portata massima risulta pari a 0,03 m 3 /s, mentre la durata dell alimentazione è pari a 60 min. La volume richiesto in base a questo calcolo è di 2,2 m 3. L azienda dispone di un serbatoi di 1000 m 3 più uno di riserva antincendio di 500 m 3, sufficienti all alimentazione massima richiesta. Il serbatoio ha un volume disponibile molto superiore rispetto al volume massimo, perché viene utilizzato anche per l alimentazione idrica dell impianto e per le esigenze quotidiane. Il tempo di riempimento del serbatoio è minore di 36 h. L alimentazione idrica è di tipo combinato poiché deve alimentare non solo l impianto sprinkler ma anche gli idranti e i naspi necessari negli ambienti dove non è presente l impianto sprinkler e necessari come supporto all impianto antincendio. 4.7 Pompe La sala pompe è costituita da quattro pompe: 1 di rilancio; 1 elettropompa; 2 motopompe diesel. Ogni pompa è in grado di fornire più del 50% della portata richiesta alla pressione di 3 bar. 36

8 4.7.1 Locali per il gruppo di pompaggio Il gruppo di pompaggio è installato in un edificio separato con resistenza al fuoco superiore ai 60 min. Il locale del gruppo pompaggio è protetto dall impianto antincendio sprinkler, come richiesto dalla UNI EN La protezione sprinkler è fornita dal più vicino punto accessibile sul lato a valle della valvola di non ritorno posta sulla mandata della pompa mediante una valvola di intercettazione sussidiaria bloccata in posizione aperta, abbinato ad un flussostato conforme alla UNI EN , per fornire un indicazione visiva ed acustica del funzionamento degli sprinkler. Il dispositivo di allarme è installato in luogo presidiato dal personale addetto. Il locale pompe è mantenuto ad una temperatura maggiore di 10 gradi. Nel locale viene mantenuta ventilazione adeguata in conformità con le raccomandazioni del fornitore, dato che sono presenti pompe diesel. La temperatura dell acqua è mantenuta sotto i 40 C Valvole ed accessori Sulla tubazione di aspirazione delle pompe è posizionata una valvola di intercettazione, mentre sulla tubazione di mandata è posizionata una valvola di non ritorno e una valvola di intercettazione. Sono previsti dei dispositivi per assicurare un flusso continuo di acqua attraverso le pompe sufficiente a prevenire il surriscaldamento quando le pompe funzionano a mandata chiusa. I circuiti di raffreddamento del motore diesel utilizzano acqua propria. Le prese sulle pompe per i manometri di aspirazione e di mandata sono facilmente accessibili Condizioni di aspirazione Sono utilizzate pompe centrifughe ad asse orizzontale, installate sottobattente. Ogni pompa è collegata ad un dispositivo automatico di adescamento separato. Il serbatoio, la pompa e la tubazione di aspirazione sono tenute costantemente piene d acqua anche in presenza di perdite della valvola di fondo. 37

9 4.7.4 Caratteristiche della prestazione Le prestazioni delle pompe sono determinate in base alle portate necessarie all alimentazione degli sprinkler e all alimentazione degli idranti presenti sugli anelli principali. Per il calcolo della potenza richiesta dall impianto alle pompe si considerano in caso di incendio: 3 idranti in funzione; 18 sprinkler aperti (216 m 2 di area operativa). Per l impianto antincendio, si considerano 18 sprinkler in funzione dato che in caso di incendio non tutti gli ugelli dell ambiente entrano in funzione, ma solamente quelli che risentono dell aumento di temperatura. La portata necessaria per l impianto sprinkler (Q i ) viene determinata in base all estensione dell area operativa (216 m 2 ) e alla densità di scarica (5 l/min*m 2 ): Q i = 216 m 2 * 5 l/min*m 2 Q i = 1080 l/min = 0,018 m 3 /s Gli idranti scelti per l impianto sono UNI 70 DN80 con una pressione richiesta di 3 bar (30 mca) e una portata di 300 l/min l uno. Q id = 3 * 300 l/min = 900 l/min = 0,015 m 3 /s La portata totale richiesta alle pompe è: Q tot = 1980 l/min = 0,033 m 3 /s Si considera una coefficiente correttivo per la portata, K=1,1. La portata corretta è di: Q = Q tot * K = 2200 l/min = 0,0366 m 3 /s La potenza della pompa si calcola con la formula: P = g * H *Q La prevalenza necessaria è H è calcolata partendo dall idrante più distante dalla sala pompe. Su questo idrante deve essere assicurata un altezza piezometrica di 30 mca. La prevalenza della pompa risulta pari a 50 mca. La prevalenza 50 mca. La densità g=1000 Kg/m 3. La potenza richiesta risulta pari a P=30 kw. 38