Transcript Conceptos principales - Global Mechanical. Sistemas Contra
SISTEMAS CONTRA INCENDIO CONCEPTOS BASICOS
FUNDAMENTALS
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FUNDAMENTALS CONCEPTOS BASICOS: FIRE CONTROL
Limitar el tamaño del fuego por medio de una distribución de agua, deprimiendo o controlando el desprendimiento de calor y pre humedeciendo los combustibles adyacentes. En la medida de que este control sucede, se evitan los daños estructurales al edificio.
FIRE SUPPRESSION
Reduce en forma drástica y rápida el fuego y el desprendimiento de calor de los combustibles envueltos con la aplicación suficiente y directa de agua a la llama o a la superficie combustible, previniendo además el crecimiento.
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FUNDAMENTALS
CONCEPTOS BASICOS: Pregunta:
Porque entonces se diseñan sistemas de “Control” cuando los sistemas de “Supresión” minimizan el fuego y los daños por humos?
La respuesta es compleja: Un sistema de supresión requiere altos volúmenes de agua, incluyen tuberías mas grandes, equipos de bombeos de alta capacidad y están basados a unas circunstancias específicas de almacenamientos, alturas de edificios, entre otras cosas.
Por otro lado, los sistemas de condiciones de “Non-Storage” supresión AUN no se han desarrollado para
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FUNDAMENTALS
FIRE CONTROL VS FIRE SUPPRESION
Fire Control Fire Suppression Tiempo (seg) El fuego empieza a crecer hasta que el sistema empieza a operar.
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FUNDAMENTALS
AGUA
Antes de proceder a discutir la alternativa de
“Control”
o
“Supresión”
es importante revisar algunas propiedades fundamentales del agua como un
“agente extintor”.
El agua puede ser un agente extintor muy efectivo en la mayor parte de los
combustibles sólidos
, y puede afectar el suministro de oxígeno necesario para soportar la modificar los combustibles envueltos. Dependiendo de la “forma” en la aplicación de agua, es posible esperar una reducción del fuego en forma considerable y evitar combustión, puede daños mayores.
enfriar
la llama y puede 5
EL AGUA COMO AGENTE EXTINTOR
El proceso es el siguiente:
Hay una transeferencia de calor entre el fuego y el agua aplicada, en esta acción, cuando el agua empieza a ganar el calor desalojado por el fuego, el control o supresión de fuego: “empieza”. Cuando la ganancia de calor del agua es mayor que la producción de calor generado, entonces se “da” la extinción del fuego.
Entra mas pequeñas sean las gotas de agua que entran en contacto con el fuego, mas contundente es el intercambio de calor, porque esas gotas se evaporan mas rápido enfriando la llama, pero estas gotas NO penetran a la superficie del fuego. Las gotas de pequeñas no son efectivas en fuegos “Alto-Riesgo” debido a que pueden “caer” en rociadores adyacentes retrazando la acción de éstos.
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FUNDAMENTALS
EL AGUA COMO AGENTE EXTINTOR
Las gotas de agua que penetran hasta la superficie de que combustión son las están en un rango de 0.30 a 2.0 mm. Estos “rocíos” de agua son mas efectivos en fuegos de “Alto-Riesgo” Para estos casos hay rociadores especiales.
QUE CARACTERISTICAS ROCIADOR??
AFECTAN EL DESEMPEÑO DE UN
1. Sensibilidad Térmica 2. Temperatura de 3.
Operación Tamaño de Orificio 4. Orientacion de Montaje (deflector) 5.
Característica de su patrón de Mojado 6. Alguna otra Condición Especial.
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FUNDAMENTALS
PORQUE EXISTEN TANTOS TIPOS DE ROCIADORES
Basicamente porque existen diferentes condiciones de riesgo. Los fabricantes se están moviendo en la idea de que cada vez se operen menos rociadores para controlar o suprimir un fuego.
Ahora las zonas de diseño de rociadores van desde los 1,200 ft2, cuando hace varios años la zona de diseño mínima era de 5,000 ft2. esto hace que se desarrollen rociadores de diferentes tipos, orificios, orientación, etc., 8
TIPOS DE ROCIADORES
FUNDAMENTALS LARGE DROP??
Es un rociador que descarga gotas grandes de agua en forma directa sobre el fuego, desarrollado en los 70 ’s. Es un rociador diseñado en modo de “control” pero que no es de “supresión” a pesar de manejar gotas grandes de agua. Es característico ver los “dientes” mas espaciados en el deflector, lo que permite esas gotas grandes.
ESFR??
Desarrollado a fines de los 80’s por FM-Global. Unico rociador diseñado para suprimir fuegos.
Produce gotas grandes para penetrar en el fuego de manera rápida y temprana. Este rociador permite en algunos casos, evitar la utilizacion de rociadores intermedios en racks.
El rociador ESFR tiene una reglas de instalación muy específicas y críticas para su uen funcionamiento.
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION CLASIFICACION DEL RIESGO.
SIN DUDA ALGUNA no hay un concepto mas importante para un diseño de sistemas de rociadores que la apropiada CLASIFICACION DEL RIESGO.
El de RIESGO debe ser cuidadosamente determinado para definir el tipo protección adecuado y concluír con el diseño del suministro de agua ya sea para un sistema de control o supresión de fuego.
Cuando el RIESGO tener una mala no se ha identificado correctamente, podríamos selección de tuberías, rociadores, espaciamientos, bomba y tanque.
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION CLASIFICACION DEL RIESGO.
EXISTEN MUCHOS FACTORES que afectan la RIESGO … clasificación del
• • • • • • • • •
Combustibilidad del producto La cantidad de producto en el espacio El La volúmen de ese producto (HRR) La altura de almacenamientos La forma (geometría) del espacio ventilación que pueda existir Las actividades que se presentan El tipo de contrucción Etc.-
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION QUE DEBEMOS SABER O DEFINIR PARA TENER LA SEGURIDAD DE QUE EL SISTEMA TRABAJARA CORRECTAMENTE ?
:
• • • • • • • • • •
El flujo de agua necesario para combatir el fuego.
El número de rociadores que deberán abrir (densidad) El espaciamiento Definir el máximo entre rociadores.
área hidráulica remota Temperatura de operación del rociador Requerimientos de In-rack sprinklers?
Obstrucciones Gabientes interiores y/o hidrantes exteriores Reserva de agua contraincendio Rociadores especiales?
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION OCCUPANCY CLASSIFICATION?
COMMODITY CLASSIFICATION?
NFPA menciona que la clasificación por “ocupación” está definida por la OPERACION que tiene el edificio, en donde se evalúa área por área, las diferentes operaciones con la cantidad de combustibilidad (HRR) que tienen sus elementos. Tomando en cuenta la geometría y ventilación y finalmente la interacción que puede resultar entre la descarga de agua de un rociador en los elementos combustibles.
La clasificación por “Contenidos” se refiere a los materiales que se almacenan en el espacio, y tienen que ver con todos los factores que afectan su estabilidad en caso de fuego. Se analizan por formas de almacenamiento material, (racks, pallets, apilados), combinación de varios materiales, etc.
geometria, tipo de
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
OWNER’S INFORMATION CERTIFICATE
Existe una guía llamada “ OWNER’S INFORMATION CERTIFICATE ” en donde se especifica lo siguiente: 1. Tipo de Construcción.
2. Ocupaciones especiales?
marinas, plantas de Hangares, generación, etc.
aeropuertos, terminales
3. Materiales especiales que se manejan?
Combustibles líquidos aerosoles, nitratos filmicos, piroxilinas, gases comprimidos, pallets vacios, etc.
4. Operaciones especiales?
Cocinas, solventes, pinturas, incineradores, etc.
5. Se manejan almacenes temporales en zonas de producción mayores a 12Ft ?
6. Existen almacenamientos?
Materiales, tipos, alturas, etc.
Despues de llenar el formulario, se procede a evaluar el tipo de Riesgo.
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
OCCUPANCY CLASSIFICATION
OCCUPANCY CLASSIFICATION :
•
LIGHT HAZARD
•
ORDINAY HAZARD GROUP-1
•
ORDINARY HAZARD GROUP-2
•
EXTRA ORDINARY HAZARD GROUP-1
•
EXTRA ORDINARY HAZARD GROUP-2
•
MIXED OCCUPANCIES
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GRAFICA / DENSIDADES HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
COMMODITY CLASSIFICATION
La clasificación de contenidos viene referenciada en Capítulo-12 “General Requirements for Storage”.
NFPA-13 en el Se mencionan 7 tipos de clasificación de “contenidos”
• • • • • • •
Clase I Clase II Clase III Clase IV Plasticos Grupo A Plasticos Grupo B Plasticos Grupo C
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
COMMODITY CLASSIFICATION
Aunque existen estas 7 clasificaciones, solo hay 5 (cinco) sets de requerimientos de rociadores para proteger estos almacenamientos y que están descritas en el Capítulo mencionado.
Los diferentes requerimientos de protección de contenidos, tienen referencias en las siguientes condiciones: El material que será almacenado La frecuencia de ese almacenamiento La altura y el arreglo de esos materiales El espacio entre la parte alta de ese almacén y la cubierta del edificio La clasificación esta basada primariamente en el tipo y cantidad de material almacenado y en el tipo o el producto en el que se “empaca”
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
COMMODITY CLASSIFICATION
GRAFICA DE DENSIDADES COMMODITIES CLASE I A CLASE IV:
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
ENCAPSULACION
Encapsulación?
Un tema relevante dentro de la clasificación de riesgo es el tipo de “EMPAQUE”, el cual según NFPA es lo que se define como el “Método de empacar” que consiste en hojas de plástico completamente cerradas a los lados y en la parte de arriba de una tarima que contiene materiales combustibles o paquetes de materiales combustibles.
Bandas o envolturas plásticas alrededor de materiales no se considera una “encapsulación”. Tampoco cuando un empaque contiene agujeros que exceden el 50% del área de la cubierta, no se considera como “encapsulado”.
La la encapsulación afecta el diseño de los rociadores pero NO afecta clasificación del “commodity”.
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HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
CLASIFICACIONES DUDOSAS
Clasificaciones Dudosas??
Cuando hay presencia de resinas, o barnices, o plásticos que son tratados con aditivos o quizá algunos muebles de madera que contienen cierta cantidad de plástico, hace dificil clasificarla a detalle.
El calor de combustión de combustibles ordinarios como papel o madera alcanzan calores de 6,000 a 8,000 btu/lb, en cambio los plásticos varía entre 12,000 y 20,000 btu/lb.
Cuando haya duda, podemos hacer dos cosas: Enviar una muestra a un laboratorio o bien clasificarla con el riesgo máximo.
Un tema similar son las Ocupaciones Mixtas, en estos casos se deberá tomar el riesgo mayor.
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SISTEMAS AUTOMATICOS DE ROCIADORES
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
INTRODUCCION
EL PRIMER DOCUMENTO Emitido por NFPA fué en 1896, se titulaba: “Rules and Regulations of the National Board of Fire Underwriters for Sprinkler Equipments, Automatic and Open Systems as Recommended by the national Fire Protection Association”.
Esta publicación evolucionó convirtiendose en lo que hoy en día se le conoce como NFPA-13
“Standard for the Installation of Sprinkler Systems”.
Los fundamentos principales siguen permaneciendo en estos últimos 100 años, lo que ha cambiado son las adaptaciones a los criterios de diseño debido a los avances de la tecnología contra fuego.
Otro concepto que esta siendo desarrollado son las
spray protection” ,
tecnologías de
“foam extinguishing agents and systems” “water mist suppression system” y “water últimamente
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
INTRODUCCION
NFPA pero NO tiene una definición específica para el concepto de SI tiene definiciones para los distintos tipos de sprinklers.
“sprinkler”
Aunque básicamente un descargar agua sobre una
sprinkler
es un dispositivo diseñado para área específica y es activado cuando el fuego genera la cantidad suficiente de calor para abrirse.
El utilizar “elementos o filamentos térmicos” ya sea metálicos o de bulbo de cristal , es un concepto que data de fines de 1860 y es hasta 1875 cuando el concepto “Automático” es aceptado.
Hasta 1978 la estadística mostraba que un fuego era contenido, controlado o suprimido con máximo 4 sprinklers operando con una efectividad del 65%.
Hoy en dia hasta el 85% de los fuegos son controlados por máximo 2 sprinklers.
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA DE SPRINKLERS:
Es un combinación de un sistema de tuberías (subterráneas y/o superficiales) que se encuentran instaladas (o no) alrededor de un edificio.
La tubería se encuentra presurizada con agua para ser utilizada contra fuego, la cual es suministrada por una fuente suficiente en presión gasto y adecuada para decargar por los dispositivos que estan en contacto con la superficie a proteger.
Tipos de sistemas:
• • • •
Húmedo Seco Pre Acción Diluvio.
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA HUMEDO Común Económico Simple Menor Mantenimiento
En un sistema sistema de húmedo, los sprinklers están conectados a un tuberías conteniendo agua y este sistema a su vez se alimenta de una fuente de suministro de agua confiable y suficiente para operar a las condiciones requeridas, lo que permite una descarga de agua en el momento en que un sprinkler se abre.
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA HUMEDO
El sistema humedo es el mas simple y mas comun dentro del los sistemas de sprinklers.
Son mayormente utilizados en fabricas, bodegas, oficinas donde el potencial para congelamiento no existe.
Un sistema de tuberias humedo puede emplear una valvula de retencion junto con un indicador de flujo y alarma electrica, o bien, para para instalaciones que requieran alarma mecanica.
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA
SECO
• • • •
CARACTERISTICAS: Proteger areas Mayor frías Mayor costo de Mantenimiento instalación periódico alto (relativo a wet-pipe) limitación en Area de Diseño En un sistema seco, los sprinklers están conectados a un sistema de tuberías conteniendo aire o gas inerte a presión hasta el punto de válvula (Riser) donde, este sistema a su vez se alimenta de una fuente de suministro de agua confiable y suficiente para operar a las condiciones requeridas
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA
SECO Los sistemas SECOS son frecuentemente utilizados en áreas sujetas a temperaturas de congelamiento tales como de refrigeración y carga.
áreas La operación del sistema es similar a los sistemas húmedos, excepto porque el sistema de tuberías esta cargado con aire o nitrógeno en lugar de agua.
El sistema esta completamente diseñado de manera tal que su mantenimiento sea rápido y fácil y a su vez, que rara vez se requiera .
Todos los componentes sistema son de del
conexión rápida
(fast-acting), de uso rudo y durables suficientes para proveer años de operación confiable.
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA PRE-ACCION
En este sistema los sprinklers se instalan en una tuberia sometidada a presion (no necesariamente) la cual tiene un sistema suplementario de deteccion instalado en la misma zona que los sprinklers.
SINGLE INTERLOCK NON-INTERLOCK DOUBLE INTERLOCK
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA PRE-ACCION
Los sistemas de pre acción son mayormente utilizados para casos de descarga de agua acelerar accidental la o acción para de grandes sistemas SECOS .
Instalaciones comunes incluyen computo, control, congeladores.
cuartos cuartos bibliotecas de de y
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA DILUVIO
En este sistema los sprinklers son abiertos y el flujo de agua se controla por medios electricos/hidraulicos en la valvula del riser que cuando opera se distribuye por todo el sistema SPRINKLES ABIERTOS SISTEMA SUPERVISADO CONTROL MANUAL
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SISTEMA DILUVIO
Los sistems de diluvio proveen un rapido y total humedecimiento de las areas protegidas y son frecuentemente utilizados en areas de extra-riesgo tales como hangares
aereos, plantas de generacion electrica y plantas petroquimicas.
Los sistemas de diluvio pueden incluir sistemas manuales, neumaticos hidraulicos y cualquier tipo de electricos.
sistemas de relevacion
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
LINEAMIENTOS PARA INSTALAR SPRINKLERS
1. SOLO SE PERMITE INSTALAR SPRINKLERS NUEVOS.
2. NO SE PERMITE RAYAR/PINTAR SPRINKLERS 3. LA DISTANCIA MENOS DE 18 ” DEL SPRINKLER A UN ALMACENAMIENTO DEBE SER AL O DE 36 ” CUANDO SE TRATE DE
ESFR
O
LARGE-DROP
4. EL DEFLECTOR DEL SPRINKLER PARALELAMENTE A LA CUBIERTA DEBE ESTAR ORIENTADO 5. LA COVERTURA MAXIMA DE UN SPRINKLER ESPECIAL DEBE SER DE 400-SQ.FT
. (EXTENDED COVERAGE) 6. PARA ZONAS GENERALES (OCUPACION) UTILICE SPRINKLER DE TEMPERATURA INTERMEDIA 7. PARA ALMACENAMIENTOS DE TEMPERATURA O EXTRA-HAZZARD INTERMEDIA O ALTA.
UTILICE SPRINKLERS
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
POSICIONES DE SPRINKLERS
LA POSICION DE LOS SPRINKLERS ESTA DETERMINADA POR LA DISTANCIA DEL DEFLECTOR A LA CUBIERTA.
PARA CONSTRUCCIONES INSTALARLO SIN OBSTRUCCIONES 12 ”MAX DEBAJO DE CUBIERTA SE RECOMIENDA PARA CONSTRUCCIONES CON OBSTRUCCIONES SE RECOMIENDA INSTALARLOS ENTRE DE CUALQUIER TIPO, 1 ” Y 6” DEBAJO DE LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES O BIEN HASTA 22 ” MAXIMO DEBAJO DE CUBIERTA.
(CHECAR EXCEPCIONES)
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS DE LOS SPRINKLERS DEFINEN SU HABILIDAD PARA CONTROLAR O EXTINGUIR UN FUEGO:
•
SENSIBILIDAD TERMICA (RESPUESTA)
•
TEMPERATURA DE APERTURA
•
TAMAÑO DE ORIFICIO
•
ORIENTACION
•
CARACTERISTICAS ESPECIALES
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
OBSTRUCCION DE SPRINKLERS
LA FUNCION PRIMARIA DE UN SPRINKLER ES EL SUMINISTRAR UN ROCIO DE AGUA A CIERTAS CARACTERISTICAS DE RADIO DE COVERTURA ESPECIFICA.
FLUJO/PRESION EN UN CUALQUIER DESARROLLO OBSTRUCCION DEFICIENTE EN Y SU CONTROLAR/SUPRIMIR EL INCENDIO OPERACION LIMITA SU RESULTA HABILIDAD EN UN PARA VERIFICAR NFPA-13 CAPITULO # 8 PARA DETERMINAR LAS DISTANCIAS Y CLAROS MINIMOS EN LA UBICACION DE LOS SPRINKLERS RESPECTO A OBSTRUCCIONES QUE PUEDAN LIMITAR SU OPERACION CON
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
ESPACIAMIENTO DE SPRINKLERS
TYPE OF CONSTN LIGHT HAZARD AREA SQ.FT.
SPACING FT ORDINARY HAZARD AREA SQ.FT.
SPACING FT EXTRA HAZARD AREA SQ.FT.
SPACING FT HIGH PILED STORAGE AREA SQ.FT.
SPACING FT Non-Combustible obstructed and unobstructed and Combustible unobstructed 225 15 130 15 100 12 100 12 Combustible obstructed 168 15 130 15 100 12 100 12
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS CARACTERISTICAS TIPICAS DE SPRINKLERS
K-FACTOR RANGE US Units
1.3 – 1.5
1.8 – 2.0
2.6 – 2.9
4.0 – 4.4
5.3 – 5.8
7.4 – 8.2
11.0 – 11.5
13.5 – 14.5
16.0 – 17.6
18.6 – 20.6
21.3 –23.5
23.9 –26.5
26.6 – 29.4
METRIC Units
1.9 – 2.2
2.6 – 2.9
3.8 – 4.2
5.9 – 6.4
7.6 – 8.4
10.7 –11.8
15.9 –16.6
19.5 – 20.9
23.1 – 25.4
27.2 – 30.1
31.1 – 34.3
34.9 –38.7
38.9 – 43.0
NOMINAL “K” FACTOR
1.4
1.9
2.8
4.2
5.6
8.0
11.2
14.0
16.8
19.6
22.4
25.2
28.0
25 33.3
50 75 100 140 200 250 300 350 400 450 500
% OF NOMINAL AT ½”DIAM 5.6 K-FACTOR THREAD TYPE INCHES NPT
½” ½” ½” ½” ½” ½” & ¾” ½” & ¾” ¾” ¾” 1” 1” 1” 1”
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
TEMPERATURAS TIPICAS DE SPRINKLERS
MAXIMUM CEILING TEMPERATURE °F °C TEMPERATURE RATING °F °C 100 150 225 300 375 475 625 38 66 107 149 191 246 329 TEMP.
CLASSIF.
FRAME COLOR BULB COLOR 135 170 175 225 250 300 325 375 400 475 500 575 650 57-77 ORDINARY BLACK OR N/C 79-107 121 149 163 191 204 246 260 302 343 INTERMEDIATE HIGH EXTRA HIGH VERY EXTRA HIGH ULTRA HIGH ULTRA HIGH WHITE BLUE RED GREEN ORANGE ORANGE ORANGE OR RED YELLOW OR GREEN BLUE PURPLE BLACK BLACK BLACK
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS SPRINKLERS DEFINIDOS POR SU DESEMPEÑO
•
SPRAY STANDARD
•
OLD STYLE/CONVENTIONAL
•
FAST RESPONSE
•
RESIDENTIAL
•
EXTENDED COVERAGE
•
QUICK RESPONSE (QR)
•
QUICK RESPONSE EXTENDED COVERAGE (QREC)
•
LARGE DROP
•
EARLY SUPPRESION FAST RESPONSE (ESFR)
•
OPEN SPRINKLERS
•
NOZZLES
•
SPECIAL SPRINKLERS
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SPRINKLERS DEFINIDOS POR SU ORIENTACION
•
CONCEALED
•
FLUSH
•
RECESSED
•
SIDEWALL
•
VERTICAL
•
HORIZONTAL
•
CONCEALED
•
RECESSED
•
PENDENT
•
UPRIGHT
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
SPRINKLERS DEFINIDOS POR SU APLICACION ESPECIAL
•
CORROSION RESISTANT
•
DRY
•
INTERMEDIATE LEVEL / RACK STORAGE
•
ORNAMENTAL/DECORATIVE
•
RECESSED
•
CONCEALED
•
FLUSH
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AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
PATRON DE MOJADO TIPICO UPRIGTH SPRINKLER
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SUMINISTRO DE AGUA Y CALCULOS
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS
INTRODUCCION
El suministro de agua para la lucha contra incendio es un tema primordial.
A principios de 1800 las tuberias en la ciudad eran de madera, y se utilizaban “tapones” reservados para la protección contra incendio. Estos tapones estaban localizados a lo largo de esas tuberías rudimentarias. Estos métodos por supuesto no eran los mejores, pero era lo mas aproximado a lo que hoy en día son los circuitos subterráneos de protección contra incendio.
A través del tiempo las canalizaciones de redes contra incendio se han ido modernizando para entregar agua en el flujo requerido y a la presión requerida.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS El suministro de agua en condiciones adecuadas puede ser realizado en diferentes formas:
•
Un sistema de sprinklers alimentado de una red municipal
•
Un sistema de sprinklers alimentado de una red especial compartida con otros usuarios y para uso exclusivo de sistema contra incendio.
•
Un sistema de sprinklers alimentado de una red autónoma.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Cuando se tiene evaluada la forma del evaluar la capacidad de ese suministro.
“suministro de agua”, se tiene que Un tema es la disponibilidad del suministro de agua y otro es la demanda requerida por el sistema de sprinklers.
• •
Los métodos para determinar el suministro de agua son: Prueba de flujo Gráfica matemática (basado en una medición)
•
La selección apropiada del suministro de agua para poder combatir un fuego, es un tema primario.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS
• • •
Cuando se cuenta con una reserva de agua y un equipo de bombeo tenemos la mitad de la información requerida para saber si ese suministro es el adecuado.
La otra mitad de la requerida de agua y hacer una gráfica si el sistema disponible es el adecuado. Es decir finalmente esto nos dirá si el equipo de bombeo es el adecuado y si el información es tratar de determinar la demanda volúmen del tanque es el requerido.
Para determinar la segunda parte de este tema, la siguiente necesaria: información es Flujo requerido para controlar o suprimir el incendio La presión requerida para manejar el flujo El tiempo requerido para manejar flujo y fuego.
presión hasta extinguir el
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Cuando se tiene esta de las dos partes y información podemos estimar y comparar los valores concluír su eficiencia.
El primer paso es determinar el tipo de sistema a evaluar.
•
Húmedo, seco, pre-accion, diluvio?
•
Sprinklers de respuesta estandar? Quick Response?
•
Tipo de riesgo?
Vamos a realizar un ejercicio típico.
50
WATER SUPPLY & CALCULATIONS Requerimos un sistema de fuego que puede darse en una protección contra incendio para controlar un clasificación de riesgo tipo Ordinario Tipo-2.
Según la tabla de que un punto de diseño de 2,000 ft2.
NFPA -13 Figura 11.2.3.1.1
“Density/Area Curves” tenemos diseño puede ser 0.20 gpm/ft2 sobre una superficie de Sistema Tipo Húmedo.
Utilizando un sprinkler K-5.60.
Según la Tabla # 8.6.2.2.1 (b) “Protection Areas and Maximum Spacing for ordinary Hazard”, tenemos que un sprinkler puede proteger hasta 130-ft2.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Determinamos ahora el numero total de sprinklers para ser calculados en esa superficio de 2,000 ft2.
# Sprinklers = Superficie / Cobertura por sprinklers = 2,000 / 130 => 15.4
16 Sprinklers.
El flujo requerido de agua en un mundo ideal (sin considerar la resistencia o pérdidas de presión debidas a características de fricción en tuberías) puede ser considerada con la siguiente relación: Qm = d x S Qm = Flujo en GPM d S = Densidad (0.20) = Superficie (2,000)
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Qm = 0.20 gpm/ft2 x 2,000 ft2 Qm = 400 gpm Si consideramos un factor que varía entre el 15 y el 25% de perdidas de presión en la tubería, tendríamos la siguiente relación.
ETF = Qs x N x F + “ Hose Allowance” El término “Hose Allowance” viene definido en diferentes condiciones 11.2.3.1.2
podríamos utilizar la regla general de la Tabla # “Hose Stream Allowance” que dice que para un riesgo ordinario requerimos 250 gpm adicionales. Este NFPA -13 y de acuerdo a término tiene que ver con un flujo de agua adicional que puede ser requerido en forma MANUAL en el combate al incendio. Gabinetes de manguera o hidrantes exteriores pueden ser utilizados en este propósito.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS ETF = Qs x N x F + “Hose Allowance” ETF = Flujo estimado total, en gpm Qs = Flujo Ideal en gpm por cada sprinkler N = Número de sprinklers a calcular F = Factor de fricción (utilizaremos un 20%) HA = 250 gpm La demanda de agua por sprinkler puede ser determinado con: Qs = K√P K = 5.60 (Factor del sprinkler) P = Presión mínima de operación del sprinkler remoto.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS La presión mínima de operación del sprinkler definida por NFPA = 7-psi.
utilizando este valor tendriamos: Qs = K√P
Qs = 5.60
√7 Qs = 14.82 gpm Si el alcance de cada rociador es de 130-ft2 como definimos anteriormente, entonces tendríamos una densidad de : d = Qs/Ss = 14.82/130 => 0.11 gpm/ft2 Lo cual es menor a nuestro requerimiento de una densidad de 0.20.
En este caso tendríamos que hacer una reversión para encontrar el flujo por rociador, la cual la podemos conocer por:
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Qs = d x Ss = 0.20gpm/ft2 x 130 ft2 = 26 gpm requeridos en cada rociador.
aplicando este valor a la fórmula anterior, tenemos: Qs = K√P, despejando la presión….
P = 21.6 psi Entonces finalmente tenemos que: ETF = Qs x N x F + “Hose Allowance” ETF = 26gpm x 16 Sprinklers x 1.20 + 250 gpm ETF = 794.20 gpm
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS El Volúmen de agua requerido vendría a ser calculado en base a la Tabla # 11.3.1.2
“Water Supply Duration” de NFPA-13 que dice que para un riesgo ordinario tipo-2 se requiere un rango de 60 a 90 minutos de duración de agua.
En este caso: Vol = ETF x 60 => 749.2 gpm x 60m => 44,952 Galones de Agua.
Con el flujo de agua requerido, el paso siguiente es determinar la requerida en el “suministro de agua” presión Ya definimos antes que la 21.60 psi presión requerida en el sprinkler REMOTO es de
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS El siguiente paso es definir la pérdida de presión definida por la diferencia de altura.
Si consideramos que el suministro de agua se realiza a 1-ft del nivel de piso y la altura del sprinkler es de 30-ft, tendremos una diferencia de altura de 29ft (valor “h”) Pe = 0.433 psi/ft x h = 0.433 x 29 Pe = 12.47 psi PERDIDAS DE FRICCION.
Aunque consideramos un 20% de pérdidas de fricción, una relación de 0.15
psi/ft por la la longitud de tuberia + longitud equivalente es un dato nominal (llamado “regla del dedo gordo”)
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Si tuvieramos el plano del sistema propuesto, y sabemos que desde el punto de suministro de agua al sprinkler hay un cabezal de 100ft de tubo de 4 ”diam + una longitud equivalente de 60ft en accesorios tales como codos, tee’s y válvulas, tendriamos: Pf = (100 + 60) x 0.15 => 24-psi La longitud equivalente es dimensionada en la tabla #22.4.3.1.1 de NFPA-13.
Entonces: EPD = Ps + Pe + Pf = 21.60 + 12.47 + 24 => 58.07-Psi
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Con estos dos datos podemos concluír que el requerimiento de agua para el sistema propuesto es de: 749.20 gpm @ 58.07 Psi.
Este es el dato que debemos revisar con el “suministro de agua” Este es el dato que debemos confrontar con el equipo de bombeo disponible.
Al hacer esta confrontacion de “Requerido Vs. Disponible” se presupone un colchón de presión de al menos 10-psi o el 10% de esta diferencia de presión (la que sea mayor) entre la presión disponible y la presión requerida. Con la idea de que en campo el sistema de tuberías pueda sufrir algún cambio.
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Definitivamente este cálculo es una determinación rápida y con un rango de error posible, pero es una herramienta que nos permite revisar en forma muy rápida los requerimientos de un sistema de protección contra fuego.
( Actualmente existen programas que calculan por medio de iteraciones basadas en la fórmula de Hazen-Williams), todos los flujos en tuberías que toman en cuenta sprinklers diámetros exactos, accesorios, elevaciones, factor K, específicos calcular y tipos de materiales para evaluar los requerimientos de agua y con los datos del gráfica de disponibilidad Vs requerimientos.
“source water”
nos hace una
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Esta es la carátula típica de una hoja de cálculo
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Resúmen del cálculo Hidráulico
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WATER SUPPLY & CALCULATIONS Gráfica del Sistema
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EQUIPOS DE BOMBEO
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Fire Pumps Los equipos de Bombeo para Proteccion Contra Incendio revisados de acuerdo al for Fire Protection”.
deben ser código NFPA-20 “Installation of Stationary Pumps Un Punto primordial a revisar es que bajo cualquier arreglo de tuberías., el nivel de agua disponible DEBE llegar al ojo del impulsor en forma natural (sin cargas negativas de succión).
NFPA NO contempla arreglos de bombeo donde la bomba de la fuente primaria de abastecimiento.
“succione” agua Bajo este supuesto tenemos los siguientes equipos disponibles:
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Tipos de Bombas Contra Incendio
• En Línea • Succión al Extremo • Carcaza Partida • Turbina Vertical
Fire Pumps
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Bomba En Línea
Capacidades hasta 1,500 GPM.
Ofrecen ahorro de espacio, montaje “En Línea” con la tubería de succión y descarga. El elemento rotativo se puede remover sin afectar la tubería de succión y descarga.
Excelente en aplicaciones de remplazo donde no se tiene suficiente espacio en el cuatro de bombas.
Fire Pumps
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Fire Pumps
Bomba Con Succión al Extremo (End Suction)
Generalmente listadas hasta 1,000 GPM, están en desarrollo para listarse hasta 1500 GPM.
La bomba tiene descarga vertical superior, el peso de la tubería de descarga se centra en la caja de la bomba.
Esta bomba tiene facilidad de mantenimiento por la parte posterior si mover las tuberías. Disponibles con accionador eléctrico y diesel.
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Bomba de Carcaza Partida (Split Case)
La bomba de carcaza partida está dividida horizontalmente con respecto al centro de línea del eje de la bomba.
Disponible en flujos desde 100 GPM hasta 5000 GPM , con presiones hasta de 640 PSI con el modelo de dos pasos Serie 8200.
Puedes suministrarse con rotación CW o CCW con accionador eléctrico o diesel.
Fire Pumps
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Bomba Tipo Turbina Vertical
Las bombas de Turbina Vertical son listadas por U.L. y aprobadas por F.M. Desde 250 GPM hasta 5000 GPM.
NFPA #20 estipula que no se puede usar una bomba horizontal cuando se tiene un nivel de agua inferior al nivel del impulsor (suction lift).
Hay disponibilidad con accionador Eléctrico y Diesel.
Consultar a fabrica para aplicaciones con agua salada o columnas mayores de 50’ de longitud.
Fire Pumps
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Fire Pumps
Bomba Jockey ( Para Mantenimiento de Presión)
• Mantener la red presurizada • No es para atacar incendios • Capacidad suficiente solos para reponer fugas y recuperar la presión en la red • No es un equipo listado • Operación automática 72
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Criterio de Comportamiento
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Fire Pumps
Cuarto Tipico de Bombas
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Conexiones Tipicas
Fire Pumps
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Fire Pumps
Prueba de Equipos de Bombeo
Se realizará de Acuerdo a los Lineamientos del Fabricante
El equipo debe Probarse Como MINIMO 6 veces en Automático y 6 veces en forma Manual.
El Motor Diesel debe estar encendido al menos 45-seg. Un Motor Electrico requiere 5 minutos.
La prueba se dividirá entre ambos bancos de baterías.
Se debe llenar el Reporte Correspondiente.
Se deben establecer los Parámetros de Arranque y Paro.
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Water Tanks
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Water Tanks
Tanques de Almacenamiento
Diseño para todos los codigos y estándares de ingeniería nacional relevantes como se solicita:
AWWA D103-97, NFPA-22 (1998), Factory Mutual, API 12B, ASCE, UBC, SBC, BOCA, diseño estándar Columbian Diseño para cualquier zona sismica,vientos extremos, peso de cubiertas y para futura expanción Tamaños estándares de 4,000 galones a 2.4 millones de galones Diseños de Cimentacion disponible
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Water Tanks
Materiales de Fabricación
Acero al carbón para ASTM A570 grado 33 para hoja o ASTM A36 para plato y formas estructurales
El estándar Típico:
Cubierta: calibre 12
Base/fondo: calibre 10 o 12 Paredes laterales: desde calibre 12 hasta 5/16”
Disponible en Acero Inoxidable
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Water Tanks
Materiales de Fabricación
Tornillos y Tuercas
Tornillos y Tuercas galvanizadas (hot deeped) de 1/2” Tornillos Poly-Capped en cubiertas y paredes laterales en tanques epoxicos Tuercas encapsuladas opcionales para la base/fondo y cubierta interior Respaldo de neopreno en arandelas de Acero en la base/fondo y conecciones de tornillos en pared lateral Sellantes y Empaques
Los empaques estándar son construidos de EPDM
Empaques con forma especial son usados al super-ponerse Empaques disponibles de diseño especial para aplicaciones severas Cantidad limitada de sellador (para uniones de dos empaques)
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Water Tanks
Componentes y Accesorios
Domo central con ventilación tipo hongo Entrada Hombre (Registro) cuadrado con cubierta de 24” Dren de flujo para limpieza de 24”x46” Tornilleria ancha si se requiere o solicita Escalera exterior galvanizada OSHA con canastilla de seguridad,el resto de la plataforma y ascenso como se requiera o solicite Escalera interior montada en pared Ascenso con sistema de seguridad Pasamanos perimetral Indicador de nivel de liquidos
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Water Tanks
Recubrimientos
El interior y los 2 lados de la base/fondo reciben 2 aplicaciones de Trico Bond 478 Trico –Bond 478 es un Amino epoxica Curado térmico,en suspension líquida Trico-Bond 478 es NFS aprobado para agua potable El promedio total de grosor seco de la capa es 5.0 mils
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Conexiones Comunes
Water Tanks
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Global Mechanical
MANTENIMIENTO PROGRAMADO DE SISTEMAS CONTRAINCENDIO
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Global Mechanical
Sistemas de Bombeo
Sistema de Rociadores
Valvulas y Conexiones
Loops Privados del Sistema de Distribución
Tanques de Agua
Sistemas Especiales
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Global Mechanical ES UNA GUIA VITAL DEL FUNCIONAMIENTO, OPERACION Y MANTENIMIENTO PROGRAMADO DE LOS SISTEMAS Y SUS COMPONENTES SUMINISTRANDO PASO-POR-PASO UN PROCEDIMIENTO EFECTIVO PARA SU DESEMPEÑO OPORTUNO.
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Global Mechanical
ES NECESARIO EVALUAR EL SISTEMA COMPLETO CONFORME A LAS RECOMENDACIONES DE NFPA 25 RESPECTO A TODOS LOS COMPONENETES DEL SISTEMA INTEGRAL CONTRAINCENDIO, DESDE LA FUENTE DE SUMINISTRO DE AGUA, EL EQUIPO DE BOMBEO, LA RED PRIVADA CONTRAINCENDIO, HIDRANTES, SPRINKLERS, GABINETES, ALARMAS, SISTEMAS ESPECIALES, ETC.
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Global Mechanical
SEMANAL EN TEMPERATURAS ALTAS CHECAR QUE EL CALOR DENTRO DEL CUARTO DE BOMBAS ESTE DENTRO DEL LIMITE OPERACIONAL DEL EQUIPO DE BOMBEO.
CHECAR VISUALMENTE EL SISTEMA DE BOMBEO PARA ASEGURARSE QUE TODO EL CONJUNTO INCLUIDAS LAS TUBERIAS PAREZCAN EN CONDICIONES DE OPERACION.
VERIFICAR LOS INDICADORES DE PRESION Y LOS CONTROLADORES EN MODO AUTOMATICO.
VERIFICAR VALVULAS EN ESTADO ABIERTO VERIFICAR QUE LA VALVULA DEL CABEZAL DE PRUEBAS O MEDIDOR DE FLUJO ESTE EN ESTADO CERRADO INTEGRIDAD DE LOS SPRINKLERS DENTRO DEL CUARTO DE BOMBAS VERIFICAR ANCLAJES Y SOPORTERIAS.
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Global Mechanical
SEMANAL VERIFICAR LA BOMBA EN OPERACION CHECAR EMPAQUES EN BUEN ESTADO Y EL SISTEMA DE ENFRIAMEINTO VERIFICAR OPERACION DE INDICADORES DE PRESION VERIFICAR LA VELOCIDAD DEL GOVERNADOR O RPM DEL MOTOR ELECTRICO VERIFICAR AMPERAJES/VOLTAJES (MOTOR ELECTRICO) VERIFICAR EL TIMER DEL CONTROLADOR Y SU GRAFICA RESPECTIVA VERIFICAR QUE LAS ALARMAS DE LOS CONTROLADORES SE ENCUENTREN EN ESTADO CORRECTO Y FUNCIONAL.
ANUALMENTE MISMA RUTINA SEMANAL + CONDUCIR UNA PRUEBA DE FLUJO PARA CHECAR 89
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ANNUAL SERVICIO AL MOTOR SERVICIO A LA TRASMISION MECANICA / COPLES SERVICIO AL SISTEMA HIDRAULICO SERVICIO AL SISTEMA ELECTRICO SERVICIO A LOS CONTROLADORES SERVICIO A LOS COMPONENTES DEL MOTOR DE COMBUSTION LA RECOMENDACION PRINCIPAL ES QUE CUANDO SE REALIZAN LAS INSPECCIONES Y PRUEBAS, SE VERIFIQUE LA INTEGRIDAD DEL SISTEMA Y SE PROCEDA A REALIZAR LOS AJUSTES NECESARIOS.
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Global Mechanical
PARA UN SISTEMA DE SPRINKLERS, LAS INSPECCIONES SON EXAMENES VISUALES VERIFICANDO SU INTEGRIDAD Y QUE APAREZCA BAJO CONDICIONES DE OPERACION Y LIBRES DE DAOS FISICOS.
ESTA INSPECCION ES GENERALMENTE REALIZADA CAMINANDO A TRAVES DEL SISTEMA A NIVEL DE PISO Y UTILIZANDO LAS FORMAS SEALADAS POR NFPA-25 PARA REPORTAR LAS CONDICIONES ENCONTRADAS Y LLEVAR UN RECORD ESTADISTICO.
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SEMANAL INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE CONTROL EN RISERS.
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE LA RED EXTERIOR Y POSTES INDICADORES VERIFICANDO SU STATUS ABIERTO VERIFICAR QUE LOS SPRINKLER NO SE ENCUENTREN DAADOS O BLOQUEADOS POR ALGUN ALMACENAMIENTO IMPROPIO O POR ELEMENTOS ESTRUCTURALES NUEVOS.
MENSUAL INSPECCIONAR TOMAS SIAMESAS, VISIBLES, NO BLOQUEADAS Y CON ROSCAS EN BUEN ESTADO.
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE CONTROL EN RISERS.
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE LA RED EXTERIOR Y POSTES INDICADORES VERIFICANDO SU STATUS ABIERTO VERIFICAR QUE LOS SPRINKLER NO SE ENCUENTREN DAADOS O BLOQUEADOS POR ALGUN ALMACENAMIENTO IMPROPIO O POR ELEMENTOS ESTRUCTURALES NUEVOS VERIFICAR SPRINKLERS EN STOCK REVISAR LOS MANOMETROS INDICADORES DE PRESION 92
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AL CUARTO MES MISMA RUTINA MENSUAL + VERIFICAR SEALAMIENTOS EN TODO EL SISTEMA, COMO EL RISER, VALVULAS DE PRUEBA, GABINETES, EXTINTORES, ETC.
SEMESTRAL MISMA RUTINA MENSUAL + ABRIR Y CERRAR VALVULAS BAJO PRESION.
ANNUAL MISMA RUTINA MENSUAL + INSPECCIONAR QUE LOS SPRINKLERS SE ENCUENTREN LIBRES DE CORROSION INSPECCIONAR QUE LAS TUBERIAS MANTENGAN SU INTEGRIDAD, RELATIVA A SU ALINEACION, SOPORTES, CORROSION, ETC.
VERIFICAR SOPORTERIA Y QUE LA TUBERIA DE SPRINKLERS NO SEA UTILIZADA PARA CARGAR ELEMENTOS EXTRAOS VERIFICAR CONDICIONES PARA EFECTOS DE CONGELAMIENTOS.
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AL CUARTO MES VERIFICAR MANOMETROS ARRIBA Y ABAJO DE LA VALVULA CHECK ALARMA, ABRIENDO Y CERRANDO LA VALVULA DE DREN PARA ESTABILIZAR PRESIONES.
ABRIR LA VALVULA DE INSPECCION Y PRUEBAS PARA CHECAR EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LAS ALARMAS MECANICAS O DEL SISTEMA DE MONITOREO.
SEMESTRAL Y ANUAL MISMA RUTINA CUATRI-MESTRAL CADA 5 AOS MISMA RUTINA CUATRI-MESTRAL + HACER UNA LIMPIEZA INTERNA DE LA TUBERIA (FLUSHING TOTAL) REMOVER ALGUNOS SPRINKLERS DE ALTA-TEMPERATURA Y ENVIARLOS AL LABORATORIO DE PRUEBAS, SI SU COMPORTAMIENTO ES REGULAR PERMANECEN EN CASO CONTRARIO SE CAMBIAN TODOS. CAMBIO DE INDICADORES DE PRESION 94
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Revisar e capito #9 de nfpa-25 donde basicamente marca: Inspeccionar/probar/mantener: v v nive de aga de tanqe v C (en zonas de congeamiento) v v temperatra de aga no menor a stats de as vavas de enado y sccion a a bomba escaera y pasamanos en ben estado Pintra de tanqe v v v v ao.
aarmas de bajo nive codo de sobreenado impieza de cono de venteo Revision de pintra interior a 5to. 95
Global Mechanical
EN CASO DE REQUERIR MAYOR INFORMACION O DETALLES ESPECIFICOS, POR FAVOR COMUNICARSE A:
GM Panner
TEL (686) 81-0300 + 01 800 GM-GROUP EMAIL goba@gobamechanica.com.mx
DEPARTAMENTO DE SERVICIOS.
Ing. Avaro Garcia 96