Vízködös oltórendszerek - mit válasszunk, és miért?
Nádor András | 2009.01.28.
A vízködös tűzoltás beépített oltórendszerként történő alkalmazása az elmúlt 10-12 év során igen gyorsan meghódította a világot. A rendszerek hatékony oltóképessége, az okozott másodlagos károk minimalizálása, az olcsó üzemeltetés mellett nagy előnyük, hogy szinte minden hagyományos területen alkalmazhatók.

 

Az előnyök mellett észrevehetően gondot jelent a piac szereplőinek, hogy nem terjedt el az értékesítést, a beruházásokat és a tervezést segítő tudásbázis. A piac szereplői számára a rendszerek működésének alapjai nem tisztázottak; tervezők, forgalmazók ajánlják a lehetőséget, anélkül, hogy tisztában lennének a kiválasztás, a hatékony és eredményes alkalmazás feltételeivel. Ez is oka annak, hogy néha kritikus alkalmazásoknál a remélt gazdaságos és hatékony rendszer helyett drága és alkalmatlan megoldás születik.

Hőelvonás

Már a tűzoltás kezdetei óta tudja az ember, hogy a legjobb oltóanyag a víz. Az is régi tapasztalati tény, hogy minél kisebb cseppekben éri a víz az égésteret, annál hatékonyabb a tűzelnyomás, azaz ugyanahhoz az eredményhez kevesebb vízmennyiség is elég. Ebből a tapasztalatból kiindulva vizsgálták a különböző tüzeknél, mi okozza a tűz elnyomását, majd oltását. A tűzelnyomás, illetve tűzoltás fogalma közötti különbség a vízködös rendszereknél különös fontossággal bír, mert míg a hagyományos, vízzel oltó rendszereknél elégséges feltétel volt a tűz elnyomása vagy kordában tartása a tűzoltók megérkezéséig, addig a vízködös rendszereknél már lehetségessé vált a gyors és hatékony oltást is követelményként állítani.

A vízködös rendszerekkel az oltás két fázisban történik. Az első fázis a víz kiváló hőelvonó képességét használja ki. Az apró cseppekre bontott víz nagy felületet alkot, amely elvonja a hőt az égéstől. Ezzel egy időben az apró cseppek megkötik az égés körül kialakuló forró gázokat, megakadályozva ezzel a tűzfészek környezetének továbbgyulladását. Ez a fázis a tűzelnyomás. Mind a hűtésnél, mind a forró gázok megkötésénél egyértelmű, hogy ha azonos mennyiségű vízből több cseppet állítunk elő, nagyobb lesz a fajlagos felület, így azonos eredményhez kevesebb víz elég.

Tűzoltás

A következő fázis az oltás. Ehhez a kis cseppeket elégséges számban be kell juttatni az égéstérbe. Az égéstérbe jutott cseppek a hő hatására a méretükkel fordítottan arányos idő alatt párolognak el, tehát a kisebb cseppek gyorsabban, a nagyobbak lassabban. A víz a párolgás során vízgőzzé alakul, így térfogata 1760-szorosára nő. Az égéstérben bekövetkezett térfogat-növekedés kiszorítja az oxigént - és ez az inertizáló hatás oltja ki a lángot.

A nagy lánggal égő tüzek sok oxigént fogyasztanak, az elégetett levegő miatt jelentős a légbeszívó hatásuk. Ezeknél a nagyobb cseppek is bejutnak az égéstérbe és - ha lassabban is - de gőzzé válnak. A gond a kis lánggal égő, vagy alacsonyabb hőmérsékletű tüzek oltásánál van. Ekkor az égéshő felhajtó ereje nagyobb a légbeszívó hatásnál, és az égéstérbe csak azok a cseppek jutnak, melyek megfelelő mozgási energiával rendelkeznek és legyőzik a felhajtó erőt. A cél, hogy minél kevesebb vízzel oltsunk. Ehhez gyorsan párolgó kis cseppek szükségesek nagy számban, de hogy a kis tömegű cseppek megfelelő energiával rendelkezzenek, a sebességüket meg kell növelni. A hatékony vízködös rendszerek a szórófejnél létrehozott nagy nyomással „lövik be" a cseppeket a védett térbe.

Szabvány, osztályozás

A fent leírt egyszerűsített fizika alapján is látható, hogy a vízködös rendszerek a cseppméret, a cseppsűrűség és a szórófejeknél lévő nyomás alapján osztályozhatók. Fontos tulajdonság még a cseppeloszlás, amelyet minden égésfajtához optimalizálni kell.

A rendszerek definiálása és leírása az egyetlen nemzetközileg elfogadott szabványban, az NFPA 750-ben történik. Az NFPA az amerikai tűzvédelmi mérnökök szövetsége, az általuk kiadott szabványok lefedik a tűzoltás valamennyi formáját és fajtáját. A vízködös oltórendszerekkel kapcsolatban jelenleg az NFPA 750:2003 a hatályos.

A szabvány szerint alacsony-, közepes- és nagynyomású vízködös oltórendszereket különböztetünk meg. Az alacsony nyomású rendszerek munkanyomása kisebb, mint 12,5 bar, a közepes nyomású rendszerek nyomástartománya 12,5 és 34,6 bar közé esik, a nagynyomású rendszerek munkanyomása pedig nagyobb, mint 34,6 bar.

A cseppméretet vizsgálva a legfinomabb, 1. osztályú vízköd átlagos cseppmérete < 100 mm, míg a közép- és alacsonynyomású vízködöknél jellemzően 200 és 1000 mm közötti cseppmérettel találkozunk. Visszautalva az oltásmechanizmusára, az alacsonyabb nyomásnál azért van szükség nagyobb cseppméretre, hogy a cseppek az égéstérbe kerülhessenek. Ez persze a szükséges oltóanyag mennyiségét is a többszörösére növeli.

Tervezés, méretezés

A fenti alaptulajdonságok meghatározzák, hogy egy adott oltórendszer alkalmas-e egyes tűzkockázatok ellen; hogy nyitott, vagy hőre nyíló sprinkler szórófejes védelem a megfelelő; mekkora lehet a legnagyobb védett felület, a védett terek megengedett legnagyobb alapterülete és belmagassága. A rendszerek alaptulajdonságai döntik el azt is, milyen hatékonyak azok rejtett és háromdimenziós tüzek oltásánál, milyen mértékben számíthatunk a hűtőhatásra. Fontos ismerni a füstmegkötő - a fejlettebb rendszereknél füstelszívó - képesség mértékét is.

Csak a fentiek ismeretében történhet az oltórendszerek kiválasztása és tényleges méretezése. Az NFPA 750-es szabvány két alapvető méretezési elvet különböztet meg. Az előre megtervezett (angolul „pre-engineered") rendszereknél a gyártó olyan elemekből alakítja ki a védelmet, melynek beépítésénél egyszerű „ökölszabályok", mint a terek befoglaló méretei, a szórófejek egymástól és a falaktól mért távolsága, a legnagyobb védett terület, illetve térfogat érvényesíthetőek. Az „engineered" rendszereknél szükségesek a hidraulikai számítások is, de nagyon bonyolult feladatok esetében csak valós méretű tűzteszteken keresztül derül ki a legjobb elhelyezés, a megfelelő szórófejek típusa.

A fejlett rendszereknél szinte végtelen a rendelkezésre álló elemekből kialakítható változatok száma, így az optimum megtalálása a megrendelő, a tervező és a gyártó együttes munkájának gyümölcseként születik meg.

Természetesen a verseny, a hatékonyság egyre fokozódó igénye arra sarkalják a vállalkozókat, hogy a kisebb ellenállás felé sodródva a megrendelő igényeit olcsó, árban versenyképes ajánlatokkal elégítsék ki. Ha ez a biztonság költségére történik, a siker csak rövid távú lesz.

[www.tuzfal.com]