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スプリンクラーの仕組み
管工機材を中心に扱う専門商社である日本管材センター株式会社では、毎月建設設備業界に関する豆知識を紹介しています。
8月に入り、蚊取り線香や花火、バーベキューなどで火気を使う機会が増えて来る季節ですね。また、飲食店や商業施設などでは設備の経年劣化、メンテナンスの不備、電源プラグの不適切な接続などによって発生する火災には十分気を付けなければなりません。もしも火災が発生してしまった場合、消防車が来るまでの間に初期消火をしてくれる設備が「スプリンクラー」です。2016.11 消防の秘密でも消火設備に関して取り上げていますが、今回は火災時に心強い味方になってくれるスプリンクラーの仕組みをご紹介していきたいと思います。
スプリンクラーの種類
実は同じに見えるスプリンクラーでも、様々な方式があります。一般的に設置されているものは配管内が常に水で満たされていて、すぐに放水が出来る湿式と言われている方式です。湿式以外にも、対象物の環境や条件によって様々な方式のスプリンクラーがあるのです。
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方式名
設置環境
特徴
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- 方式名
- 湿式
- 設置環境
- 天井の高さが10m以下(物販用途等は6m以下)の対象物に設ける方式。一般的に用いられる。
- 特徴
- 貯水装置からスプリンクラーヘッドまで水で満たされているため、迅速な散水が可能。
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- 方式名
- 乾式
- 設置環境
- 主に屋外軒下や寒冷地で暖房を使わない建物など、配管内の水が凍結する恐れのある対象物に用いられる。
- 特徴
- 流水検知装置からスプリンクラーヘッドまで加圧空気で満たされている。(凍結防止のため配管内は水で満たされていない)
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- 方式名
- 予作動式
- 設置環境
- 主に電算室やサーバールームなどのスプリンクラーヘッドの破損、誤作動などによる水損を特に避けたい対象物に用いられる。
- 特徴
- 外部機器(火災報知器など)が反応することによって流水検知装置が作動し、弁が開く。(湿式、乾式どちらも有り)
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- 方式名
- 開放式
- 設置環境
- 主に舞台や倉庫など、急速に火災が拡大する恐れのある可燃物が存在する対象物に用いられる。
- 特徴
- スプリンクラーヘッドが常に開いており、火災報知器の作動、もしくは手動によって範囲内のスプリンクラーヘッドが一斉に散水する。
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- 方式名
- 放水式
- 設置環境
- 主にアトリウムや展示場など、高天井部分(10mを超える部分、物販用途等は6mを超える部分)に用いられる。
- 特徴
- 火災報知機の作動によって、天井や壁面に設置されたスプリンクラーヘッドや散水範囲を変えられる放水銃から一斉に散水する。
スプリンクラーヘッドの仕組み
火災が起きるとスプリンクラーヘッドから散水されますが、その時スプリンクラーヘッドの中でどのような動きが起きて作動しているのか、なかなか見る機会は少ないかと思います。一般的に用いられている湿式を例にイメージ図を見てみましょう。
湿式はスプリンクラーヘッドまで常に満水状態なので、水は弁によって塞がれています。火元の熱によってスプリンクラーヘッド内部の可溶片が溶ける(およそ72~96℃)と、分解部がバラバラになって落下します。
分解部が落下したことによって弁が降下し、塞がれていた水はデフレクターという部分にあたることで均一に散水される仕組みになっています。
以上のように熱を感知すると可溶片が溶けて自動的に散水される仕組みになっています。この仕組みによって外出中や気付かない場所で火災が発生しても消火活動を行ってくれます。
スプリンクラー設備の消火までの流れ
前述したように湿式は貯水タンクからスプリンクラーヘッドまで常に満水状態です。火災が起きた場合、熱によって可溶片が溶けてスプリンクラーヘッドが作動すると流水検知装置が反応して制御弁が開放されポンプが起動し、スプリンクラーヘッドへと通水が開始されます。同時に警報装置も作動し、非常ベルなどで周辺の人々にも火災を知らせます。
上記では湿式を代表例として見てみましたが、例えば急速に燃え広がる可能性がある場所に設置される開放式では、まず火災報知器が熱を感知し、自動または手動で一斉開放弁が開きます。その後、通水された該当する区域のスプリンクラーヘッドにより一斉放水されることで、燃焼速度の早い対象物にも有効な冷却と消火効果が期待出来る仕組みになっています。
私たちの身近なところでは、マンションの11階以上の階層には消防車のはしごが届かないため、スプリンクラーの設置が義務付けられています。他にも、延べ床面積や階層によっては映画館や養護老人ホーム、飲食店にも設置が義務付けられ、スプリンクラーは消火において非常に効果的な設備だと認められています。
普段はスプリンクラー設備について気にされないことが多いと思いますが、手動で操作が必要なのか、どこから散水されるのかなど少しでも知っておくといざという時に役立つかもしれませんね!
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