Tűzvédelem fagyveszélyes létesítményekben

2009/12. lapszám | VGF&HKL online |  4185 |

Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Meggyűlik a baja a beépített oltóberendezések üzemeltetőinek és karbantartóinak a tűzoltó-berendezésükkel, amennyiben elmulasztották a folyamatos karbantartás „téliesítési” programját. Talán a globális felmelegedés miatt a telek enyhébbek lesznek az elkövetkezendő években, de ennek ellenére bármikor megismétlődhetnek a korábbi -15-20 °C fokos hidegek, amikor a helytelenül megvalósított, illetve rosszul üzemeltett beépített oltóberendezések teljesen szétfagynak, és ezáltal működésképtelenné válnak, a tűzvédelem nem működik.

Tartalomjegyzék helyett

álljon itt a cikk elolvasásához néhány kedvcsináló kérdés a beépített oltóberendezések fagyveszélyéről:
- Milyen tűzvédelmi veszélyt rejt magában a különböző oltóberendezés-típusokra nézve a fagy?
- Milyen speciális gondokat vet fel a „téliesítés” elmulasztása?
- Hogyan működik a száraz sprinkler, és mire kell vigyázni a megvalósításánál?
- Tartogat-e még meglepő újdonságokat a száraz sprinkler, e patinás technika?
- Milyen egyéb oltási technikát lehet bevetni a tűzvédelem érdekében?
 

 

1. kép: MOL-TVK tiszaújvárosi "megaberuházás"

A kockázatok elkerülése céljából

a tél beállta előtt minden beépített oltóberendezésre oda kell figyelni, és azt ellenőriztetni kell, mivel 80-90%-uk vízzel olt, a maradék oltóberendezés-típusokban pedig a habbal oltók aránya is jelentős, és a haboldatok (nem összetévesztendő a habkoncentrátummal vagy más néven habképző vagy habanyaggal, mely lehet fagyálló) fagyáspontja is 0 °C körüli.
Jelen cikkben csak a sprinkler-berendezésekkel foglalkozunk, a tűzvédelem egyéb megoldásainak problémáit, például gázzal, habbal, vízköddel oltó berendezések fagyveszélyének témáját nem részletezzük.

Fagyveszélyes helyeken a sprinklerek ún. „száraz” kivitelben alkalmazhatók. Ez a rendszer úgy működik, hogy az oltóvíztartályból az oltóvízszivattyú csővezetékrendszeren keresztül a „száraz” riasztószelepig vízzel felöltött állapotú, a riasztószelep másik oldalán a sprinklerháló csővezetékrendszere légkompresszor segítségével préslevegővel van feltöltve. A száraz riasztószelep csak a sprinkler-berendezés beindulásakor nyitja rá a levegővel töltött részre az oltóvizet, és a nagynyomású oltóvíz, kitolva maga elől a levegőt, a sprinklerfejeken keresztül permetezni kezd.
Felhívjuk a kedves olvasó figyelmét, hogy ellenőrzés és szakszerűség nélkül a fagy – miként ez a cikkből lentebb kiderül – a „száraz sprinkler” rendszereket, továbbá a magas harmatpontú közeggel működő (jobban mondva nem működő) beépített - gázzal, vízköddel, porral, habbal oltó - berendezéseket sem kíméli, ezért haladéktalanul célszerű szakemberhez fordulni az időszakos ellenőrzés és folyamatos megelőző karbantartás ügyében.

Hogy is van ez? A légnemű, szilárd és folyékony oltóanyag is elfagyhat? A témában nem járatos kedves olvasók csodálkozásánál csak az üzemeltető és karbantartó „szakemberek” elképedése és megdöbbenése nagyobb, amikor az első fagy alkalmával szembesülnek a működésképtelen, szétfagyott, esetenként „totálkáros” oltóberendezésükkel. Komoly kihívásokkal kell szembenézniük mind az üzemeltetőknek, mind a karbantartást végzőknek, de gondosan kell végezni a munkájukat a beépített oltóberendezések tervezőinek, kivitelezőinek is, mert rossz munkájuk miatt a megvalósult oltóberendezéseik bármikor elfagyhatnak! Véleményünk szerint az oltóberendezés elfagyási veszélye már a tervező kezében benne van, és ezt fokozza minden, a folyamatban résztvevő kivitelező, üzembe helyező, üzemeltető, időszakos ellenőrzést végző, hatósági felülvizsgáló szakszerűtlen munkája. Gondosságukra szükség van, ugyanis a hiba (vagyis az „ördög”) itt is, mint mindig, a részletekben rejlik. Ezt kívánjuk illusztrálni az alábbiakban néhány példával alátámasztva. 

2. kép: Irodaházi mélygarázs

A száraz sprinkler csővezetékrendszere

is, mint fent leírtuk, vízzel van feltöltve a riasztószelepig, tehát az oltóvíz-szivattyútól a riasztószelepig a csővezetéknek temperált területen kell haladnia. Szokásossá vált a vízzel telt csövek fagyvédelmére az elektromos kísérő fűtőszál alkalmazása a fagyveszélynek kitett helyeken, azonban ezek a legtöbb esetben nem megfelelő gondossággal készülnek, ez pedig hiba. A fűtőszál mechanikai és egyéb védelméről is gondoskodni kell, a karbantartási tevékenységben pedig a szeptemberi (vagy 3. negyedévi) „téliesítési” műveletben illik sort keríteni a fűtőszál épségének ellenőrzésére. A biztonság kedvéért a fűtőszál áramfelvételét folyamatosan ellenőrizzük, és ennek hiányát érzékeljük is, melynek következtében a tűzjelző felé üzemzavar-jelet küldünk, hogy időben elháríthassák a fűtőszál működésének hiányából bekövetkező üzemzavart fagyveszély esetén. (Ha nem, akkor bizony a csővezeték szétfagy, az oltóvíz-szivattyúk pedig az oltóvíztartály összes vizével óriási jégpályát hoznak létre.) Tehát egy ilyen jelentéktelen apróság a létesítmény működését hetekre megakadályozhatja.
Az oltórendszer javítási költségei a teljes kivitelezési költséggel egy nagyságrendbe esnek, a másodlagos vízkárok határa pedig a csillagos ég.
És ezzel még nem vagyunk túl a száraz sprinklerek elrontásának lehetőségein. Murphy száraz sprinklerekre vonatkozó törvénye így hangzik, és a legigazabb: „Amit el lehet rontani, azt el is rontják”.
Tapasztalataink szerint a száraz sprinklerek többségének kivitelezését olyan cégek végzik, amelyek nem gyakorlottak ebben a feladatban. A menetes csatlakozásoknál a nem megfelelő menettömítő anyag és az alkalmazott rossz tömítéstechnika okoz gondot. Ráadásul ez a probléma „időzített bomba”-ként működik, mert a műszaki átadás előtti víznyomás-próbákon a csővezetékek a vízben bedagadt tömítéseikkel jelesre vizsgáznak, csak 2-3 hét vagy több hónap múlva indul be naponta egy-két alkalommal a száraz rendszer, miután a tömítések kiszáradtak.
A tömítetlenségeken keresztül elszivárog a préslevegő, a nyomás leesik, a riasztószelep kinyit, és a száraz csővezetékrendszerbe betódul a víz. Általában percek kérdése az elfagyás, és 1-2 óráé a totális szétfagyás.

 

3. kép: Réz- és vascső összeépítésekor lejátszódó korrózió. Két azonos fém esetén is lejátszódik (réz- és vascső összeépítésekor)

Néhány szó a speciális korróziós problémákról:

a száraz sprinkler-rendszer olyan beépített oltóberendezés, amiben a vezetékrendszer a riasztószeleptől a szórófejekig sűrített levegővel van feltöltve. Erre akkor van szükség, ha olyan területeket kell védeni, ahol fagyveszély áll fenn, vagy 70 °C-nál magasabb környezeti hőmérséklettel lehet tartósan számolni. A levegő túlnyomását a sprinkler-központban, -gépházban elhelyezett kompresszorral biztosítják az esetek zömében, néha csatlakozik az üzemek, gyárak sűrített levegőhálózatára. A kompresszor a környezeti levegő nyomását megnöveli, ezáltal annak hőmérséklete megemelkedik, és relatív páratartalma is megváltozik. A jelenség a Mollier-féle „i-x” diagramon jól lekövethető.
Téli időszakban a vezetékbe pumpált felmelegedett levegő lehűl, egészen a környezeti hőmérsékletig. Hőmérsékletcsökkenés közben eléri a „harmatponti” hőmérsékletet, ekkor a levegőben lévő vízgőz kondenzálódik a nagyobb nyomáshoz tartozó csővezeték belső felületén. (Megjegyzés: nyáron is van kondenzáció, a kompresszor lényegesen melegebb levegőt állít elő, mint a külső hőmérséklet, és a csővezetékrendszerekben lehűlve kicsapódik, de legalább nem fagy meg.)
Eddig az emlékeztető. De mennyi kondenzátummal lehet számolni? Amennyiben tökéletes rendszert feltételezünk, ahol nem lép fel tömítetlenség, akkor könnyen meghatározható az első üzembe helyezés utáni kondenzátum-kiválás, illetve hideg idő beköszöntekor a változó mennyiségű kondenzátum keletkezése. (A rendszer térfogata ismert, a hőmérsékletváltozás ismert, illetve egyszerű méréssel meghatározható. E két érték ismeretében, és használva a korábban említett Mollier-féle, a nedves levegő állapotváltozását leíró diagramot, a kicsapódó víz mennyiség meghatározható.)
Ez a folyadékmennyiség a riasztószelep felett összegyűlik, ha a vezetéket annak irányába monoton lejtéssel szerelték, vagy adott ponton egy alkalommal leüríthető.
Abban az esetben, amikor a kivitelezésbe hiba csúszik; a lejtés nem megfelelő, a vezeték tömítetlen, a vezeték anyaga nem homogén, akkor az alábbi hibákkal kell szembesülnünk:
- A tömítetlenségből adódóan a kompresszor folyamatosan friss nedves levegővel tölti fel a rendszerünket.
- A nedvesség kondenzálódik a vezeték belső felületén, majd egy aktuális mélyponton összegyűlik és pang.
- A pangó víz nemcsak fagyveszélyt, hanem komoly korrózióforrást is jelent. A korrózió sebessége mindig a vízvonal feletti keskeny sávban a legnagyobb. (Levegővel érintkező vizes közegben az oldott oxigén minden nálánál nagyobb negatív potenciálú fém korrózióját előidézheti.)

 

4. kép: száraz sprinkler-főszelep

A korrózió elleni védelemre

általában nem fordítanak elegendő figyelmet. A néhai 2/2002. BM rendeletben „a csővezeték külső felületét korrózió ellen védeni kell” mondattal elintézték a dolgot. Az újabban használt MszEN szabvány utal rá, hogy száraz rendszert horganyzott vezetékből kell építeni.
Manapság egyre elterjedtebb, hogy a horganyzott csővezetékeket forrasztásos technológiával kötik össze. Ez a műszaki megoldás kiválóan alkalmazható minden olyan rendszerre, amiben teljes keresztmetszeten folyadék áramlik. Abban a sprinkler-rendszerben, ahol ki tud alakulni úgynevezett vízzsák, komoly korróziós veszéllyel kell szembenézni. Ez az elektrokémiai korrózió. Ha figyelembe vesszük a kompresszor által szállított levegő összetételét – különösen egy mélygarázs esetén –, akkor beláthatjuk, hogy az a levegő tartalmaz CO2, SO2, NO2 és egyéb gázokat. A vezetékrendszer minden öblítés ellenére tartalmazhat szilárd szennyeződéseket, esetleg sókat. Ezek rendkívül hatékony elektrolitot fognak létrehozni. Ha elektrolitba két különböző fémet merítünk, akkor az elektrokémiai potenciálkülönbség hatására az egyik anódként fog viselkedni, és egyszerűen elfogy (galvánelem).
De honnan a két különböző fém, amikor minden horganyzott vezetékből készült? Két különböző fémnek vehetünk egy forrasztott csőkötést, egy hegesztett csőkötést vagy egy olyan csőszakaszt, amit hidegen kicsit meghajlítottak (1. ábra). (Itt a hajlítás hatására a húzott és a nyomott oldalon a fém rácsszerkezete deformálódik, azaz már nem lesz homogén szerkezetű a vezeték.) Előfordul, hogy a kivitelezés során éppen a mélypontra beépített, nem kellően kivállazott ürítő csonk lesz a korrózió gócpontja.
 Ismereteink alapján tökéletes korrózióvédelem a gépészmérnöki gyakorlatban nincsen. A korrózió sebességét azonban le lehet jelentősen csökkenteni, és ezzel növelhető az élettartam.

 

5. kép: Amikor a gyorslégtelenítők sem "bírják" a telet

 Számos „utánszerelt” száraz sprinklert készítettünk más kivitelező cég után, ami számunkra hálás munka, hiszen minden alkatrész kész, csak újra össze kell rakni, azonban az egész rendszer újraszerelésének költsége ismét a megrendelőt terheli. De félre a sötét vállalkozói gondokkal, és vegyük fel az elejtett fonalat a tömítetlen száraz sprinklerek lelki életével, mert ott sajnos ráadásul minél kisebb a tömítetlenség, annál később veszik észre a hibát, és annál nagyobb bajt okoz. A kis tömítetlenség levegőveszteségét ugyanis a kompresszor pótolni tudja, és nagy mennyiségű friss, környezeti levegőt komprimál a csővezetékrendszerbe, mely azonban mindig tartalmaz vízgőzt (párát) is, ha ez nem is látszik, és ez újabb fagyveszély forrása. Ennek mértéke, lekondenzálása, a relatív páratartalom fogalma a Mollier-féle „i-x” diagramon követhető nyomon, mint fentebb írtuk.
Nem találtunk az eddigiekben más cég által készített olyan száraz rendszert, ahol a sprinkler csővezetékrendszerbe benyomott levegőt szárították volna, azonban a levegőszárító hiánya a fentiek miatt szintén meghibásodáshoz vezet, ahogy ezt a következőkben leírt példa is alátámasztja.
A kompresszor a környezeti, például 40%-os relatív nedvességtartalmú és -2 °C hőmérsékletű, 1 bar abszolút nyomású levegőt 8 bar-ra komprimálja. A komprimálástól felmelegedett levegő a környezeti hőmérsékletű száraz sprinkler csővezetékrendszerében lehűl a környezeti hőmérsékletre, tehát cca. -2 °C hőmérsékletre, de előbb a „harmatpontjánál” lecsapódik a cső falán (mint a hideg jénai üvegfedőn a forró víz gőze, vagy a gépkocsi ablakának belső felén a pára), itt azonban a víz azonnal meg is fagy. A berendezés először üzemképtelen lesz a jégdugók miatt, majd szétfagy. A tömítetlen száraz sprinklert legjobb azonnal teljesen újraszerelni, mert az első szétfagyásnál további hibák is keletkeznek, ha nem volt eredetileg elég.
 

Más problémája nem lehet a száraz sprinklernek, ugye?

Sajnos a hibalehetőségek listája ezzel még nem ért véget. A sprinkler-berendezés száraz részének csővezetékrendszerét monoton lejtéssel kell szerelni a száraz riasztószelep irányában, abban egyetlen kanyar, könyök, fitting, (csővezeték)kerülés nem lehet, amely megsértené a folyamatos lejtés szabályát.
A tervezőnek és a kivitelezőnek itt kell igazán a helyzet magaslatán állnia, és ráadásul „ellenszélben” kell dolgozniuk. A sprinkler-berendezés ugyanis a leginkább „mostohagyermek” (a beruházók, fővállalkozók, üzemeltetők sokszor „műtyúkszemnek”, hatóságilag előírt csapásnak, felesleges költségnek, funkcionálisan jelentéktelen bonyodalomnak tekintik a beépített oltóberendezést), ezért minden más, „hasznos” szakág mögé sorolják időben is és fontosságát tekintve is. Tehát a világítás elektromos kábelei és lámpatestei, a szellőzés, fűtés, klíma és a többi épületgépészeti szerelvény és nyomvonali berendezés mind megelőzi a sprinklert, de úgy, hogy a legtöbb „fontos” épületgépészeti szerelés a technológiai gépészethez és az építészethez alkalmazkodik, és az alá van rendelve. Ha indiai képet írunk le a sprinklerről, akkor az érinthetetlenek kasztjába sorolhatjuk a közvélekedés szerint.
10-20 évvel ezelőtt minden szakág részletes diszpozíciós és csőtervvel volt megtervezve, az utolsó alkatrészig, fittingig lerajzolva, kiírva, ahol a szakmák berendezés- és nyomvonali elemei egyeztetve voltak egymáshoz. A generálterv részletes organizációs fejezetet tartalmazott a szakmák együtt- és egymás után dolgozására, és az összes szakma kivitelezési ütemtervét részletesen összefésülték. Ma már erről szó sincs, minden terv, köztük a sprinkler is csak olyan mélységű, hogy azzal szerződni lehessen a munkára, és létesítési engedélyre be lehessen nyújtani a tűzoltóságnak. A többi szakág még elnagyoltabb tervekből dolgozik, és sajnálatos módon mindenki egymás ellen. Aki előbb odajut, az jobb pozícióban van berendezés-elemei elhelyezéséhez - aki kapja, marja elven.

6. kép Magasraktári elfagyás jégcsapokkal

Ebben a dzsungelben kell tehát a száraz sprinkler - esetenként több kilométer hosszú - csővezetékrendszerét hibamentesen összeszerelni.

 

A száraz sprinkler-berendezés

hatósági engedélyezési munkáit említve el kell ismerni, hogy a beépített oltóberendezést használatba vevő hatóságnak (a hivatásos tűzoltóságnak) rendkívül nehéz a dolga az engedélyezésénél. A vázlatos jellegű engedélyezési tervből nem lehet „megjósolni”, hogy a beépített oltóberendezés megbízhatóan működik-e majd, de az I. fokú hatóságnak mégis határozatot kell kiadni az engedélyezési kérelemről. A tervezést és engedélyezést az új 2/2008. OTSZ és az MszEN-12845 szabvány segíti.
Az elkészült rendszer megítélése szintén rendkívül nehéz. A tűzivíz-ellátás berendezéseit (tartály, szivattyúk, gépházi csővezetékrendszer) ugyan meg lehet érdemben vizsgálni, de a sprinkler-csőhálózat vizsgálata az esetenként 12-17 m magas létesítményben kimerül abban, hogy a mennyezeten lévő apró sprinkler-alkatrészeket szemrevételezik (esetleg távcsővel), és ezen kívül a riasztószelep-teszt(ek)et szokták elvégezni az üzembe helyezési procedúrán – tehát semmi lényeges, ami a száraz sprinkler-rendszer megbízhatóságára némi garanciát adna.

7. kép: Az üríthetőség csőjde

A fentiekben ismertetett problémák ellenére a száraz sprinkler a legelterjedtebb oltástechnika, akár a beépített oltórendszerrel védett alapterületet, akár a létesítmények légköbméterét vesszük alapul. Egy tökéletesen megszerelt és kivitelezett száraz sprinkler-rendszer tökéletes biztonságot nyújt, általában a legalacsonyabb áron, a referenciák már évtizedek óta kifogástalanul működnek.
És mit hoz a holnap a száraz sprinklerek területén? További fejlődést! Már dörömböl az új sprinkler-technika fejlesztése, a „Quell system”, azaz a vadonatúj, jelen pillanatban a legnagyobb oltási kapacitású rendszer bevezetés előtt áll! Fagyveszélyes magasraktárak védelmében bizonyára széles körben elterjed.
 

Koczka Sándor okl. gépészmérnök
Döme Balázs okl. gépészmérnök

---