De noodzaak van het fixeren van ondergrondse sprinklerleidingen

In een recent rapport benadrukten regionale vertegenwoordigers van de NFPA dat de werking van sprinklersystemen vaak wordt beperkt door onjuist uitgevoerde verbindingen van ondergrondse, bestaande leidingsystemen. Dit kan een nadelige invloed hebben op het hele systeem.

Het oplossen van problemen die ontstaan door onjuist uitgevoerde verbindingen van bestaande leidingsystemen nadat er iets misgaat, kan zowel geld als tijd kosten. Om de bescherming van eigendommen, de veiligheid van gebruikers en algemene werking van een blussysteem te garanderen, is het essentieel dat ondergrondse leidingverbindingen direct bij de aanleg van een sprinklersysteem correct worden uitgevoerd.

Betrouwbaar

Sprinklersystemen moeten betrouwbaar zijn en in een oogwenk kunnen worden geactiveerd. Een koppeling naar ondergrondse leidingen vanaf een gemeentelijke watervoorziening of een particulier waterleidingsysteem is een van de meest gebruikelijke methoden voor de watertoevoer van automatische sprinklersystemen. Om het sprinklersysteem optimaal te laten werken moeten de ondergrondse leidingen die water aan het systeem leveren betrouwbaar zijn. Bovendien moeten ze bestand zijn tegen het losraken van verbindingen als gevolg van plotseling optredende stuwkracht van water.

Stuwkracht

De hydraulische druk of dynamische stuwkracht die wordt veroorzaakt door water dat van richting verandert terwijl het door een leiding stroomt, kan leidingverbindingen/koppelingen doen losraken. Denk aan het snel nemen van bochten tijdens het autorijden, wanneer de g-kracht u naar de buitenkant van de bocht duwt. Hetzelfde fenomeen doet zich voor wanneer water een bocht maakt terwijl het door een leiding stroomt. De verbindingen tussen de leidingen worden dan flink belast.

Drie opties

Ontwerpers hebben in beginsel drie opties om dit probleem aan te pakken: plaatsing van ‘thrust  blocks’ (stuwblokken), zelf borgende fittingen of andere speciale verbindingen.

Thrust blocks

Thrust blocks zijn blokken beton die tegen ondergrondse leidingverbindingen worden geïnstalleerd en uitwaaieren in de richting tegengesteld aan de stuwkracht, zodanig dat het oppervlak dat stuwkracht opvangt meerdere malen groter is dan dat van de fitting. Weerstand wordt geboden door de stuwkracht over te brengen op de grond via het grotere oppervlak van het blok. Als er sprake is van een stabiele bodemgesteldheid en voldoende beschikbare ruimte, kunnen betonnen thrust blocks een effectieve methode zijn om leidingen te fixeren. Een bijkomend voordeel is dat de blokken kunnen worden geproduceerd van betaalbare materialen, die op bouwplaatsen ruim beschikbaar zijn. Anderzijds kunnen thrust blocks meer tijd vergen om te installeren, omdat het beton moet uitharden.

Trekvaste verbinding

Een trekvaste verbinding is een speciaal type verbinding, ontworpen om weerstand te bieden aan krachten in de lengterichting. Deze methode werkt in beginsel op dezelfde manier als de thrust blocks, omdat de eenheid van leidingen en de grond waarin ze zijn aangebracht de stuwkrachten in evenwicht houdt. Enkele voorbeelden van deze systemen zijn mechanische vergrendelingen, flensverbindingen met bouten en buisklemmen met trekstangen. De NFPA 13, standaard voor de installatie van sprinklersystemen, bevat vereisten voor het materiaal en de maatvoering voor deze methoden. In vergelijking met thrust blocks zijn zelf borgende verbindingssystemen doorgaans sneller te installeren.

Speciale verbindingen

Ten slotte zouden ontwerpers ook verbindingsmethoden kunnen gebruiken die leidingen inherent beperken tegen stuwkrachten. Deze verbindingstypes omvatten schroefdraad-, gegroefde, gelaste of smelt verbindingen, evenals verbindingen met chemicaliën of oplosmiddelen. Aan het gebruik van deze verbindingen worden geen extra beperkingen gesteld, zolang de verbindingen een hydrostatische test kunnen doorstaan die deel uitmaakt van de acceptatietest voor ondergrondse leidingen.

NFPA 13 en NFPA 24

Een van deze methoden moet worden gebruikt op punten waar de leidingrichting verandert, zoals  bochten en T-fittingen, om te voorkomen dat onvoldoende gefixeerde leidingverbindingen losraken en om beweging van de leiding in zachte grond te voorkomen. NFPA 13 schrijft niet voor welke methode moet worden gebruikt – de beslissing wordt overgelaten aan de ontwerper of de eigenaar. Het bepalen welke leidingverbindingen extra versteviging vereisen is net zo eenvoudig als het identificeren van de verbindingen die de richting van een leiding veranderen. Rechte ondergrondse leidingen hoeven niet te worden vastgezet omdat kracht op een rechte verbinding niet zo werkt dat de leidingen kunnen worden gescheiden.

Deze vereisten gelden niet alleen voor sprinklersystemen, ze kunnen worden toegepast op elk brandblussysteem op waterbasis. Vereisten voor deze systemen zijn te vinden in NFPA 13 en zijn ontleend aan NFPA 24, ‘Standard for the Installation of Private Fire Service Mains and Their Appurtenances’. Neem contact op met uw adviseur om te bepalen of er aanvullende vereisten van toepassing zijn op uw specifieke installatie van ondergrondse (blus)leidingen.

Brian O’Connor is technical services engineer bij NFPA (bron: https://pfpinc.com/underground-restraints-for-sprinkler-systems/)