Système de brouillard d'eau haute pression
Introduction
Principe du brouillard d'eau
Le brouillard d'eau est défini dans la norme NFPA 750 comme un jet d'eau pour lequel le Dv0,99, pour la distribution volumétrique cumulée pondérée en fonction du débit des gouttelettes d'eau, est inférieure à 1 000 microns à la pression de fonctionnement minimale de conception de la buse de brouillard d'eau. Le système de brouillard d’eau fonctionne à haute pression pour fournir de l’eau sous forme d’un fin brouillard atomisé. Cette brume se transforme rapidement en vapeur qui étouffe le feu et empêche l'oxygène de l'atteindre. En même temps, l’évaporation crée un effet de refroidissement important.
L'eau a d'excellentes propriétés d'absorption de chaleur, absorbant 378 KJ/Kg. et 2257 KJ/Kg. à convertir en vapeur, plus une expansion d'environ 1 700 : 1. Afin d’exploiter ces propriétés, la surface des gouttelettes d’eau doit être optimisée et leur temps de transit (avant d’atteindre les surfaces) maximisé. Ce faisant, la suppression des incendies de surface avec flammes peut être obtenue par une combinaison de
1.Extraction de la chaleur du feu et du combustible
2.Réduction de l'oxygène par étouffement de vapeur au niveau du front de flamme
3.Blocage du transfert de chaleur radiante
4.Refroidissement des gaz de combustion
Pour qu'un incendie survive, il dépend de la présence des trois éléments du « triangle du feu » : l'oxygène, la chaleur et les matières combustibles. Le retrait de l’un de ces éléments éteindra un incendie. Un système de brouillard d’eau à haute pression va plus loin. Il s'attaque à deux éléments du triangle du feu : l'oxygène et la chaleur.
Les très petites gouttelettes d’un système de brouillard d’eau à haute pression absorbent rapidement tellement d’énergie qu’elles s’évaporent et se transforment en eau en vapeur, en raison de leur grande surface par rapport à la petite masse d’eau. Cela signifie que chaque gouttelette se dilatera environ 1 700 fois lorsqu'elle se rapprochera du matériau combustible, ce qui entraînera le déplacement de l'oxygène et des gaz combustibles du feu, ce qui signifie que le processus de combustion manquera de plus en plus d'oxygène.
Pour lutter contre un incendie, un système de gicleurs traditionnel répand des gouttelettes d'eau sur une zone donnée, qui absorbent la chaleur pour refroidir la pièce. En raison de leur grande taille et de leur surface relativement petite, la majeure partie des gouttelettes n’absorbe pas suffisamment d’énergie pour s’évaporer et tombe rapidement sur le sol sous forme d’eau. Le résultat est un effet de refroidissement limité.
En revanche, le brouillard d’eau à haute pression est constitué de très petites gouttelettes qui tombent plus lentement. Les gouttelettes de brouillard d’eau ont une grande surface par rapport à leur masse et, lors de leur lente descente vers le sol, elles absorbent beaucoup plus d’énergie. Une grande quantité d’eau suivra la ligne de saturation et s’évaporera, ce qui signifie que le brouillard d’eau absorbe beaucoup plus d’énergie de l’environnement et donc du feu.
C'est pourquoi le brouillard d'eau à haute pression refroidit plus efficacement par litre d'eau : jusqu'à sept fois mieux que ce qui peut être obtenu avec un litre d'eau utilisé dans un système d'arrosage traditionnel.
Introduction
Principe du brouillard d'eau
Le brouillard d'eau est défini dans la norme NFPA 750 comme un jet d'eau pour lequel le Dv0,99, pour la distribution volumétrique cumulée pondérée en fonction du débit des gouttelettes d'eau, est inférieure à 1 000 microns à la pression de fonctionnement minimale de conception de la buse de brouillard d'eau. Le système de brouillard d’eau fonctionne à haute pression pour fournir de l’eau sous forme d’un fin brouillard atomisé. Cette brume se transforme rapidement en vapeur qui étouffe le feu et empêche l'oxygène de l'atteindre. En même temps, l’évaporation crée un effet de refroidissement important.
L'eau a d'excellentes propriétés d'absorption de chaleur, absorbant 378 KJ/Kg. et 2257 KJ/Kg. à convertir en vapeur, plus une expansion d'environ 1 700 : 1. Afin d’exploiter ces propriétés, la surface des gouttelettes d’eau doit être optimisée et leur temps de transit (avant d’atteindre les surfaces) maximisé. Ce faisant, la suppression des incendies de surface avec flammes peut être obtenue par une combinaison de
1.Extraction de la chaleur du feu et du combustible
2.Réduction de l'oxygène par étouffement de vapeur au niveau du front de flamme
3.Blocage du transfert de chaleur radiante
4.Refroidissement des gaz de combustion
Pour qu'un incendie survive, il dépend de la présence des trois éléments du « triangle du feu » : l'oxygène, la chaleur et les matières combustibles. Le retrait de l’un de ces éléments éteindra un incendie. Un système de brouillard d’eau à haute pression va plus loin. Il s'attaque à deux éléments du triangle du feu : l'oxygène et la chaleur.
Les très petites gouttelettes d’un système de brouillard d’eau à haute pression absorbent rapidement tellement d’énergie qu’elles s’évaporent et se transforment en eau en vapeur, en raison de leur grande surface par rapport à la petite masse d’eau. Cela signifie que chaque gouttelette se dilatera environ 1 700 fois lorsqu'elle se rapprochera du matériau combustible, ce qui entraînera le déplacement de l'oxygène et des gaz combustibles du feu, ce qui signifie que le processus de combustion manquera de plus en plus d'oxygène.
Pour lutter contre un incendie, un système de gicleurs traditionnel répand des gouttelettes d'eau sur une zone donnée, qui absorbent la chaleur pour refroidir la pièce. En raison de leur grande taille et de leur surface relativement petite, la majeure partie des gouttelettes n’absorbe pas suffisamment d’énergie pour s’évaporer et tombe rapidement sur le sol sous forme d’eau. Le résultat est un effet de refroidissement limité.
En revanche, le brouillard d’eau à haute pression est constitué de très petites gouttelettes qui tombent plus lentement. Les gouttelettes de brouillard d’eau ont une grande surface par rapport à leur masse et, lors de leur lente descente vers le sol, elles absorbent beaucoup plus d’énergie. Une grande quantité d’eau suivra la ligne de saturation et s’évaporera, ce qui signifie que le brouillard d’eau absorbe beaucoup plus d’énergie de l’environnement et donc du feu.
C'est pourquoi le brouillard d'eau à haute pression refroidit plus efficacement par litre d'eau : jusqu'à sept fois mieux que ce qui peut être obtenu avec un litre d'eau utilisé dans un système d'arrosage traditionnel.
1.3 Introduction du système de brouillard d’eau à haute pression
Le système de brouillard d’eau à haute pression est un système unique de lutte contre les incendies. L'eau est forcée à travers des micro-buses à très haute pression pour créer un brouillard d'eau avec la répartition de la taille des gouttelettes de lutte contre l'incendie la plus efficace. Les effets d'extinction assurent une protection optimale par refroidissement, grâce à l'absorption de chaleur, et par inertage grâce à la dilatation de l'eau d'environ 1 700 fois lors de son évaporation.
1.3.1 L'élément clé
Buses de brouillard d'eau spécialement conçues
Les buses de brouillard d'eau haute pression sont basées sur la technique des micro-buses uniques. En raison de leur forme particulière, l'eau acquiert un fort mouvement de rotation dans la chambre de turbulence et se transforme extrêmement rapidement en un brouillard d'eau qui est projeté à grande vitesse dans le feu. Le grand angle de pulvérisation et la forme de pulvérisation des micro-buses permettent un espacement élevé.
Les gouttelettes formées dans les têtes de buses sont créées avec une pression comprise entre 100 et 120 bars.
Après une série de tests intensifs au feu ainsi que de tests mécaniques et de matériaux, les buses sont spécialement conçues pour le brouillard d'eau à haute pression. Tous les tests sont effectués par des laboratoires indépendants afin de répondre aux exigences très strictes de l'offshore.
Conception de la pompe
Des recherches intensives ont conduit à la création de la pompe haute pression la plus légère et la plus compacte au monde. Les pompes sont des pompes à pistons multiaxiaux fabriquées en acier inoxydable résistant à la corrosion. La conception unique utilise de l'eau comme lubrifiant, ce qui signifie qu'un entretien de routine et un remplacement des lubrifiants ne sont pas nécessaires. La pompe est protégée par des brevets internationaux et est largement utilisée dans de nombreux segments différents. Les pompes offrent jusqu'à 95 % d'efficacité énergétique et de très faibles pulsations, réduisant ainsi le bruit.
Vannes hautement résistantes à la corrosion
Les vannes haute pression sont fabriquées en acier inoxydable et sont hautement résistantes à la corrosion et à la saleté. La conception du bloc collecteur rend les vannes très compactes, ce qui les rend très faciles à installer et à utiliser.
1.3.2 avantages du système de brouillard d'eau à haute pression
Les avantages du système de brouillard d’eau haute pression sont immenses. Contrôler/éteindre le feu en quelques secondes, sans utiliser d'additifs chimiques et avec une consommation d'eau minimale et presque aucun dégât des eaux, c'est l'un des systèmes de lutte contre l'incendie les plus respectueux de l'environnement et les plus efficaces disponibles, et il est totalement sans danger pour les êtres humains.
Utilisation minimale d'eau
• Dégâts d'eau limités
• Dommages minimes dans le cas peu probable d'une activation accidentelle
• Moins besoin d'un système de pré-action
• Un avantage lorsqu'il y a une obligation de puiser l'eau
• Un réservoir est rarement nécessaire
• Protection locale pour une lutte contre l'incendie plus rapide
• Moins de temps d'arrêt en raison de faibles dégâts d'incendie et d'eau
• Risque réduit de perte de parts de marché grâce à la reprise rapide de la production
• Efficace – également pour lutter contre les incendies de pétrole
• Réduire les factures ou les taxes d'approvisionnement en eau
Petits tuyaux en acier inoxydable
• Facile à installer
• Facile à manipuler
• Sans entretien
• Conception attrayante pour une incorporation plus facile
• Haute qualité
• Haute durabilité
• Rentable pour le travail à la pièce
• Raccord à pression pour une installation rapide
• Espace facile à trouver pour les tuyaux
• Facile à mettre à niveau
• Facile à plier
• Peu de raccords nécessaires
Buses
• La capacité de refroidissement permet l'installation d'une fenêtre en verre dans la porte coupe-feu
• Espacement élevé
• Peu de buses – architecturalement attrayant
• Refroidissement efficace
• Refroidissement des fenêtres : permet d'acheter du verre moins cher
• Temps d'installation court
• Conception esthétique
1.3.3 Normes
1. NFPA 750 – édition 2010
2 Description du SYSTÈME et composants
2.1 Introduction
Le système HPWM sera composé d'un certain nombre de buses reliées par une tuyauterie en acier inoxydable à une source d'eau à haute pression (unités de pompage).
2.2 Buses
Les buses HPWM sont des dispositifs de précision, conçus en fonction de l'application du système pour délivrer un jet de brouillard d'eau sous une forme garantissant la suppression, le contrôle ou l'extinction des incendies.
2.3 Vannes de section – Système à buse ouverte
Des vannes de section sont fournies avec le système de lutte contre l'incendie par brouillard d'eau afin de séparer les sections d'incendie individuelles.
Des vannes de section en acier inoxydable pour chacune des sections à protéger sont fournies pour être installées dans le système de canalisations. La vanne de section est normalement fermée et ouverte lorsque le système d'extinction d'incendie fonctionne.
Un agencement de vannes de section peut être regroupé sur un collecteur commun, puis la tuyauterie individuelle vers les buses respectives est installée. Les vannes de section peuvent également être fournies séparément pour être installées dans le système de canalisations à des endroits appropriés.
Les vannes de section doivent être situées à l'extérieur des locaux protégés si cela n'est pas dicté par des normes, des règles nationales ou des autorités.
Le dimensionnement des vannes de section est basé sur la capacité de conception de chacune des sections individuelles.
Les vannes de section du système sont fournies sous forme de vanne motorisée à commande électrique. Les vannes de section motorisées nécessitent normalement un signal de 230 VCA pour fonctionner.
La vanne est préassemblée avec un pressostat et des vannes d'isolement. L'option de surveillance des vannes d'isolement est également disponible avec d'autres variantes.
2.4Pompeunité
L'unité de pompage fonctionnera généralement entre 100 bars et 140 bars avec des débits de pompe simples compris entre 100 l/min. Les systèmes de pompe peuvent utiliser une ou plusieurs unités de pompe connectées via un collecteur au système de brouillard d'eau pour répondre aux exigences de conception du système.
2.4.1 Pompes électriques
Lorsque le système est activé, une seule pompe sera démarrée. Pour les systèmes intégrant plus d’une pompe, les pompes seront démarrées séquentiellement. Le débit devrait-il augmenter en raison de l'ouverture de plusieurs buses ? la ou les pompes supplémentaires démarreront automatiquement. Seul le nombre de pompes nécessaire pour maintenir le débit et la pression de fonctionnement constants compte tenu de la conception du système fonctionnera. Le système de brouillard d'eau haute pression reste activé jusqu'à ce que le personnel qualifié ou les pompiers éteignent manuellement le système.
Unité de pompe standard
L'unité de pompage est un ensemble combiné unique monté sur patins composé des ensembles suivants :
| Unité de filtration | Réservoir tampon (dépend de la pression d'entrée et du type de pompe) |
| Mesure de débordement de réservoir et de niveau | Entrée du réservoir |
| Tuyau de retour (peut avantageusement être conduit à la sortie) | Collecteur d'admission |
| Collecteur de conduite d'aspiration | Unité(s) de pompe HP |
| Moteur(s) électrique(s) | Collecteur de pression |
| Pompe pilote | Panneau de contrôle |
2.4.2Panneau de l'unité de pompe
Le panneau de commande du démarreur de moteur est monté en standard sur l'unité de pompage.
Alimentation commune en standard : 3x400V, 50 Hz.
La ou les pompes sont démarrées directement en ligne en standard. Le démarrage amorçage-triangle, le démarrage progressif et le démarrage par convertisseur de fréquence peuvent être fournis en option si un courant de démarrage réduit est nécessaire.
Si l'unité de pompage est composée de plusieurs pompes, un contrôle temporel pour le couplage progressif des pompes a été introduit afin d'obtenir une charge de démarrage minimale.
Le panneau de commande a une finition standard RAL 7032 avec un indice de protection IP54.
Le démarrage des pompes s'effectue de la manière suivante :
Systèmes secs – À partir d'un contact de signal sans potentiel fourni sur le panneau de commande du système de détection d'incendie.
Systèmes humides – D'une chute de pression dans le système, surveillée par le panneau de commande du moteur de l'unité de pompe.
Système à pré-action – Besoin d'indications provenant à la fois d'une chute de pression d'air dans le système et d'un contact de signal sans potentiel fourni au panneau de commande du système de détection d'incendie.
2.5Informations, tableaux et dessins
2.5.1 Buse
Des précautions particulières doivent être prises pour éviter les obstructions lors de la conception de systèmes de brouillard d'eau, en particulier lors de l'utilisation de buses à faible débit et à petites gouttelettes, car leurs performances seront affectées par les obstructions. Cela est dû en grande partie au fait que la densité de flux est obtenue (avec ces buses) par l'air turbulent à l'intérieur de la pièce, permettant au brouillard de se propager uniformément dans l'espace. En cas d'obstruction, le brouillard ne pourra pas atteindre sa densité de flux dans la pièce. car il se transformera en gouttes plus grosses lorsqu'il se condensera sur l'obstruction et s'égouttera plutôt que de se propager uniformément dans l'espace.
La taille et la distance aux obstructions dépendent du type de buse. Les informations peuvent être trouvées sur les fiches techniques de la buse spécifique.
Fig 2.1 Buse
2.5.2 Unité de pompage
| Taper | Sortir l/min | Pouvoir KW | Unité de pompage standard avec panneau de commande L xlxh mm | Oulet mm | Poids de la pompe kg environ |
| XSWB100/12 | 100 | 30 | 1960×430×1600 | Ø42 | 1200 |
| XSWB200/12 | 200 | 60 | 2360×830×1600 | Ø42 | 1380 |
| XSWB300/12 | 300 | 90 | 2360×830×1800 | Ø42 | 1560 |
| XSWB400/12 | 400 | 120 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1800 |
| XSWB500/12 | 500 | 150 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1980 |
| XSWB600/12 | 600 | 180 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2160 |
| XSWB700/12 | 700 | 210 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2340 |
Alimentation : 3 x 400VAC 50Hz 1480 tr/min.
Fig 2.2 Unité de pompe
2.5.3 Ensembles de vannes standards
Les ensembles de vannes standard sont indiqués ci-dessous, Fig 3.3.
Cet ensemble de vannes est recommandé pour les systèmes multi-sections alimentés par la même alimentation en eau. Cette configuration permettra à d'autres sections de rester opérationnelles pendant que la maintenance est effectuée sur une section.
Fig 2.3 – Ensemble de vannes de section standard – Système sous air avec buses ouvertes
