Door Cees Swagemakers

Een automatische sprinklerinstallatie bestaat uit hittegevoelige elementen (sprinklers), leidingen, appendages (waaronder de alarmklep) en één of meer watertoevoeren. Bij een temperatuurstijging boven een bepaalde waarde, ter plaatse en in de onmiddellijke omgeving van de sprinkler(s), verspreidt de installatie automatisch water volgens een vast patroon.De sprinklerinstallatie heeft tot doel een eventuele brand te detecteren en te bestrijden, om daarmee mensenlevens te redden en de materiële schade tot een minimum te beperken. De afgeleide doelstellingen van een automatische sprinklerinstallatie, zoals vastgesteld in de CCV-inspectieschema’s zijn:

• Een beginnende brand in een vroeg stadium detecteren, signaleren en onder controle houden zodat veilig vluchten mogelijk is, binnen de context van het basisontwerp.
• Een beginnende brand in een vroeg stadium detecteren, signaleren en onder controle houden zodat het bestrijden ervan door de interne en externe brandbestrijdingsorganisaties kan plaatsvinden, binnen de context van het basisontwerp.
• Het verhogen van de bescherming van een bouwwerk of object in geval van blootstelling aan een brand waardoor de kans op brandoverslag wordt geminimaliseerd en schade aan het bouwwerk of object wordt beperkt, in de context van het basisontwerp.

Geschiedenis van de sprinkler

De eerste automatische brandblussystemen dateren uit 1723. De sprinklers in deze systemen bestonden uit afsluitertjes die waren voorzien van een kruitlading, die werd ontstoken door een lontje. Het nadeel van dit systeem was dat er altijd vlammen nodig waren om de sprinklers te activeren. In 1806 werd een systeem uitgevonden bestaande uit geperforeerde buizen, een afsluiter en een hooggelegen waterreservoir. De snelafsluiter werd bediend door een stelsel van touwtjes en katrollen, die door de hele te beveiligen ruimten waren aangebracht. Het voordeel van dit systeem was dat diverse ruimten apart konden worden beveiligd. De nadelen waren de rek in de touwtjes, waardoor de afsluiters door gingen laten en de slechte mogelijkheden van inspecteren en onderhoud. Om de rek in de touwtjes te voorkomen, werden deze later vervangen door ijzerdraad met smeltpatronen.

“De eerste automatische brandblussystemen dateren uit 1723

 

Textielfabrieken

Ondanks de nadelen die de geperforeerde buissystemen hadden, werden ze toch tussen 1852 en 1885 veelvuldig in textielfabrieken toegepast. De eerste automatisch werkende sprinkler werd uitgevonden in 1874, dit was de zogeheten Parmelee-sprinkler, die zijn naam dankt aan de ontwerper/uitvinder Henry S. Parmelee. Een groot voordeel van deze sprinkler was dat het leidingsysteem gevuld kon worden met water, waardoor sneller een begin kon worden gemaakt met de bestrijding van de brand.

Sproeipatroon

In 1924 werd de eerste bulbsprinkler ontwikkeld door Grinnell. Globe en Star ontwikkelden sprinklers waarbij het hittegevoelige materiaal van de buitenlucht is afgesloten. In de jaren 1947 tot 1950 werd in de laboratoria van Factory Mutual (FM) onderzoek gedaan naar de ideale vorm van spreiplaten. Uit deze onderzoeken werd de spraysprinkler ontwikkeld, die met name in de VS tegenwoordig algemeen wordt gebruikt. Aan het eind van de jaren vijftig introduceerden de technici van Factory Mutual een zogenaamde spraysprinkler die als voordeel ten opzichte van de old style-sprinkler had dat het sproeipatroon groter was. De sprinklers konden verder uit elkaar worden geplaatst, hetgeen aanzienlijke besparing met zich meebracht.

Veel van de maatregelen op brandbeveiligingsgebied die noodzakelijk zijn, komen in principe voort uit de wettelijke voorschriften en regelingen. Deze regels zijn van direct belang bij de bouw, de inrichting of het gebruik van een gebouw of een productie-installatie.

Verzekeraars

Over het algemeen zijn er veel belanghebbenden rondom brandbeveiliging. Het meest voor de hand liggend zijn de overheid en verzekeraars, maar ook andere spelen een voorname rol bij de totstandkoming van een brandbeveiligingssysteem.

Sommige organisaties zien zelf het belang van een adequate brandbeveiliging in en schaffen bijvoorbeeld een brandmeldinstallatie aan. De gebruiker is verantwoordelijk voor de beveiliging tegen brand in het gebouw. Hij moet minimaal voldoen aan de wettelijke eisen. Daarnaast spelen allerlei argumenten een rol om meer dan het minimum te doen, zoals aanvullende eisen van de verzekeraars of een geboden premiekorting, speciale risico’s, een verdere waarborging van de continuïteit van de onderneming of de angst om bij een calamiteit negatief in de publiciteit te komen of strafrechtelijk te worden vervolgd.

De gebruiker heeft te maken met kosten en baten en zal binnen de financiële mogelijkheden van het bedrijf een optimum trachten te vinden. Deze afweging is moeilijk, omdat de baten vaak immaterieel van karakter zijn en dus moeilijk in geld uit te drukken. Daarbij kan alleen een specialist op basis van statistieken de kosten ramen van schades, die zouden ontstaan als een gebouw niet beveiligd zou zijn.

Veel van de maatregelen op brandbeveiligingsgebied die noodzakelijk zijn, komen in principe voort uit wettelijke voorschriften en regelingen. De beheerder moet op de hoogte zijn van deze regelgeving, teneinde een volwaardig gesprekspartner te zijn van alle belanghebbenden en de installatie optimaal te kunnen afstemmen op de diverse eisen en wensen. Het daadwerkelijk brandveilig gebruiken van gebouwen is in beginsel de verantwoordelijkheid van de gebruiker.

“Goed ontwerp van een installatie is van wezenlijk belang

 

De bemoeienis van de overheid hierbij, middels het uitvoeren van periodieke controles, is dus een beperkte en dient gezien te worden als een ondersteuning van de verantwoordelijkheid van de gebruiker. Deze verantwoordelijkheid voor de eigenaar of gebruiker van een gebouw is impliciet ook terug te vinden in de bouwregelgeving. De wettelijke regelingen kunnen weer verwijzen naar de normbladen van het Nederlands Normalisatie Instituut (NNI). In normen worden specifieke onderwerpen zeer gedetailleerd behandeld of uitgewerkt. Voor het ontwerpen, installeren, onderhouden en beheren van een sprinklerinstallatie is een Europese norm beschikbaar, NEN-EN 12845. Er zijn veel toegepaste voorschriften voor sprinklerinstallaties; de eisende partijen eisen veelal, door middel van de eis tot certificering, dat de sprinklers moeten voldoen aan een of meerdere van deze voorschriften.

Rol van de overheid

In elke gemeente is de zorg voor de brandveiligheid opgedragen aan het college van burgemeester en wethouders. Dit wordt daarin bijgestaan door de brandweer. Daarnaast zijn er veiligheidsregio’s voor de brandweerorganisaties. Dit zijn samenwerkingsverbanden van gemeentelijke brandweren. Vrijwel altijd bevindt de regionale brandmeldpost (BAC: Brandweer Alarm Centrale of RAC: Regionale Alarm Centrale) zich in een centrumgemeente. Eén van de taken van het ministerie van Binnenlandse Zaken, Directoraat-generaal voor Openbare Orde en Veiligheid is: het ontwikkelen, voorbereiden en coördineren van beleid, gericht op rampenbestrijding, crisisbeheersing en de brandweerzorg.

De sector Brandweerzorg houdt zich onder andere bezig met kwaliteitsverbetering en deskundigheidsbevordering op het gebied van brandmeldinstallaties, met name gericht op de betrouwbaarheid van meldingen.

Typen installaties

Een goed ontwerp van automatische sprinklerinstallaties is van wezenlijk belang. Als eerste moet worden bepaald welk risico moet worden weggenomen. Hierna kan worden vastgesteld van welke ontwerpgegevens moet worden uitgegaan, namelijk:

• minimum sproeidichtheid;
• maximum sproeivlak;
• minimum sproeitijd.

Met andere woorden: de installatie moet gedurende een bepaalde tijd over een vastgesteld oppervlak in een vastgestelde wateropbrengst kunnen voorzien. Op grond van hun uitvoering onderscheiden wij vier typen sprinklerinstallaties:

• nat;
• droog;
• deluge;
• pre-action.

Nat systeem

Dit systeem wordt toegepast in ruimten waar de temperatuur normaliter niet beneden de 10o graden Celcius en niet boven de 70o graden Celsius komt. De leidingen zijn gevuld met water en achter het afdichtplaatje van de sprinkler staat waterdruk. Het voordeel van dit systeem is de snelle werking.

Onmiddellijk na het openen van de sprinkler komt er water uit. Het nadeel van een nat systeem is bevriezingsgevaar. Door het openen van een sprinkler daalt de druk in het leidingstelsel en wordt de alarmklep geactiveerd door het drukverschil. In de belleiding gaat water stromen. De vertragingskamer wordt gevuld en de pressostaat en de mechanische alarmbel worden geactiveerd. Door het stromen van het water meldt de stromingsschakelaar in welke sectie de sprinkler geopend is.

Droog systeem

Een droog systeem wordt gebruikt in ruimten waar vorstgevaar bestaat, of in ruimten waar de temperatuur boven de 70o graden Celcius is, bijvoorbeeld in droogovens. Het leidinggedeelte is met samengeperste lucht gevuld. Dit betekent dat deze lucht na het openen van de sprinkler gedeeltelijk moet worden uitgedreven, voordat er water uit de sprinkler komt. Een droog systeem werkt dus trager dan een nat systeem. Door het openen van de sprinkler daalt de luchtdruk in het leidingstelsel en wordt de alarmklep geactiveerd. De versneller zorgt voor een snellere werking. Water zal gaan stromen in de belleiding en hierdoor wordt de pressostaat, het elektrische alarm en de mechanische alarmbel geactiveerd.

Deluge-systeem

Een deluge-systeem bestaat uit een gecommandeerde klep, met daarachter een leidingnet dat is voorzien van open sproeiers. Dit systeem wordt bijvoorbeeld toegepast voor de koeling van tanks, staalconstructies en daar waar een hoge brandvoortplanting wordt verwacht. Door het openen van een detectiesprinkler of het activeren van een brandmelder zakt de lucht in het detectienet waardoor de alarmklep in werking treedt en water gaat stromen naar de open sprinklers of sproeiers. Tevens worden de signaleringen geactiveerd.

Pre-action-systeem

Een pre-action-systeem is een droog systeem voorzien van een gestuurde klep. Het sturen van de klep geschiedt door een detectienet of door een brandmeldinstallatie. Alvorens water in een ruimte wordt toegelaten, dient de klep open te worden gezet door het detectienet of door de brandmeldinstallatie. Na het openen van de klep is het systeem dus van een droog systeem in een nat systeem veranderd. Pas na het openen van een sprinkler stroomt het water daadwerkelijk de ruimte in. Dit systeem wordt toegepast als het gebruik van water als blusmiddel slechts in het uiterste geval toelaatbaar is, bijvoorbeeld in computerruimten en vrieskamers. Door het activeren van een brandmelder wordt de brandmeldinstallatie in werking gesteld, waarna de alarmklep zich opent en water in het leidingnet naar de sprinklers stroomt. Pas wanneer de sprinkler opent, zal water in de te beveiligen ruimte sproeien. Wanneer een sprinkler wordt geactiveerd, volgt een storingsalarm in verband met het zakken van de luchtdruk. De alarmklep gaat pas open wanneer ook een brandmelder wordt geactiveerd.

Veelvoorkomende storingen

Sprinklerinstallaties geven in de praktijk niet altijd het gewenste resultaat. De oorzaken kunnen wij slechts ten dele uit de beschikbare gegevens halen, omdat lang niet alle storingen aan de instanties die deze verzamelen, worden doorgegeven.Een voorbeeld van Amerikaanse statistiek voor lage gebouwen geeft onderstaand beeld:

• gesloten afsluiter: 35,4%
• te hoge vuurbelasting / explosie: 13,5%
• watervoorziening onvoldoende: 9,9%
• slecht of onvoldoende onderhoud: 8,4%
• verstopping: 8,2%
• partiële beveiliging: 8,1%
• bouwconstructie onvoldoende: 6,0%

We zien dus dat een gesloten afsluiter de voornaamste bron van ellende is en dat het zeer belangrijk is de gevarenklasse goed te bepalen. Periodieke controle van de juiste stand, standsignalering en borging van de afsluiters moeten oorzaak nummer 1 wegnemen.

Certificering

Voor elk gebouw in Nederland kan de overheid of verzekeraar eisen dat er een uitgangspuntendocument (UPD) voor de brandbeveiliging in het pand wordt opgesteld. In dit UPD wordt onder andere de eis vastgelegd voor het installeren van een sprinklerinstallatie en de certificering van deze installatie.

Om te komen tot een gecertificeerde sprinklerbeveiliging zijn onderstaande stappen van belang:

• het opstellen van een UPD;
• het voor akkoord verklaren van het UPD door de eisende partijen;
• het valideren van het UPD door een geaccrediteerde inspectie-instelling;
• het ontwerpen van een sprinklerbeveiliging door een sprinklerinstallateur;
• het keuren van het ontwerp door een geaccrediteerde inspectie-instelling;
• het installeren van een sprinklerbeveiliging door een erkende sprinklerinstallateur;
• het verrichten van een eindinspectie door een geaccrediteerde inspectie-instelling. Na realisatie dient periodiek hercertificering plaats te vinden.

Beheer en onderhoud sprinklerinstallaties

Sprinklerinstallaties zijn solide en duurzaam maar ze moeten, zoals de meeste mechanische installaties, regelmatig worden geïnspecteerd en onderhouden. Zonder deze aandacht zou deze slapende installatie, die slechts sporadisch in werking treedt, misschien niet functioneren in geval van brand. Om verzekerd te zijn van de goede werking van een sprinklerinstallatie, moeten controles en inspecties worden uitgevoerd. Installateurs verstrekken in het algemeen uitgebreide onderhouds- en beproevingsschema met of zonder een certificaat van onderhoud.

Ing. C.H.M. (Cees) Swagemakers is technisch manager VBB-systemen bij Brand Veiligheid Inspecties in Etten-Leur.

Dit artikel verscheen eerder in Brandveilig.com Magazine 3/juni 2017