Betriebsprüfung von Sprinklern, die aus bestehenden Einrichtungen entnommen wurden

Verfasst von:

Kerry M. Bell, Principal Engineer, Fire Sprinkler and Pump Equipment, UL Solutions und Corporate Fellow – William Henry Merrill Society

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, um Schutz vor dem Ausmaß des erwarteten Brandrisikos zu bieten. So ist beispielsweise die Wassermenge, die aus einem Sprinkler, der ein Lager mit hochfloriger Lagerung schützt, abgeleitet werden muss, um ein Vielfaches größer als die Wassermenge, die aus einem Sprinkler, der eine Büroeinrichtung mit einer kleineren Brandlast schützt, abgeleitet werden muss. Obwohl es wichtig ist, dass Sprinklersysteme ordnungsgemäß konzipiert und installiert werden, ist es ebenso wichtig, dass diese Systeme regelmäßig überprüft, getestet und gewartet werden, um den ordnungsgemäßen Betrieb bei einem Brand zu unterstützen. Der Hauptschwerpunkt dieses Artikels liegt auf der Untersuchung und Prüfung der Sprinkler, die von einer Sprinkleranlage beprobt wurden, wie in der Ausgabe 2026 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, Feldlackierung, physische Schäden, Flüssigkeitsverlust im wärmeempfindlichen Glaskolbenelement, Korrosion oder Belastung aufweisen, die als nachteilig für die Sprinklerleistung angesehen werden, ersetzt werden. All diese Bedingungen können zu einer Verschlechterung der Sprinklerleistung bei Brandbedingungen führen. 

Neben der regelmäßigen Inspektion von vor Ort installierten Sprinklern erfordert die Ausgabe 2026 von NFPA 25 auch Ersatz- oder repräsentative Stichprobentests von Sprinklern basierend auf der Betriebsdauer. Die Häufigkeit der Probenprüfung 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) mit Elementen mit schnellem Ansprechverhalten müssen nach 20 Dienstjahren und danach 10-Jahres-Intervallen getestet oder ersetzt werden. Andere Arten von Sprinklern 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 Sprinklers vom Typ Trocken sowie einiger der anspruchsvollen Installationsumgebungen, in denen viele dieser Sprinkler installiert werden können, müssen Sprinkler vom Typ Trocken nach 20 Betriebsjahren und 10-Jahres-Intervallen danach getestet oder ausgetauscht werden, unabhängig vom Sprinklerreaktionstyp. Bemerkenswert ist auch, 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 Fünfjahresbasis getestet werden müssen. Die Häufigkeit für die Probenprüfung oder den Austausch einiger dieser Sprinkler wurde im Laufe der Jahre unter Berücksichtigung ihrer Gesamtleistung bei repräsentativen Probenprüfungen überarbeitet. 

Für die Prüfung ausgewählte Sprinklerproben sind repräsentativ für die im System installierten Sprinkler. Wie in NFPA 25 angegeben, sind mindestens vier Proben oder 1 % der Anzahl der Sprinkler pro Probenbereich, je nachdem, welcher Wert größer ist, zu prüfen. Die zur Prüfung aus der Anlage entnommenen Sprinklerproben müssen sofort durch neue Sprinkler ersetzt werden. Jede von UL Solutions erhaltene Probe wird vor der Prüfung visuell untersucht, um die Sprinklerhersteller-, Modell- oder Sprinkler-Identifikationsnummer, den Stil, die Art des wärmeempfindlichen Elements, die Temperaturbewertung und das Herstellungsjahr zu ermitteln. Der Zustand des Sprinklers wird auch auf der Grundlage visueller Anzeichen von Korrosion, Belastung, Leckage, physischer Beschädigung, Flüssigkeitsverlust in einem wärmereagierenden 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 UL Solutions Feldsprinkler-Testprogramm unterstützt Grundstückseigentümer und andere interessierte Parteien bei der Bewertung der Betriebseigenschaften von Sprinklern im Betrieb. Dieser Prozess kann über das Registrierungsformular für Sprinklertests bei UL Solutions eingeleitet werden. Bei der Verwendung des Formulars werden Benutzer aufgefordert, grundlegende Informationen über ihre Sprinklermustereinreichung bereitzustellen. 

Im Rahmen der Vor-Ort-Sprinkler-Testservices von UL Solutions sind Kennzeichnungsschilder kostenlos erhältlich. Die zur Prüfung eingereichten Sprinklerproben sind mit dem Namen und der Adresse des Gebäudeinsassen, der Art der Raumumgebung (Büro, Lager, Fabrik usw.), dem Ort der Probe im Gebäude und Informationen über die Partei, die die Proben zur Prüfung einreicht, zu kennzeichnen. Diese Identifikations-Tags können auch online 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 Einlass der Probe 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, wird 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, sich aber die Wasserdichtung nicht löst, wird die Probe einer Wasserversorgung ausgesetzt, um zu bestimmen, ob die Wasserdichtung des Sprinklers bei 0,5 bar (7 psi) gelöst wird. Ein Diagramm und Foto eines Beispiels einer Testofenvorrichtung ist in Figur 1 vorgesehen.

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 Empfangszustand jeder im Bericht beschriebenen Sprinklerprobe basiert auf einer visuellen Untersuchung. Die im Bericht enthaltenen Informationen sollen von anderen Parteien bei der Entscheidung berücksichtigt werden, ob andere Sprinkleranlagen im System ausgetauscht werden müssen. 

UL Solutions hat mehrere Änderungen am Service für die Prüfung von Sprinklern implementiert, die im Laufe der Jahre aus Feldinstallationen entnommen wurden. Bei einer kürzlich durchgeführten Änderung wurden die Werte der Akzeptanzkriterien an NFPA 25 angepasst, die Leitlinien für die Kriterien zur Bewertung der Betriebsleistung der verschiedenen Arten von Sprinklern enthielten. Tabelle 1 fasst die in A.5.3.1.1 von NFPA 25 beschriebenen vorgeschlagenen Kriterien zusammen.

Diese NFPA 25-Anhanginformationen dienen als Orientierungshilfe für Testlabore, um festzustellen, ob ein Sprinkler als „normal“ oder „abnormal“ betrieben gilt. Der UL Solutions-Testbericht bezieht sich auf den Ansprechzeitindex (RTI) für jeden Sprinkler, der im Empfindlichkeitstest (Plunge) 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 UL Solutions-Testbericht enthält auch Details zur visuellen Beobachtung des Zustands jedes 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. 

Um die Mitglieder des technischen Komitees NFPA 25 beim Verständnis der Betriebseigenschaften von Sprinklern zu unterstützen, hat UL Solutions Statistiken aus unseren Tests von Sprinklern, die aus Feldinstallationen entnommen wurden, mit dem technischen Komitee und anderen Personen innerhalb der Brandschutzgemeinschaft geteilt. Im Jahr 2023 führte UL Solutions eine umfassende Analyse der Daten aus Proben durch, die in diesem Jahr getestet wurden. Tabelle 2 bietet einen Überblick über die Testergebnisse für die verschiedenen Sprinklertypen, die UL Solutions vorgelegt 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 Mehrheit der getesteten Sprinkler mit Standardreaktion (SR) war mindestens 50 Jahre alt. Die Mehrheit der Quick Response (QR)- und ESFR-Sprinkler war mindestens 20 Jahre alt, und die meisten Trockensprinkler waren mindestens 10 Jahre alt.  

Die Daten von Testsprinklern, die aus Feldinstallationen entnommen wurden, waren nützlich, um das 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 diese Sprinkler, die 2017 wirksam wurden, ergänzten. Es wird erwartet, dass die ESFR-Sprinkler, die die anspruchsvolleren Korrosionsexpositionsanforderungen erfüllen, ein Betriebsleistungsniveau aufweisen, das viel höher ist als die in Tabelle 2 angegebene Leistung.   

In den späten 1990er und frühen 2000er Jahren waren unsere Testdaten hilfreich, um die Bedenken im Zusammenhang mit der Betriebsleistung von dynamischen O-Ring-versiegelten Nass- und Trockensprinklern zu identifizieren. Diese Daten und die anschließende Recherche führten zu erheblichen Überarbeitungen der UL-Normen für Sprinkleranlagen, einschließlich eines Verbots der Verwendung einer dynamischen O-Ring-Wasserdichtung und strengerer Korrosionsexpositionstests für Trockensprinkler, die Anfang 2003 implementiert wurden. Wenn Sprinklerinspektionen, Tests und Wartungsarbeiten gemäß NFPA 25 seit 2003 für alle Installationsorte durchgeführt wurden, wäre jeder vor Ort installierte abgedichtete Sprinkler mit O-Ring identifiziert und wahrscheinlich bis zu diesem Zeitpunkt ersetzt worden. Eine beträchtliche Anzahl dynamischer, O-Ring-dichter Sprinkleranlagen bleibt jedoch noch in bestehenden Einrichtungen, obwohl UL Solutions diese Sprinkleranlagen seit 2003 nicht zertifiziert hat. Im Jahr 2023 haben etwa 15 % der zum Testen erhaltenen Trockensprinkler eine dynamische O-Ring-Dichtung eingebaut.  

Im Laufe der Jahre wurden Millionen dynamischer O-Ring-dichter Sprinkler vom Hersteller und der Consumer Product Safety Commission (CPSC) zurückgerufen. Wie in 4.1.6.1.2 der NFPA 25 angegeben, sind alle zurückgerufenen Sprinkler zu ersetzen. Unser Testbericht zeigt an, wann zurückgerufene Sprinkler zur Prüfung an UL Solutions gesendet werden. Diese Informationen helfen Eigentümern und anderen bei der Identifizierung dieser zurückgerufenen Produkte, die ersetzt werden müssen.   

Neben den zurückgerufenen Sprinklern gab es auch Millionen dynamischer O-Ring abgedichteter Sprinkler, die nicht zurückgerufen wurden.

NFPA 25 beinhaltet detaillierte Anforderungen für die Inspektion, Prüfung und Wartung von Sprinkleranlagen, 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 Beurteilung der Betriebseigenschaften von vor Ort installierten Sprinklern ist die Durchführung repräsentativer Stichprobentests. Der Service von UL Solutions zum Testen von Sprinklern, die aus Systemen entnommen wurden, soll ein wertvolles Werkzeug sein, um Eigentümer, Inspektionsbehörden, die Versicherungsbranche und andere bei der Bewertung der Betriebseigenschaften von Sprinklern in bestehenden Einrichtungen zu unterstützen.  

Die statistische Analyse der Daten, die aus Test-Sprinklern aus Feldinstallationen generiert wurden, zeigt, dass ein sehr 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 der UL-Normen vorgenommen, die maßgeblich dazu beigetragen haben, das Leistungsniveau aufrechtzuerhalten, das Sprinklersysteme über Jahrzehnte hinweg gezeigt haben.  

Weitere Informationen über das Testprogramm für Sprinkler-Feldproben von UL Solutions.