Betriebsprüfung von Sprinklern, die aus bestehenden Einrichtungen entnommen wurden

Seit mehreren Jahrzehnten untersucht und testet UL Solutions Sprinkleranlagen, die aus Feldanlagen entnommen wurden, in Übereinstimmung mit den Empfehlungen und Anforderungen der geltenden Normen der National Fire Protection Association (NFPA).

Um bei der Kontrolle oder Unterdrückung eines Brandes effektiv zu sein, muss eine Sprinkleranlage entwickelt und installiert werden, die Schutz vor dem Ausmaß des voraussichtlichen Brandrisikos bietet. So ist beispielsweise die Wassermenge, die aus einer Sprinkleranlage, die ein Lager mit hochfloriger Lagerung schützt, abgeleitet werden muss, um ein Vielfaches größer als die Wassermenge, die aus einer Sprinkleranlage, die eine Büroeinrichtung mit einer kleineren Brandlast schützt, abgeleitet werden muss. Obwohl es wichtig ist, dass Sprinkleranlagen ordnungsgemäß konzipiert und installiert werden, ist es ebenso wichtig, dass diese Systeme regelmäßig überprüft, getestet und gewartet werden, um sicherzustellen, dass die Anlagen bei einem Brand wie vorgesehen funktionieren. Der Hauptschwerpunkt dieses Artikels liegt auf der Untersuchung und Prüfung der Sprinkler, die von einer Sprinkleranlage beprobt wurden, wie in der Ausgabe 2023 von NFPA 25, Standard for the Inspection, Testing and Maintenance of Water-Based Fire Protection Systems, erwähnt.

Die regelmäßige Inspektion von vor Ort installierten Sprinklern ist ein wichtiges Element eines umfassenden Wartungsprogramms für Sprinkleranlagen. Wie in NFPA 25 angegeben, müssen Sprinkler, die Anzeichen von Leckagen aufweisen, Feldlackierung, physische Schäden, Flüssigkeitsverlust im wärmeempfindlichen Element der Glasglocke und Korrosion oder Belastung, die als nachteilig für die Sprinklerleistung angesehen werden, ersetzt werden. Diese Bedingungen können zu einer Verschlechterung der Sprinklerleistung bei einem Brand führen.

Neben der regelmäßigen Inspektion von vor Ort installierten Sprinklern erfordert die Ausgabe 2023 von NFPA 25 auch eine Ersatz- oder repräsentative Stichprobenprüfung von Sprinklern basierend auf der Betriebsdauer. Die Häufigkeit der Probentests oder des Austauschs hängt vom Sprinklertyp und der Installationsumgebung ab. Während viele Sprinkler nicht repräsentativ getestet oder ausgetauscht werden müssen, bis sie seit 50 Jahren in Betrieb sind, müssen Sprinkler mit schnell reagierenden Elementen in einem kürzeren Zeitintervall getestet oder ausgetauscht werden. Sprinkler mit schnellem Ansprechverhalten (Early Suppression Fast Response, ESFR) und anwendungsspezifischen Steuerungsmodi (Control Mode Specific Application, CMSA), die über Elemente mit schnellem Ansprechverhalten verfügen, müssen nach 20 Betriebsjahren und danach 10-Jahres-Intervallen getestet oder ersetzt werden. Andere Sprinklerarten mit Elementen mit schneller Reaktion müssen nach 25 Jahren Betriebsdauer und danach nach 10-Jahres-Intervallen getestet oder ausgetauscht werden.

Aufgrund der relativ komplexen Konstruktion eines Trockensprinklers sowie einiger der anspruchsvollen Installationsumgebungen, in denen viele dieser Sprinkler installiert werden können, müssen Trockensprinkler nach 20 Jahren Betriebsdauer und danach 10-Jahres-Intervallen getestet oder ausgetauscht werden, unabhängig vom Sprinklerreaktionstyp. Es ist auch hervorzuheben, dass NFPA 25 anzeigt, dass Sprinkleranlagen, die unter außergewöhnlich rauen Umgebungsbedingungen installiert sind, wie Gießereien, Düngeanlagen oder Bereiche, die äußeren Witterungsbedingungen ausgesetzt sind, ersetzt oder repräsentative Proben auf einer Fünf-Jahres-Basis getestet werden müssen. Die Häufigkeit für die Probenprüfung oder den Austausch einiger dieser Sprinkler wurde im Laufe der Jahre unter Berücksichtigung der Gesamtleistung bei repräsentativen Probenprüfungen überarbeitet.

Für die Prüfung ausgewählte Sprinklerproben sollen repräsentativ für die in der Anlage installierten Sprinkler sein. Wie in NFPA 25 angegeben, müssen mindestens vier Proben oder 1 % der Anzahl der Sprinkler pro Probenbereich, je nachdem, welcher Wert größer ist, getestet werden. Die zur Prüfung aus der Anlage entnommenen Sprinklerproben sind unverzüglich durch neue Sprinkler zu ersetzen. Jede von UL Solutions erhaltene Probe wird vor der Prüfung visuell untersucht, um die Sprinklerhersteller-, Modell- oder Sprinkleridentifikationsnummer, den Stil, die Art des wärmeempfindlichen Elements, die Temperaturbewertung und das Jahr des Herstellers zu ermitteln. Der Zustand des Sprinklers wird auch auf der Grundlage visueller Anzeichen von Korrosion, Belastung, Leckage, physischer Beschädigung, Flüssigkeitsverlust in einem wärmeempfindlichen Glasbirneelement oder Feldlackierung festgestellt. Die Prüfung der Sprinkler beinhaltet eine Beurteilung der Fähigkeit der Sprinkleranlage, zu arbeiten und die Einleitung von Wasser zu ermöglichen.

Das Feldsprinkler-Testprogramm von UL Solutions soll Immobilienbesitzern und anderen interessierten Parteien bei der Bewertung der Betriebseigenschaften von Sprinklern im Einsatz helfen. Das Online-Testwerkzeug für Sprinkler vor Ort von UL Solutions für die Anforderung von Betriebsprüfungen von Sprinklern bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit, diesen Prozess einzuleiten. Auf dieses Tool kann auch über unser Dashboard für Sprinklertests auf der UL Solutions-Website zugegriffen werden. Nach den im Tool bereitgestellten Menüanweisungen werden grundlegende Informationen zur Einreichung angefordert.

Als Teil des Sprinkler-Testservices von UL Solutions sind Kennzeichnungsschilder kostenlos erhältlich. Sprinklerproben, die zur Prüfung eingereicht werden, sollten mit dem Namen und der Adresse des Gebäudeinsassen, der Art der Raumumgebung (Büro, Lager, Fabrik usw.), dem Standort der Probe innerhalb des Gebäudes und den Informationen über die Partei, die die Proben zur Prüfung einreicht, gekennzeichnet werden. Diese Identifikations-Tags können auch über das Online-Feldstreuer-Testtool angefordert werden.

Zur Beurteilung der Betriebseigenschaften von Sprinklern, die aus Feldinstallationsumgebungen entnommen wurden, werden die Proben dem Empfindlichkeits-Ofen-Wärmetest unterzogen, wie in ANSI/CAN/UL/ULC 199, dem Standard für automatische Sprinkler für Brandschutzdienste, beschrieben. Während dieses Tests wird der Probeneinlass auf ca. 5 psi (0,35 bar) unter Druck gesetzt und schnell in einen Ofen getaucht, der erwärmte Luft bei konstanter Temperatur und Geschwindigkeit zirkuliert. Die tatsächliche Temperatur und Luftgeschwindigkeit, die für den Test verwendet werden, werden basierend auf der Temperaturbewertung des Sprinklers ausgewählt. Jede Sprinklerprobe wird auf ordnungsgemäße Betriebseigenschaften einschließlich der Freigabe von Betriebskomponenten und Betriebszeit überwacht. Wenn das Wärmereaktionselement funktioniert, aber die Wasserdichtung nicht freigibt, wird die Probe einer Wasserversorgung ausgesetzt, um festzustellen, ob die Wasserdichtung des Sprinklers bei 0,5 bar (7 psi) freigibt. Ein Diagramm und Foto eines Beispiels einer Testofenvorrichtung ist in Figur 1 dargestellt.

Diagramm und Foto des Empfindlichkeits-Backofenprüfgeräts – Abbildung 1

Der Prüfbericht für die Proben wird dem Einreicher zur Verfügung gestellt und beschreibt den Zustand jedes Sprinklers und die Ergebnisse der Betriebsprüfung als normal oder abnormal. Der im Bericht beschriebene Zustand des Empfangs jeder Sprinklerprobe basiert auf einer visuellen Untersuchung. Die im Bericht enthaltenen Informationen sollen von anderen Parteien bei der Bestimmung der Notwendigkeit eines Austauschs anderer Sprinkler im System berücksichtigt werden.

UL Solutions hat im Laufe der Jahre mehrere Änderungen am Service für die Prüfung von Sprinklern, die aus Feldinstallationen entnommen wurden, implementiert. Eine der kürzlich implementierten Änderungen bestand darin, die Akzeptanzkriterienwerte an NFPA 25 auszurichten, die Leitlinien für die Kriterien enthielt, die zur Bewertung der Betriebsleistung der verschiedenen Arten von Sprinklern verwendet werden sollten. Tabelle 1 fasst die vorgeschlagenen Kriterien zusammen, die in A.5.3.1.1 von NFPA 25 beschrieben sind:

Diese NFPA 25 Anhangsinformationen bieten Anleitungen für Testlabors, um festzustellen, ob ein Sprinkler als „normal“ oder „abnormal“ angesehen wird. Der UL Solutions-Testbericht verweist auf den Ansprechzeitindex (RTI) für jeden Sprinkler, der im Tauchofentest getestet wurde. Der RTI wird anhand der Betriebszeit und der markierten Temperaturbemessung für den Sprinkler sowie der standardisierten Geschwindigkeits- und Temperaturbedingungen berechnet, die während der Prüfung verwendet werden. Der Prüfbericht enthält auch Informationen zur visuellen Beobachtung des Zustands jedes empfangenen Probensprinklers.

Die Ergebnisse aus der Prüfung von Sprinkleranlagen, die von Installationsorten beprobt wurden, liefern UL Solutions auch wertvolle Informationen zur Beurteilung der Betriebsleistung der breiten Palette von Sprinkleranlagen. In den späten 1990er und frühen 2000er Jahren waren diese Daten nützlich, um Bedenken im Zusammenhang mit der Betriebsleistung dynamischer O-Ring-versiegelter Nass- und Trockensprinkler zu identifizieren. Diese Daten und die anschließende Recherche führten zu erheblichen Überarbeitungen der UL-Normen für Sprinkleranlagen, die ein Verbot der Verwendung einer dynamischen O-Ring-Wasserdichtung und strengere Korrosionstests von Trockensprinklern, die Anfang 2003 eingeführt wurden, beinhalteten. Wurden Sprinklerinspektionen, Tests und Wartungsarbeiten gemäß NFPA 25 seit 2003 für alle Installationsorte durchgeführt, wäre jeder vor Ort installierte O-Ring abgedichtete Sprinkler identifiziert und wahrscheinlich bis zu diesem Zeitpunkt ersetzt worden. Eine beträchtliche Anzahl dynamischer, abgedichteter O-Ring-Sprinkler verbleibt jedoch in bestehenden Einrichtungen, obwohl UL Solutions diese Sprinkler seit 2003 nicht zertifiziert hat. Tatsächlich haben im Jahr 2023 etwa 15 % der zum Testen erhaltenen Trockensprinkler eine dynamische O-Ring-Dichtung eingebaut.

In den letzten Jahren waren die Daten zur Prüfung von Sprinklern, die aus Feldinstallationen entnommen wurden, nützlich, um ein Niveau der beeinträchtigten Betriebsleistung von ESFR-Sprinklern zu identifizieren. Dieses Ergebnis bot technischen Support für Revisionen von ANSI/CAN/UL/ULC 199, die Anforderungen für anspruchsvollere Korrosionsexpositionstests für ESFR-Sprinkler und Revisionen von NFPA 25, die auf neue Akzeptanzkriterien für die thermische Empfindlichkeit verwiesen, ergänzten.

Um die Mitglieder des technischen Ausschusses NFPA 25 beim Verständnis der Betriebseigenschaften von Sprinklern im Betrieb zu unterstützen, hat UL Solutions Statistiken aus unseren Tests von Sprinklern, die aus Feldinstallationen entnommen wurden, mit dem technischen Ausschuss und anderen Personen innerhalb der Brandschutzgemeinschaft geteilt. Für das Jahr 2023 wurde eine umfangreiche Analyse der Daten aus den in diesem Jahr getesteten Proben durchgeführt. Tabelle 2 gibt einen Überblick über die Testergebnisse für die verschiedenen Sprinklertypen, die UL Solutions von bestehenden Einrichtungen übermittelt wurden. Mit Ausnahme der bekannten Bedenken bei Sprinklern mit dynamischen O-Ring-Dichtungen weisen die Testergebnisse auf eine hohe Betriebsleistung hin, auch nachdem die Sprinkler seit vielen Jahren in Betrieb sind. Die meisten getesteten Sprinkler mit Standardreaktion (SR) waren mindestens 50 Jahre alt. Die meisten Sprinkler mit schneller Reaktion (QR) und ESFR waren mindestens 20 Jahre alt und die meisten Sprinkler mit Trockentyp waren mindestens 10 Jahre alt.

NFPA 25 enthält detaillierte Anforderungen für die Inspektion, Prüfung und Wartung von Sprinkleranlagen (sowie anderen wasserbasierten Brandschutzanlagen), die ein Vertrauensniveau schaffen sollen, dass das System das gewünschte Sicherheitsniveau bietet. Die Betriebseigenschaften von Sprinklern können sich im Laufe der Zeit verschlechtern, wenn sie einer Vielzahl von internen und externen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, und ein kostengünstiges Mittel zur Bewertung der Betriebseigenschaften von vor Ort installierten Sprinklern ist die Durchführung repräsentativer Stichprobentests. Unser Service zum Testen von Sprinklern, die aus Systemen entnommen wurden, soll ein wertvolles Werkzeug sein, um Immobilienbesitzern, Inspektionsbehörden, der Versicherungsbranche und anderen bei der Durchführung wichtiger Bewertungen der Betriebseigenschaften von Sprinklern in bestehenden Einrichtungen zu helfen.

Die statistische Analyse der Daten, die aus der Prüfung von Sprinklern aus Feldinstallationen generiert wurden, zeigt, dass ein hoher Prozentsatz dieser Sprinkler auf normale Weise betrieben wird, selbst wenn sie viele Jahre lang unter schwierigen Umgebungsbedingungen installiert wurden. Die aus diesen Tests generierten Daten sind auch nützlich, um Möglichkeiten zur Entwicklung vorgeschlagener Revisionen für Sicherheitsstandards wie ANSI/CAN/UL/ULC 199 und NFPA 25 zu identifizieren. Basierend auf den gesammelten Daten wurden mehrere Überarbeitungen an den UL-Normen vorgenommen, die maßgeblich zur Aufrechterhaltung des außergewöhnlich hohen Leistungsniveaus beigetragen haben, das Sprinklersysteme über Jahrzehnte hinweg gezeigt haben.

Erfahren Sie mehr über das UL Solutions Testprogramm für Sprinkler-Feldproben.