Een sprinklerinstallatie zorgt er voor dat een brand zeer beperkt blijft en in de meeste gevallen automatisch wordt geblust. Een sprinklerinstallatie is een intrinsiek duurzame optie, omdat gebouwen niet kunnen afbranden en waardoor de uitstoot van schadelijke rookgassen wordt geminimaliseerd, kostbare grondstoffen behouden blijven en de bedrijfscontinuïteit is gewaarborgd.
Sprinklerinstallaties bewijzen al meer dan 150 jaar zeer betrouwbaar te zijn. Ervaringen en echte brandtesten worden voortdurend omgezet naar actuele ontwerp- en onderhoudsnormen. Het installeren en operationeel houden van een sprinklerinstallatie kost in basis uiteraard grondstoffen, energie en water. Door een sprinklerinstallatie slimmer uit te voeren, maar ook door de installatie te combineren met andere toepassingen, dragen ze bij aan een verbetering van de duurzaamheid.
De mogelijke maatregelen op een rij
De VSI heeft een overzicht gemaakt van mogelijkheden om sprinklerinstallaties duurzamer uit te voeren. De maatregelen vallen onder één of meer categorieën, zoals energiebesparing, vermindering van waterverbruik of de verlenging van de levensduur van de installatie.
- Beperken van waterverbruik bij het testen van sprinklerinstallaties
- Efficiënter gebruik en betere bescherming van sprinklerpompsets
- Combineren van een sprinklerinstallatie met een warmte-/ koudeopslag installatie
- Gebruik van de bluswatervoorraad van sprinklerinstallaties voor energiebesparing
- Verlengen van de levensduur van sprinklerleidingen door reductie van zuurstof
- Toepassen van duurzamer materialen voor sprinklerinstallaties
- Voorwaarden om sprinklerinstallaties duurzaam te onderhouden
(1) Beperken van waterverbruik bij het testen van sprinklerinstallaties
Om de betrouwbaarheid van sprinklerinstallaties te waarborgen, worden ze regelmatig onderhouden en getest. Zo wordt er water verbruikt bij uitvoeren van ITC-test, de capaciteitstest en de (twee)wekelijkse test. Maar ook bij het doorspoelen en bij schuimtesten wordt water verbruikt.
a: Inspection Test Connection (ITC)-test installatie
Sprinklerinstallaties zijn voorzien van testaansluiting(en), waaronder de zogenaamde ITC. Doel van deze testaansluiting is de werking van de sprinklerinstallatie integraal te testen. Door het openen van de ITC wordt een activering van een enkele sprinklerkop gesimuleerd. De test moet resulteren in de activering van de alarmklep, stromingsschakelaar, activering van de sprinklerpomp, brandmelding naar de meldkamer en het activeren van de brandmeld- en ontruimingsinstallatie. Feitelijk wordt er een kop/staart test uitgevoerd.
Door het activeren van de ITC stroomt het testwater traditioneel het riool in en komt er vanuit de watervoorziening ‘vers’ water in het systeem. Nadeel van de traditionele ITC is dus dat er water wordt verbruikt en dat het verse water in het systeem mogelijk bijdraagt aan corrosie.
Er zijn mogelijkheden om minder of geen testwater te gebruiken. Onderstaande opties zijn overigens niet altijd een “compleet” alternatief voor de genoemde kop/staart test.
Opties:
- Gebruik specifieke testunits Door het gebruik van specifieke testunits wordt water rondgepompt, zodat de stromingsschakelaar op een alternatieve wijze wordt getest. Deze testunits kunnen bijvoorbeeld ook op afstand worden geactiveerd en zijn met name geschikt voor moeilijk bereikbare plaatsen.
- Zelftestende stromingsschakelaars en elektronische systeembewaking Leveranciers bieden innovatieve systemen aan waarmee sprinklerinstallaties elektronisch kunnen worden getest en bewaakt. De activering en uitlezing kan ook op afstand (via IP) plaatsvinden, waardoor mogelijk ook reisbewegingen worden beperkt.
- Spreiding jaarlijkse ITC-test Een andere optie is de ITC-test minder vaak uit te voeren. Bijvoorbeeld alleen bij oplevering en daarna volgens steekproefsgewijs. De optie wordt door de VSI onderzocht, omdat de onderhoudsnormen dit momenteel niet toelaten.
b: Capaciteitstest sprinklerpomp(en) Het water van de capaciteitstest wordt al vaak teruggevoerd naar de bluswatervoorraad. Daar waar een dergelijke voorraad niet aanwezig is zou er aandacht moeten zijn voor het mogelijk hergebruiken van deze waterhoeveelheid, anders dan het lozen op riool.
c: Test alarmklep(pen) (Twee)wekelijks wordt de drukschakelaar voor het brandalarm op de alarmklep(pen) getest. Leveranciers hebben opties ontwikkeld om bij deze test het water rond te pompen over de drukschakelaar en zo dit waterverbruik aanzienlijk te verminderen.
(2) Efficiënter gebruik en betere bescherming van sprinklerpompsets
In een sprinklerinstallatie mogen de systeemdrukken niet boven een bepaalde druk uitkomen. Traditioneel vindt dat plaats met mechanische ontlastkleppen. Niet verplicht, maar wel veel toegepast zijn toepassingen die sprinklerpompsets robuuster in gebruik en efficiënter maken. Een toerendrukregeling heeft naast de maximale systeemdruk begrenzing, nog een aantal voordelen die de levensduur verlengen en zorgen voor een efficiënter gebruik van energie.
Overdrukbeveiliging
Een elektronisch toerendrukregelsysteem zorgt er voor dat de druk in het sprinklersysteem niet te hoog wordt. In traditionele systemen kan de druk te hoog worden wanneer er geen water wordt ‘gebruikt’ door de sprinklerinstallatie. Met het toerendrukregelsysteem wordt dat voorkomen en kan in bepaalde toepassingen soms de mechanische ontlastklep, de overstortleidingen en een aansluiting op de watertank vervallen.
Bescherming van pompset
De toerendrukregeling beschermt de motor tegen cavitatie-schade, maar ook tegen mogelijke schade veroorzaakt door verkeerd gebruik tijdens het testen. Het in- en uitschakelen van de pompsets dient tijdens het testen gecontroleerd te gebeuren, anders is sprake van snelle slijtage en schade.
Het toerendruk regelsysteem ondersteunt dat en biedt de mogelijkheid tot op- en aftoeren, de zogenaamde “ramp-up” en “ramp-down” tijd. Ramp-up tijd is bedoeld om de motor (op een laag toerental) warm te laten worden. Ramp-down om de motor (op een laag toerental) geleidelijk af te laten koelen. Zodra de motor stopt, stopt ook de oliedistributie en dat is zeer schadelijk voor lagers in onder andere turbo. Het abrupt stoppen van een dieselmotor is veruit de grootste veroorzaker van turboschades en wordt voorkomen met de toerendrukregeling. De operator die test hoeft dus zelf geen rekening te houden met allerlei procedures. Dat doet de software in de schakelkast voor de gebruiker.
Optimaliseren ontwerp
De toerendrukregeling kan ook worden gebruikt voor het optimaliseren van het watergebruik op het gehele werkgebied van de sprinklerpomp, zonder dat er mechanische voorzieningen in de sprinklerleidingen moeten komen voor een hydraulische balans.
Elke sprinklerpomp wordt gebaseerd op de theoretisch meest ongunstige omstandigheden en wordt daardoor eigenlijk altijd oversized geselecteerd. Naast beperking van de maximale ‘dooddruk’ (druk zonder afname) zal de toerendrukregeling de persdruk optimaliseren, dus afhankelijk van het aantal koppen dat werkelijk aanspreekt, waardoor het brandstof verbruik dus gelijk is aan het nuttig verbruik voor dat debiet.
Verminderen uitstoot motoren
De toerendrukregeling zorgt er ook voor dat de sprinklerpompsets efficiënter functioneren, waardoor het verbruik van brandstof maar ook de uitstoot van uitlaatgassen (minder roet, etc.) optimaal is.
(3) Combineren van een sprinklerinstallatie met een WKO-installatie
Door de hogere eisen aan het maximale energieverbruik van gebouwen, zoals BENG, worden er steeds vaker warmte- en koudeopslag installaties (WKO-installaties) toegepast. Dit heeft te maken met de eisen die volgen uit het nieuwe bouwbesluit (BBL-2021) en de voorwaarde dat gebouwen moeten (gaan) voldoen aan de BENG normen. Dit zal gefaseerd worden ingevoerd; per 2023 moeten alle gebouwen tenminste voldoen aan energielabel C (of beter) en per 2050 moet alle gebouwen geheel Energie Neutraal worden gerealiseerd.
De bronnen van een WKO-installatie kunnen worden ingezet voor het bluswater van de sprinklerinstallatie. Een sprinklerinstallatie is namelijk een calamiteiteninstallatie die alleen in geval van een brand bluswater nodig heeft. De capaciteit van een doorsnee WKO-installatie bedraagt ongeveer 100 tot 400 m3 per uur en blijkt voldoende voor de gemiddelde behoefte van een sprinklerinstallatie in een utiliteitsgebouw.
Collectieve bluswatervoorziening
Door toenemende ruimtebehoefte voor WKO-bronnen en grotere kans op onderlinge beïnvloeding van bronnen, zal leiden tot de keuze van grote collectieve WKO-systemen.
Steeds meer industrie- en kantorenterreinen beschikken over een collectieve bluswatervoorziening waar meerdere gebouwen op zijn aangesloten. Deze oplossing is duurzamer dan de een bluswatervoorziening per gebouw.
Er worden ook steeds meer collectieve WKO-installaties gemaakt die bestaan uit een groot aantal WKO-bronnen. Deze bronnen zijn gezamenlijk geschikt om bij een calamiteit ook het bluswater te leveren voor sprinklerinstallaties die een grotere behoefte aan bluswater nodig hebben, bijvoorbeeld distributiecentra. De bluswaterbehoefte van distributiecentra ligt vaak in een orde grootte tot 1.200 m3 per uur.
(4) Gebruik van de bluswatervoorraad voor energiebesparing
Nederland werkt aan een energiesysteem waarbij nauwelijks nog CO2 vrijkomt. In 2050 moet de energievoorziening bijna helemaal duurzaam en CO2-neutraal zijn. Een overgang naar een duurzame energievoorziening is belangrijk om klimaatverandering tegen te gaan. Ook voor gebouweigenaren heeft de energietransitie grote gevolgen.
Verwarmen
Het bluswater van een sprinklerinstallaties is vaak opgeslagen in sprinklertanks en reinwaterkelders.
Het water met een volume variërend van 250m3 tot meer dan 1.000 m3 kan gebruikt worden voor energiebesparing. Met een warmtepomp wordt energie onttrokken door een warmtepomp te installeren en die aan te sluiten op de Cv-installatie. De watertemperatuur van een tank ligt tussen de 8 en 15°C. Die constante watertemperatuur in de sprinklertank is een goede basis voor het terugdringen van gasverbruik. Berekeningen laten zien dat wel tot 60% op de gasrekening kan worden bespaard. Voorbeeld: https://sprinkler.nl/duurzaamheidsopties-voor-sprinklerinstallaties/
Koelen
Het bluswater kan ook gebruikt worden voor energiebesparing op de koelinstallaties. Door gebruik te maken van de verschillen van temperatuur tussen de bovenste en onderste laag kan koude onttrokken worden, maar deze is beperkt en niet geschikt voor grote ziekenhuizen of datacentra die een fors koelvermogen nodig hebben. Als backup-systeem dus voor het verbeteren van bedrijfszekerheid van kritische systemen zou de koelcapaciteit van het bluswater in die situaties wil ingezet kunnen worden.
(5) Verlengen levensduur sprinklerleidingen door reductie van zuurstof
Een belangrijke maatregel om een sprinklerinstallatie te verduurzamen is de levensduur te verlengen.
Dat is mogelijk door de installatie bijvoorbeeld te beschermen tegen inwendige corrosie. Zuurstof, aanwezig in lucht en in water, kan tot putcorrosie en lokale zuurstofcorrosie van koolstofstaal leiden, maar ook de microbiologische corrosie bevorderen.
a: Automatische ontluchters
Automatische ontluchters toepassen in sprinklerinstallaties heeft een positieve invloed op de levensduur van sprinklerinstallaties. In natte systemen verzamelt lucht zich in de hogere delen van de installatie. Juist op die plaatsen waar ‘opgesloten lucht’ aanwezig is, blijkt de kans groter op corrosie. Het leidingsysteem kan tijdens de engineeringsfase zo ontworpen worden dat het aantal plaatsen waar lucht zich kan verzamelen minimaal is. Een andere belangrijke maatregel is het toepassen van (automatische) ontluchters. In de Amerikaanse sprinklernorm NFPA 13 ‘Standard for the Installation of Sprinkler Systems’ zijn ontluchters sinds 2013 voorgeschreven. Ook in de voorschriften van FM: Data Sheet 2.1 wordt geadviseerd om ontluchters toe te passen.
b: Reductie van zuurstof met stikstof
Uit onderzoek blijkt dat wanneer het zuurstofniveau minimaal is, onder de 2%, corrosie nauwelijks plaatsvindt. Door het bewust toevoeren van stikstof tijdens aanleg en/of testen is het mogelijk deze omstandigheid te creëren. De stikstof concentratie wordt daarvoor opgevoerd tot ca. 98%. Het gebruik van stikstof bij het afpersen/vullen van een ‘nat’ systeem, zal resulteren in een minimale resthoeveelheid zuurstof in het leidingsysteem. Voor ‘droge’ sprinklersystemen kan een automatisch stikstof suppletiesysteem (in plaats van perslucht) voor dit minimale zuurstofniveau zorgen.
Lees meer in de VSI-publicatie ‘corrosiebeheersing in sprinklersystemen’.
(6) Toepassen duurzamer materialen
Materialen kunnen hun oorspronkelijke eigenschappen verliezen door corrosie, veroudering en slijtage. Het toepassen van materialen die daarvoor minder gevoelig zijn, zorgt dat materialen langer bruikbaar zijn en dus duurzamer. Het is ideaal wanneer onderdelen van de installatie, zoals leidingen, niet corroderen, om ze weer te kunnen hergebruiken (demonteren en monteren) in het ‘volgende’ gebouw.
In de sprinklerindustrie wordt veelal gewerkt met een groefverbindingstechniek die uitermate geschikt is voor het (non-destructief) losmaken en demonteren van een sprinklerinstallatie.
Steeds meer fabrikanten bieden materialen en oplossingen aan, waarbij de oorspronkelijke materiaaleigenschappen beter worden beschermd of in de tijd nauwelijks meer veranderen. Denk aan coating op stalen leidingen of het gebruik van kunststofleidingen.
Dergelijke sprinklerleidingen blijken ook minder wrijvingsweerstand te hebben en te houden dan de traditionele stalen leidingen, waardoor in veel gevallen kleinere diameters volstaan, wat weer als gevolg heeft dat er minder materiaal benodigd is en in het meest gunstige geval dat er dus ook lichter gebouwd kan worden.
Duurzame sprinklertanks Om de levensduur van sprinklertanks te vergroten of het bluswater op een alternatieve wijze te realiseren, heeft de VSI een aantal opties uitgewerkt. Deze zijn terug te vinden op https://sprinkler.nl/bewuster-kiezen-voor-de-kwaliteit-van-sprinklertanks
BIM
Het gebruik van een ‘building information model’ (BIM) bij de realisatie en het onderhoud van gebouwen ondersteunt het beheersproces en verzorgt de ‘data’ met betrekking tot de levensduur, zodat ieder component het juiste onderhoud krijgt en technisch in een nominale staat blijft. Feitelijk kan BIM dus worden gebruikt als een materialenpaspoort. Dit kan bijdragen aan het duurzaam hergebruik van sprinklermaterialen.
(7) Voorwaarden om sprinklerinstallaties duurzaam te onderhouden
Al in de initiatiefase van een project kan de opsteller van het brandveiligheidsconcept en specifiek in het Uitgangspuntendocument (UPD) zaken opnemen die bevorderen dat er rekening wordt gehouden met duurzaam onderhoud en daarmee in de basis ook een onderhoudsvriendelijk ontwerp. Dit zou bij een aanbesteding een onderdeel van de gunning moeten zijn.
Ook de uitvoering van onderhoud door gespecialiseerde bedrijven, de gecertificeerde sprinklerinstallateurs, draagt bij aan de levensduur van de installatie. Het is van belang dat op een juiste wijze wordt omgegaan met materialen zodat de onderdelen niet voor de levensduur worden beschadigd.
Meer informatie over certificatie en het VBB-onderhoudsschema is te vinden op de website van het CCV.
