Serbatoi di stoccaggio antincendio: installazione, standard e serbatoi con pannelli inossidabili

Perché sono necessari serbatoi di stoccaggio antincendio dedicati

I serbatoi antincendio forniscono una riserva d'acqua dedicata e garantita per sistemi di irrigazione automatici, reti di idranti, sistemi di soppressione della schiuma e naspi antincendio, indipendentemente dalla fornitura idrica municipale. Questa indipendenza è il requisito centrale che guida le loro specifiche: le autorità antincendio e gli assicuratori hanno bisogno della garanzia che l'intera portata di progetto sarà disponibile per l'intera durata del progetto, indipendentemente dalle fluttuazioni della pressione di alimentazione, dalle rotture dei tubi o dalla domanda simultanea di altri sistemi di costruzione.

In molte giurisdizioni, una riserva antincendio dedicata non è facoltativa. NFPA 22: Standard per serbatoi d'acqua per la protezione antincendio privata (Stati Uniti), Norma UNI EN 12845 (Europa) e gli standard nazionali equivalenti in Australia, Medio Oriente e Sud-Est asiatico impongono capacità minime dei serbatoi, requisiti di prestazione strutturale e configurazioni di riempimento e scarico come condizioni per l'approvazione del sistema antincendio. Un sistema che preleva dalla fornitura di acqua potabile senza un serbatoio di interruzione o una riserva dedicata in genere non supera questi test di conformità.

Oltre alla conformità, lo stoccaggio dedicato elimina il rischio che la domanda di soppressione degli incendi competa con l’uso dell’acqua domestica durante un’emergenza, uno scenario che ha contribuito a guasti del sistema di soppressione in incidenti di incendio documentati in cui l’infrastruttura di fornitura condivisa era sottodimensionata.

Protezione antincendio dei serbatoi di stoccaggio: dimensionamento della capacità e parametri di progettazione

Per dimensionare un serbatoio di stoccaggio antincendio è necessario calcolare il volume necessario per sostenere il sistema antincendio alla portata di progetto per l'intera durata richiesta, quindi aggiungere un margine per l'inefficienza del sistema, il riempimento dei tubi e le tolleranze dei tubi flessibili. Il calcolo è guidato dalla classificazione del pericolo dell'occupazione e dal tipo di sistema di soppressione.

Portata e durata

Un tipico sistema sprinkler per rischi leggeri ai sensi della norma EN 12845 richiede una portata di progetto nell'intervallo di 375–750 litri al minuto per una durata di 30-60 minuti, producendo un requisito minimo di stoccaggio di circa 11.000-45.000 litri prima di aggiungere l'efficienza della pompa e le quote dei tubi flessibili. Le occupazioni ordinarie e ad alto rischio vanno ben oltre questo limite: i grandi magazzini o i sistemi di irrigazione industriali specificano abitualmente serbatoi da 200.000 litri o più.

Laddove un sistema combinato di irrigatori e idranti attinge dallo stesso serbatoio, la portata consentita degli idranti – in genere 1.000–2.000 litri al minuto per 45–60 minuti secondo la maggior parte degli standard regionali – deve essere aggiunta alla domanda di irrigatori, non calcolata come alternativa. Questo approccio additivo spesso raddoppia il volume del serbatoio richiesto rispetto ai calcoli basati sui soli irrigatori.

Capacità utilizzabile vs. capacità totale

Quello del carro armato volume geometrico totale e il suo volume di riserva antincendio utilizzabile non sono la stessa cifra e fonderli è un errore di dimensionamento comune. I seguenti volumi devono essere contabilizzati e dedotti dalla capacità totale al momento della conferma della conformità:

• Volume morto: Il volume al di sotto del collegamento di uscita più basso, che non può essere estratto per gravità o aspirazione durante il normale funzionamento della pompa.
• Bordo libero: Il volume al di sopra del livello massimo dell'acqua, necessario per accogliere l'espansione termica e impedire il traboccamento durante il riempimento.
• Riserva nazionale condivisa: Laddove la riserva antincendio condivide un serbatoio con lo stoccaggio dell'acqua fredda domestica – consentito da alcuni standard con controlli appropriati – il volume domestico deve essere isolato ed escluso dal calcolo dell'incendio.

Requisiti relativi alla velocità di ricarica

La maggior parte degli standard richiedono che il serbatoio sia in grado di riempirsi completamente della riserva antincendio entro un periodo definito, di solito 24 ore secondo NFPA 22 e tra 4 e 36 ore nelle varie categorie di rischio EN 12845. La velocità di riempimento determina il foro minimo della valvola di ingresso e del collegamento di alimentazione. Una valvola a galleggiante a sfera o una valvola di riempimento ad azionamento elettrico dimensionata in base alle specifiche della velocità di riempimento deve essere confermata durante la progettazione idraulica e non presupposta dai componenti idraulici standard.

Installazione di serbatoi di contenimento antincendio: requisiti chiave

La corretta installazione dei serbatoi antincendio è fondamentale quanto il corretto dimensionamento. Un serbatoio che soddisfa le specifiche di volume ma è posizionato in modo errato, supportato in modo inadeguato o collegato in modo improprio al sistema di soppressione fallirà durante l'ispezione di messa in servizio o, peggio, durante un vero e proprio evento di incendio.

Posizione e supporto strutturale

I serbatoi antincendio sono installati al livello del suolo, sotto terra (cisterne sotterranee) o sopraelevati (serbatoi a gravità ad un'altezza sufficiente per generare la pressione del sistema richiesta senza pompa). Ogni località impone requisiti strutturali diversi:

• Serbatoi a livello del suolo deve essere installato su una base in cemento armato progettata per sostenere l'intero peso pieno d'acqua con un'area di supporto minima che impedisca cedimenti differenziali. Un serbatoio da 100.000 litri pesa circa 100 tonnellate quando è pieno: l'approvazione dell'ingegneria strutturale sulla base è obbligatoria, non facoltativa.
• Serbatoi rialzati richiedono una struttura di supporto (torre in acciaio o piedistallo in cemento armato) progettata per il carico statico dell'acqua, il carico del vento e le forze sismiche, ove applicabile. La struttura deve essere resistente al fuoco per evitare crolli durante l'evento di incendio che il serbatoio è destinato a sostenere.
• Cisterne sotterranee deve essere progettato per il sollevamento idrostatico completo quando è vuoto: un serbatoio sotterraneo vuoto in un sito con falda freatica alta galleggerà verso l'alto senza un adeguato ancoraggio o zavorra.

Configurazione di ingresso, uscita e troppopieno

I collegamenti delle tubazioni a un serbatoio antincendio devono essere conformi a configurazioni standard che impediscono la contaminazione incrociata con la fornitura potabile e garantiscono un funzionamento affidabile in condizioni di emergenza:

• Traferro sull'ingresso: Un traferro di tipo AA (l'ingresso che scarica al di sopra del livello massimo dell'acqua senza connessione sommersa) è il metodo standard di prevenzione del riflusso richiesto dalla maggior parte delle autorità idriche e dalle norme antincendio. Nessun disconnettore meccanico è accettato come sostituto nelle applicazioni di fornitura potabile.
• Presa fuoco dedicata: Il collegamento di aspirazione alla pompa antincendio deve essere posizionato in modo da estrarre l'acqua dal punto più basso utilizzabile, con un filtro per proteggere le giranti della pompa. Il tubo di scarico deve essere dotato di una valvola con un interruttore di monitoraggio di supervisione - aperto o chiuso - collegato al pannello di allarme antincendio in modo che la chiusura accidentale della valvola attivi un segnale di guasto immediato.
• Troppo pieno e scarico: Un troppopieno a passaggio totale al livello massimo dell'acqua, indirizzato verso un punto di scarico sicuro, previene il sovraccarico strutturale in caso di guasto della valvola di riempimento. Uno scarico inferiore separato con valvola di isolamento consente di svuotare il serbatoio per l'ispezione e la pulizia senza disturbare le tubazioni del sistema antincendio.
• Indicazione del livello e allarme di basso livello: Gli standard NFPA 22 ed EN 12845 richiedono un indicatore continuo del livello dell'acqua visibile dalla posizione del gruppo pompa e un allarme di basso livello collegato al pannello di allarme antincendio. Il setpoint di allarme di basso livello è generalmente posizionato su due terzi della riserva antincendio utilizzabile , attivandosi prima dell'esaurimento per consentire l'intervento.

Protezione dal gelo e dall'ambiente

Nei climi freddi, i serbatoi antincendio e le relative tubazioni devono essere protetti dal gelo: un serbatoio congelato equivale operativamente a nessun serbatoio durante un evento di incendio. La NFPA 22 richiede che i serbatoi soggetti a temperature di congelamento siano racchiusi in alloggiamenti riscaldati mantenuti a una temperatura superiore a 4°C o isolati secondo uno standard dimostrabilmente adeguato alla temperatura minima di progettazione del sito. I tubi di scarico e di ingresso esposti a spazi non riscaldati devono essere riscaldati e isolati indipendentemente dal rivestimento del serbatoio.

Serbatoi a pannelli in acciaio inox per la protezione antincendio

I serbatoi a pannelli in acciaio inossidabile rappresentano una soluzione ampiamente specifica per lo stoccaggio dell'acqua antincendio, combinando l'igiene e la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile con la flessibilità di assemblaggio in loco di un sistema modulare componibile. Sono particolarmente diffusi negli edifici commerciali, negli ospedali, negli aeroporti, nei data center e negli impianti industriali dove il serbatoio deve essere installato all'interno di una struttura esistente, dove la qualità dell'acqua potabile deve essere mantenuta insieme alla riserva antincendio o dove l'ambiente operativo è troppo corrosivo per l'acciaio al carbonio rivestito in resina epossidica.

Costruzione e qualità dei pannelli

I serbatoi a pannelli in acciaio inossidabile utilizzati nelle applicazioni di protezione antincendio sono generalmente realizzati in Grado 304 (1.4301) pannelli pressati e sagomati, imbullonati ad un telaio di supporto interno zincato a caldo o in acciaio inox. La pressatura del pannello introduce un profilo strutturale – solitamente una fossetta, un’ondulazione o una nervatura di rinforzo – che aumenta notevolmente la rigidità del pannello e la resistenza alla deformazione idrostatica senza aumentare lo spessore della lamiera oltre l’intervallo standard di 1,5–2,0 mm utilizzato nella maggior parte dei sistemi commerciali.

I pannelli di grado 316 sono specificati per installazioni in ambienti costieri o ad alto contenuto di cloruro, o dove la chimica dell'acqua (alto contenuto di solidi disciolti, dosaggio aggressivo di disinfezione o fonti di acqua riciclata) presenta un rischio di corrosione per vaiolatura pari al grado 304. Il sovrapprezzo per il grado 316 è di circa il 20-30% rispetto ai pannelli di grado 304 ed è generalmente giustificato per qualsiasi sito costiero entro 5 km di acqua salata o qualsiasi sistema che utilizza acqua riciclata clorata.

Giunzione e sigillatura

I giunti da pannello a pannello sono sigillati con guarnizioni EPDM per uso alimentare compresse da bulloni in acciaio inossidabile a intervalli di coppia definiti. Il materiale della guarnizione deve essere approvato WRAS (Regno Unito) o certificato NSF 61 (USA/internazionale) per il contatto con acqua potabile, un requisito che si applica ai serbatoi antincendio che condividono una riserva combinata potabile e antincendio, che è comune nelle installazioni commerciali più piccole. L'integrità del giunto viene testata idraulicamente durante la messa in servizio e le condizioni della guarnizione devono essere ispezionate almeno ogni cinque anni come parte del programma di manutenzione del serbatoio.

Vantaggi rispetto ai tipi di serbatoi alternativi per applicazioni antincendio

• Flessibilità di accesso: I pannelli passano attraverso porte standard da 800 mm e possono essere assemblati in locali tecnici, recinzioni su tetto e cisterne seminterrate dove non è possibile fornire serbatoi pre-saldati. Ciò rende i serbatoi a pannelli in acciaio inossidabile la scelta predefinita per la sostituzione dei serbatoi negli edifici occupati.
• Specifica esatta della capacità: I moduli del pannello con incrementi di 500 mm o 1.000 mm consentono di configurare il serbatoio sul volume preciso richiesto dal calcolo idraulico, evitando il sovradimensionamento che le navi prefabbricate impongono quando il volume richiesto rientra nelle dimensioni standard.
• Nessuna manutenzione del rivestimento interno: A differenza dei serbatoi in acciaio al carbonio con rivestimento epossidico, i serbatoi con pannelli in acciaio inossidabile non richiedono un rivestimento periodico, eliminando i costi di arresto del sistema, drenaggio del serbatoio, preparazione della superficie e ispezione che i serbatoi antincendio in acciaio al carbonio sostengono ogni 10-15 anni.
• Espandibilità: Se l'area protetta o la classificazione del pericolo cambiano ed è necessaria una riserva antincendio maggiore, i serbatoi con pannelli in acciaio inossidabile possono essere ampliati aggiungendo pannelli a un gruppo esistente: una modifica impossibile con un serbatoio saldato senza sostituzione completa.

Per le applicazioni di protezione antincendio, i serbatoi con pannelli in acciaio inossidabile vengono generalmente forniti con tutti gli attraversamenti forati in fabbrica e montati (ingresso, uscita, troppopieno, scarico, collegamenti del sensore di livello e passo d'uomo) secondo un programma specifico del progetto, riducendo i tempi di installazione in loco e il rischio che attraversamenti perforati sul campo compromettano l'integrità strutturale o la resistenza alla corrosione del pannello sui bordi tagliati.