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スプリンクラーヘッドと周辺部材について

今回は仕事で設計の方から質問がありスプリンクラーヘッドのことについて調べたので、そのついでにスプリンクラーヘッド及びその周辺の部材についてブログに書くことにしました。

たまに見かけるスプリンクラーヘッドの上についているまるいお皿について。

これは集熱板だと、みんなそう呼んでいたはずなのですが。

しかし、2年前に行った消防設備士の免許更新の講習で実はこれは集熱板ではないという、かなり衝撃の事実を知らさせて個人的にはびっくりと言うか、そぉなんだ、と思わされたことがありまして…。

tsu234ta によるPhoto AC よりの画像

集熱板というものは存在しない、今は防護板と呼ばれている

集熱板と言われたら字のごとく、火事などになった際にその熱を受け止めてヘッドへ伝えることにより間違いなく作動するために設置するものと思っていました。

しかし、講師の方が実験の結果、集熱板と呼ばれていたまるい板にはあまり集熱効果がないことがわかった、という話をし始めたので眠気が吹き飛んだのですが。

最近では集熱板とは呼ばずに防護板と呼んでいるとの説明。

更新講習のテキストにも集熱効果が認められないという記載があり、思わずアンダーラインを引いてしまいました。

防護板の設置例 消防設備士講習用テキスト消火設備より

読んでみると、平成10年(1998年)には他のヘッドからの被水を防止するものと位置付けられたと書いてありますから、ずいぶん前から集熱板ではないという話はあったことがわかります。

それで昔、消防設備士の試験勉強をした時の問題集H13年版ですが、これも見てみたら、もうすでに集熱板ではなく「ほかのスプリンクラーヘッドから散水された水がかかるのを防止する装置」と書かれていました。

ということは‥集熱板という認識は逆にただ私の思い込みだったということになります。

いや、試験勉強する時点ですでに集熱板という名称は出てきていないので、自分の記憶力や事実の認識がいかに適当で曖昧かを再認識させられました。

でもね、15年前くらいでしょうか、そのころスケルトンで施工した現場で集熱板をつけなさいと上司から言われて何個か発注して取り付けた記憶があります、絶対「集熱板」と呼んでいました。

呼び方も、取り付ける目的も間違っていたということになりますが‥。

まあ、当時の消防検査も通ったし、いまはそのお店も存在していないから完全に過去の歴史として闇に葬りますが。

とにかく、スプリンクラーヘッドの上のまるいお皿は防護板という名称で他のスプリンクラーヘッドの放水による被水を避けるためのものであるということです。

防護板の設置例 消防設備士講習用テキスト消火設備より

スプリンクラーヘッドの種類について

ヘッドの種類について、上記の表のようになります。

閉鎖型ヘッドの1種と2種というのは感度の種別のことで、1種はr=2.3m以上、高感度であればr=2.6m以上のものもあります。

2種はr=2.3mでr=2.6m以上のものは設置できません。

消防設備士1類の試験でもよく問われる内容になりますがヘッドの表示温度と最高周囲温度についての表が以下になります。

ヘッド本体の集熱部あるいはデフレクターの中心部に色別されています。

スプリンクラーヘッドの設置個数と必要水源水量

スプリンクラーヘッドの必要個数、この個数は火災時に同時開放するヘッドの個数です。

これは防火対象物の種類とヘッドの種類により下の表のようになります。

防火対象物とヘッドの種類によるヘッドの必要個数 衛生設備計画設計の実務の知識より

また、必要となる水源水量は上の表から算出した個数に下記の表の右の欄の水量を掛け算して求めます。

ヘッドの種類と必要水源水量 衛生設備計画設計の実務の知識より

例えば地階を除く階数が8階の事務所ビルの場合、標準型ヘッドであれば必要な個数は10個です。

必要な水源水量は

1.6m3/個 × 10個 =16m3

となります。

ヘッドの必要個数は10階までの建築物であれば10個、11階以上だと15個になります。

建築物の床面積に比例して増えるような考えではなく、初期消火にどれくらいのヘッドが必要か、という考え方であることを覚えておいた方が良いです。

改修工事などで床面積が多少増えたからといってスプリンクラーの水源水量まで増えることはあまりないということです。

スプリンクラー設備について

今回は大型のショッピングモールなどにはだいたい設置されているスプリンクラー設備について説明します。消火栓や消火器など他の消火設備と比較してもその初期消火能力は高く資料によって数値は異なりますが初期消火の成功率はおおむね90%というところです。

cellulaimpazzita さんによるpixabayからの画像

スプリンクラー設備の概要

スプリンクラー設備の設置基準は消防法施行令第12条〈スプリンクラーに関する基準)に示されています。

おおまかに言ってしまうと消防法施行令別表の(4)項と(6)項イ(1)~(3)に分類される百貨店と入院することのできる病院は3000m2以上、(1)~(3)と(5)項イに分類される劇場、映画館、飲食店、旅館、ホテルは6000m2以上で設置が必要です。

その他に地下階や地下街は1000m2以上で必要、11階以上の階には必要となるなどがありますが詳細は建築関係法令集や建築消防アドバイスで確認してみてください。

ちなみにスプリンクラー設備の設置基準には消火栓設備のような耐火建築物の場合の面積を3倍や2倍で考えることができるような緩和はありません。

スプリンクラー設備の概略図を下に示します。

スプリンクラー設備の概略図
閉鎖型・湿式の例になります

湿式のスプリンクラー設備のオーソドックスな形になります。

スプリンクラー設備は水源となる水槽、スプリンクラー用のポンプ、呼水槽、圧力チャンバー、制御盤、各階に設置される流水検知装置、スプリンクラーヘッド、末端試験弁、屋上に設置される補助高置水槽などで構成されます。

補助高置水槽は補助加圧ポンプが設置される場合以外は設置します。

スプリンクラー配管の内部を充水しておくために必要になります。

また、ヘッドが感熱開放して(ヒューズがはじけて)しばらくは配管内の水が放出されるので、その減水に対する補助という意味合いで補助水槽が設置されています。

スプリンクラーヘッドから放水が始まると配管内の圧力が低下し規定値以下になると圧力チャンバーと圧力スイッチが反応してポンプが起動します。

スプリンクラー設備の分類

1.閉鎖型・湿式

配管内が常時、充水加圧されておりヘッドが感熱開放すると同時に放水が始まります。

2.閉鎖型・乾式

流水検知装置として乾式弁を設けています。

流水検知装置の二次側は圧縮空気で満たされており、火災時に感熱開放して圧力が下がるとポンプから水が圧送され散水されます。

寒冷地などの凍結の恐れがある地域で採用される方式になります。

3.予作動式

上記の乾式と同様に通常は流水検知装置の二次側は圧縮空気が充填されています。

火災時に火災感知器に連動して予作動式流水検知装置が開き二次側へ送水されます。

続いて、ヘッドが感熱開放すると散水が開始されます。

誤作動による水損事故があってはならない電算室やサーバールームなどに採用されます。

4.開放式

防護対象の区画ごとに一斉開放弁を設け、その一時側は充水加圧されています。

火災時にこの一斉開放弁を開きそれ以降の全てのヘッドから散水する多量放出方式となります。

開放型は舞台部などに採用されます。

スプリンクラーヘッドの配置

スプリンクラーヘッドの水平方向0.3mおよび下方0.45m以内にものがある場合は散水障害とみなされるため何もあってはいけません。

スプリンクラーヘッドは下記表の半径の円で建物内を包含できるように配置します。

円と円は必ず重なり合わせて散水範囲から外れる箇所が無いように配置します。

スプリンクラーヘッドの性能

スプリンクラーヘッドの放水圧力は0.1Mpa以上とし放水量は一般のヘッドで80L/minとします。

事務室などの一般室には表示温度79℃未満のヘッドで最高周囲温度は39℃の設定になります。

厨房や湯沸し室には表示温度79℃以上121℃未満の周囲温度39℃以上64℃未満の設定のヘッドを取り付けます。

まだ話すべき論点はありますがスプリンクラーについてはいろいろと規定や種類が多くちょっと書ききれないのでこの辺にしておきます。

たまに既存利用の改修現場でスプリンクラーの配管内に充水されたまま工事を進める現場があります。

数年に一度、ヘッドにハンマーが当たってしまったり冷媒配管のロウ付けで使用するトーチの火で感熱開放してしまい水浸しになる現場があります。

80L/minというのは流しの水栓5個をほぼ全開したのと同じくらいの水量ですからあっという間に床一面水たまり状態になります。

スプリンクラーからの放水をくらった職人さんは一瞬で全身ずぶ濡れです。

置いてある資材への影響や下階への漏水による営業補償など大きな損害を出す可能性があります。

配管内に充水したまま作業をする場合はスプリンクラー注意などの札をヘッドから下げるなどして作業する際に近づかないように察知できるような対策が必要になります。