Sprinkler für Wohngebäude

Sprinkler für
Wohngebäude

Sprinkleranlagen, allgemein
Steigrohr
Alarmventilstation
Strangrohr
Strangrohr
Hauptverteilerrohr
Steigrohr
Fallrohr
Abzweigrohr

Sprinkleranlagen, allgemein (EN12845)
Eine automatische Sprinkleranlage ist dafür ausgelegt,
einen Brand zu entdecken und diesen schon im frühen
Stadium mit Wasser zu löschen oder das Feuer unter
Kontrolle zu halten, so dass das Löschen mit anderen
Mitteln durchgeführt werden kann.
Die Sprinkler öffnen bei vorbestimmten Temperaturen,
um Wasser auf die vom Brand betroffenen Flächen zu
verteilen. Der Durchfluss durch das Alarmventil löst
einen Feueralarm aus. Im Allgemeinen wird die
Öffnungstemperatur auf die Temperatur der Umgebung
abgestimmt.
Nur die Sprinkler öffnen, die in der Umgebung des
Brandes ausreichend erwärmt werden.

Sprinkleranlage, Komponenten (EN12845)
Eine Sprinkleranlage besteht aus
– einer oder mehreren Wasserversorgungen und
– einer oder mehreren Sprinklergruppen;
Jede Sprinklergruppe besteht aus
– einer Alarmventilstation
– einem Rohrnetz und
– den am Rohrnetz installierten Sprinklers.

Sprinkleranlage, Auslegung
Die Auslegung basiert auf der Brandlast, der
Art des Risikos und der Anlagenart
Die Auslegung enthält u.a Angaben zu:
– Mindestwasserbeaufschlagung
– Wirkfläche, die mit Wasser versorgt werden kann
– Betriebszeit
– Hydraulische Berechnung
– Schutzfläche pro Sprinkler
– Sprinklertyp, Auslösetemperatur und
Ansprechempfindlichkeit
– …

Sprinkler
1879 „heute“

Konstruktionswerkstoffe
Ein Sprinkler besteht aus folgenden
Komponenten:
• Sprinklerkörper
• Sprühteller
• Glasfass oder Schmelzlot
• Teflonumdichtung
• Tellerfeder
• “Pintle” Schraube
• Glasfassaufnahme
Viking Sprinkler haben einen niedrigen
Zink- und hohe Kupferanteil, um einen
strapazierfähigeren den Rahmen.
Die Tellerfeder dichtet den Weg des
Wassers ab. Diese Metalldichtung
ermöglicht es, den Wasserweg frei zu
geben, auch wenn kein Druck ansteht.
can be also
fusible link
Glasfass
Tellerfeder
Teflondichtung
“Pintle”
Schraube
Sprühteller
Körper

Konstruktionswerkstoffe
Wenn das Glasfass die
Nennöffnungstemperatur erreichet,
zerbricht das Glasfass.
Die Tellerfeder wirft die
Glasfassaufnahme aus dem Weg
des Wassers.
Tellerfeder
Viking Corporation- Confidential

Sprinklerarten
Verdeckte Sprinkler
Normalsprinkler
Hängende Trockensprinkler
Flachschirmsprinkler
Bündige Sprinkler
Versenkte Sprinkler
Seitenwandsprinkler (HSW/VSW)
Hängende Sprinkler (SP)
Stehende Sprinkler (SU)

Öffnungstemperaturen
Orange
57º C
Üblich Übergang Hoch Sehr
hoch
Rot
68 oC Gelb
79 oC Grün
93 oC Blau
141 oC Malve
182 oC

Sorgfalt und Handhabung von Sprinklern
KORREKT
(Verwendung der
Originalverpackung)
KORREKT
(Sprinklers mit
Schutzkappen)
INKORREKT!
(Sprinkler lose in einem
Karton aufbewahrt)
INKORREKT!
(keine Verwendung der
Schutzkappen)
KORREKT
(Rohrleitung ist an
der Decke)
KORREKT
(Spezielle Installationsschraubenschlüssel)
INKORREKT!
(Montage im Rohr
am Boden)
INKORREKT!
(Nutzung des falschen
Werkzeugs)

Sprinklerrohre

Sprinklerdurchfluss
Der Durchfluss pro Sprinkler wird durch den Öffnungsdurchmesser
bestimmt, der als K-Faktor festgelegt ist
Q
K
Q = Durchfluss
K = Durchflusskoeffizient (K-Faktor)
P = Druck
p
p
Q K
2
K
Q
p

Sprinklerrohre (CEA 4001)
Rohrleitungen hinter den Alarmventilen sind in Stahl oder
Kupfer oder einem anderen speziell hierfür anerkannten
Material auszuführen.
Kupferrohre müssen EN 1057 entsprechen.
Halterungen für Kupferrohre sind mit einer geeigneten
Auskleidung mit ausreichendem elektrischen Widerstand
zur Vermeidung von Kontaktkorrosion zu versehen.
Halterungen müssen im allgemeinen Abstände von max.
4 m für Stahlrohre und 2 m für Kupferrohre haben.
EN12845:
Kupferrohre müssen entweder mit mechanischen
Kupplungen oder durch Hartlöten mit Fittingen nach
EN 1254 verbunden werden.

Hydraulische Berechnung
p
=
C
6,05 10
1,85
d
5
4,87
L Q
1,85
p = Druckverlust in der Rohrleitung, in bar
Q = Durchflussrate durch die Rohrleitung, in Liter pro Minute
d = Mittlerer Innendurchmesser des Rohrs, in Millimeter
C = Konstante für Art und Zustand der Rohrleitung
L = Äquivalentlänge von Rohr- und Formstücken, in Meter.

C-Werte für verschiedene Rohre
Rohrart
CEA 4001 + EN 12845:
Gusseisen
Duktiles Gusseisen
Stahl, schwarz
Verzinkter Stahl
Schleuderbeton
Zementverkleidetes Gusseisen
Nichtrostender Stahl
Kupfer
Verstärkte Glasfaser
EN 12845:
Kupfer
C-Wert
100
110
120
120
130
130
140
140
140
140

Residential-Sprinkler-Anlagen

CEA (Europäischer Versicherungsverband)
Entwurf eines Anhang für die Installation von
Sprinkleranlagen für den Wohnbereich
– Nur auf die folgenden Gebäude anzuwenden:
• Privathäuser
• Wohnungen
– Andere Gebäudetypen für eine Wohnnutzung, z.B.:
• Bestimmte Pflegeheime,
• Motels,
• Studentenheime und
• Kindergärten,
wenn dies durch die zuständige Stelle akzeptiert wird.

CEA Grenzen der Anwendung
Maximal vier Stockwerke (inklusive Erdgeschoss)
Maximal geschützte Fläche von1.500m²
Anmerkung: Größere Bereiche sind möglich, wenn
eine Alarmunterteilung und –weiterleitung erfolgt
und die zuständige Stelle zustimmt.
Maximale Raumgröße von 75 m² (Korridore
ausgeschlossen).

Beispiel einer Installation (CEA)
Beispiel für eine Installation eines Rohrsystems für
verschiedenen Nutzung ohne Pumpe (das Rohrsystem
versorgt die Sprinkleranlage und die Sanitäreinrichtungen)
Strömungsmelder
Prioritätsventil
Öffentliche Wasserversorgung
Sprinkler
Zur Hausinstallation
(Badezimmer …)

Auslegungskriterien (CEA)
Sprinkler, die für die Anwendung im Wohnbereich anerkannt
sind, sind in Übereinstimmung mit der Anerkennung zu
installieren. Wenn nicht besonders spezifiziert, ist anzuwenden:
Betriebszeit
30 Minuten
Maximal zu
versorgende
Sprinkler
Alle Sprinkler in
einem Raum bis
maximal 4
Sprinkler
Mindestdruck am
ungünstigsten
Sprinkler
0,5 bar
Mindestdurchfluss pro
Sprinkler
68 l/min an jedem
Sprinkler,wenn nur einer
öffnet
49 l/min an jedem
Sprinkler,wenn nur
mehrere öffnen

NFPA (US) Standards
Die Auslegung für „Residential“ Sprinkleranlagen wird
in drei Gruppen unterteilt:
NFPA 13D
– Design für 2 Sprinkler (2,05 mm/min)
– Gelisteter Wasserrate und Druck
NFPA 13R
– Design für 4 Sprinkler (2,05 mm/min)
– Gelisteter Wasserrate und Druck
NFPA 13
– Design für 4 Sprinkler
– 4.1 mm/min Mindestwasserbeaufschlagung

NFPA 13 D – Ein- und Zweifamilienhäuser

NFPA 13 D – Ein- und Zweifamilienhäuser
NFPA 13D ist die Planungs- und Einbaurichtlinie für Einund
Zweifamilienhäuser, bzw. Häuser mit einfachem Aufbau.
Die Auslegung der Sprinkleranlagen für diesen Risikotyp
basiert auf 2 „Residential Sprinkler“ mit der Wasserrate und
dem Druck basierend auf dem UL-Listing.
Die Wasserversorgung ist meistens eine Frage bei diesen
Systemen, so kann es sinnvoll sein, mehr Residentinal
Sprinkler mit einem geringerem Abstand in dem System zu
verwenden, um die Anforderungen an die Wasserversorgung
herabzusetzen.

NFPA 13 R – Wohnbereiche bis 4 Stockwerke

NFPA 13 R – Wohnbereiche bis 4 Stockwerke
Meistens sind die Risiken nach NFPA 13R Apartments,
Studentenwohnheime, Hotels, Motels
Öffentliche Bereich, wie z.B. Korridore, erfordern eine
Auslegung nach NFPA 13. Das bedeutet, dass die
Wasserversorgung adäquat für 13 Installationen sein muss.
Die Auslegung des Residential Sprinklersystems für
Privathäuser fordert, dass in dem geschützten Bereich vier
Residential Sprinkler mit der gelisteten Wasserrate und dem
Druck für die Sprinklerschutzfläche betrieben werden.

NFPA (US) Regelungen

NFPA 13 – Andere Wohnbereiche
Diese Risiken sind Gebäude mit fünf oder mehr Stockwerken,
üblicherweise Hochhäuser mit Apartments, Große Hotels,
Erholungskomplexe, etc.
Die Auslegung nach NFPA 13 erfordert die höhere Auslegung
von entweder der Mindestwasserbeaufschlagung von
4.1 mm/min oder den gelisteten Bedingungen des Residential
Sprinklers für diesen Bereich.
Die Anforderungen an die Wasserversorgung nach NFPA 13
für diese Risiken sind höher weil die Wasserrate auch den
Sachwertschutz neben dem Personenschutz sicherstellt.

Residential Sprinkler, Anforderungen
Residential Sprinkler müssen spezielle Brandversuche
bestehen. Das Ziel von Residential Sprinklern ist es, für den
Bewohner den Personenschutz sicherzustellen und im
Brandfall eine sichere Fluch zu ermöglichen.
In dem Brandversuch,darf die maximale Temperatur 76 mm
unter der Decke 315°C nicht überschreiten.
Die maximale Temperatur 1.60 m über dem Boden ist 93°C.
Die Temperatur 1.60 m über dem Boden darf über einen
betrachteten Zeitraum vom 2 Minuten 54°C nicht
überschreiten.
Die maximale Deckentemperatur 6.4 mm hinter der Deckenoberfläche
darf 260°C nicht überschreiten.

Versuche für „Residential“ Sprinkler bei UL
Ein Versuchsraum stellt die Bedingungen dieses Risikos nach. Zwei
Sprinkler werden mit der spezifischen Schutzfläche installiert:
Typisch für hängende Sprinkler:
3,66 • 3,66 m²
4,27 • 4,27 m²
4,88 • 4,88 m²
5,49 • 5,49 m²
6,10 • 6,10 m²
Typisch für Seitenwandsprinkler
4,27 • 4,27m²
4,88 • 4,88m²
4,88 • 5,49m²
4,88 • 6,10m²
4,88 • 6,71m²
5,49 • 5,49m²
6,10 • 6,10m²
Die zwei Sprinkler werden mit der Schutzfläche installiert, für die eine „Listing“
angestrebt wird. Ein dritter Sprinkler ist an der geöffneten Tür angeordnet.
Wenn der Sprinkler an der Tür auslöst, ist der Test nicht bestanden

Versuchsaufbau für hängende Sprinkler
3rd sprinkler

Versuchsaufbau für Seitenwandsprinkler
3rd sprinkler

Versuchsaufbau für Seitenwandsprinkler
3rd sprinkler

Wandbenetzung
Residential Sprinkler müssen Eigenschaften zu einer
minimalen Benetzung der Wand aufweisen. Der maximale
Abstand unter der Decke an der Wand, die ein hängender
Sprinkler oder Seitenwandsprinkler benetzen muss, beträgt
0.711m.
Seitenwandsprinkler müssen direkt 5% des Wassers auf die
Wand sprühen, auf der sie installiert sind.
Die Eigenschaft zur Benetzung der Wand erfordert ein sehr
flaches Sprühbild. Hindernisse wie geneigte Decken, Balken,
Deckenventilatoren und Beleuchtung können die Leistung des
Sprinklers beeinträchtigen und müssen vermieden werden.

Wasserverteilung

Auslegung, Zusammenfassung (NFPA)
The minimum design criteria for residential sprinklers per UL
and NFPA 13D (2 sprinkler) and NFPA 13R (4 sprinkler) is to
provide a minimum 2,05 mm/min over the area of protection.
NFPA 13 requires that the minimum design criteria for
residential sprinklers or residential occupancies be a
4,1 mm/min
Each residential sprinkler must pass the special fire tests and
wall wetting requirements before they are listed as residential
sprinklers.

K Faktoren, Residential Sprinkler
Wegen der Anforderungen an die minimale Wasserrate für
Residential Sprinkler gibt es viele verschiedene K Faktoren für,
um die verschiednen different Schutzflächen und
unterschiedlichen Anforderungen der Standards (NFPA 13D
und NFPA 13R in Gegensatz zu NFPA 13 Residential Risiken)
Die K Faktoren beginnen bei den kleinen Schutzflächen der
NFPA 13D, zu mittleren und großen Schutzflächen nach NFPA
13R, bis zu sehr hohem Wasserbedarf nach NFPA 13. Diese
spezifischen K Faktoren erlauben den effizientesten Einsatz
von Wasser und Druck.

Verfügbare Sprinkler für den Wohnbereich
Seitenwand Sprinkler
Hängende Sprinkler
Deckenbündige Sprinkler
Verdeckte Sprinkler

Sprinkleranordnung
Hängt von den Versuchsergebnissen ab
Abstände von 3,7 m * 3,7 m bis zu 6,1 m * 6,1 m sind
möglich
Der Mindestbetriebsdruck hängt ab von
Ergebnissen der Brandversuche
Art der Decke
Art des Sprinklers
K Faktor
Abstände der Sprinkler

Fragen