スプリンクラー設備とは
スプリンクラー設備とは防火対象物の天井又は屋根下部分に配置されたスプリンクラーヘッドにより、火災感知から放水までを自動的に行う消火設備です。
消火能力が高いため、設置されている建物では初期消火に期待することができます。
スプリンクラー設備は以下のものから構成されています。
- 水源
- 加圧送水装置（消火ポンプ）
- 自動警報装置（流水検知装置、表示装置、警報装置等）
- スプリンクラーヘッド
- 送水口
- 配管・弁類
- 非常電源
お客様が点検するには複雑な構成となっており、消防設備士である我々が消防点検を行います。
スプリンクラー設備には、スプリンクラーヘッドや配管方式などによって様々な形態があります。
誤作動の原因について
火災が発生していないのに、スプリンクラーポンプが起動する場合があります。
原因の1つとして、冬季の気温低下による圧力低下や配管内の空気層が徐々に動くことで逆水検知装置が働き起動という事例がございます。
お客様側の問題というよりは点検方法や圧力タンクの調整方法により解決できると当社は考えます。
これよりスプリンクラー設備のタンク内の圧力調整について解説して参ります。
スプリンクラー 圧力タンクの役割
湿式のスプリンクラーの場合、以下の箇所が充水されています。
- 加圧ポンプ出口の逆止弁
- 圧力タンク
- 配管
- 一斉開放弁一次側
- ヒューズ付のスプリンクラーヘッド
火災による熱でヒューズが溶けて、スプリンクラーヘッドから水が噴出します。
すると、一斉開放弁パイロット側が減圧され、一次側の水圧で一斉開放弁が開き、その系統の警戒区域（散水区域）で放水が開始されます。
放水が開始すると圧力タンク内の空気を利用して一定時間、放水を継続します。
圧力タンクの内圧が低下したことと水が流れたことを検知して加圧ポンプの運転が開始します。
このように圧力タンクの内圧でスプリンクラーの送水を行っていることがご理解いただけたことと存じます。
そして、圧力タンクと圧力スイッチの装置を起動用水圧開閉装置と呼びます。
通常は圧力タンクの内圧は10気圧くらいに保たれています。
空気は圧縮性気体になるため、計算上は圧力タンク内の1/3程度の空気量でタンクの水を全て放出することが可能です。
水と空気の比率について
スプリンクラー設備は、標準的な仕様で設置場所（周囲温度/湿度）屋内（0～40℃、90％ＲＨ以下、標高1000ｍ以下）と記載されています。
しかし、新潟市内の気候変動と設置場所においては、冬は（０度以下）夏は（４０度以上）になることも考えられます。そのため、冬季は圧力タンクの圧力降下によるポンプ起動がしばしば発生します。
このような時に圧力タンクの水と空気の比率を調整しなければなりません。
圧力タンクは1/3以上空気が入ってなくてはならないという説もありますが、定かではありません。
理由としては、タンク内を計測できるゲージが無いからです。
先ほど説明したとおり、通常は圧力タンクの内圧は10気圧くらいに保たれています。
空気は圧縮性気体になるため、計算上は圧力タンク内の1/3程度の空気量でタンクの水を全て放出することが可能になるはずです。
もしも空気がなく、タンク内が全て水で満たされていた場合、 水は液体で非圧縮性なので、少し流れ出ただけですぐ大気圧まで下がってしまいます。
例えば、昼と夜、夏と冬の温度差で、簡単に圧力低下し、ポンプを誤作動して放水させてしまいます。
また、火事で放水が始まったときに、タンクの内圧がすぐ下がるので、ポンプ起動前に、放水が一旦止まってしまいます。 火災では初期消火が重要です。ポンプ起動までは圧力タンク内の空気圧で放水消火する役目があります。 このような理由から、加圧式スプリンクラーでは圧力タンクが備えられています。例えればスプレー缶のような役割になります。
圧力タンク内に空気がなく、満水状態だと凍った場合、膨張してしまいます。
つまり、タンク破裂・亀裂も考えられなくはありません。 圧力タンクは、水で満水にしてはならないことになります。熱が加わり蒸気が発生した場合逃げどころがないので、パンクすることも考えられます。 原子力発電所の圧力タンクの問題もそうでした。冷やす機能が欠けたため爆発が発生しました。
少し脱線した感はありますが、原理はご理解いただけたことと存じます。
従って、空気と水の量は半々程度でも良いということになります。空気の圧縮率までは計算する必要はありませんが、気温の低い時期に圧力タンク内の水の量が多いと誤作動に繋がる確率は高まることはご理解いただけたことと存じます。
以上の点から冬季の大気圧の低下している時に圧力調整を実施すれば、圧力低下の可能性を低減すると仮定できます。
消防設備点検について
消防設備点検は半年に１回（年２回）の実施が義務付けられています。
【機器点検｜６ヶ月に１回】
- 消防用設備等の種類に応じ、消防用設備等の適正な配置、損傷、機能について、告示に定める基準に従い、外観又は簡易な操作により確認することをいいます。
【総合点検｜１年に１回】
- 消防用設備等の全部又は一部を告示に定める基準に従い、作動させ、総合的な機能を確認することをいいます。
【点検を実施する者｜消防設備士または消防設備点検資格者の場合】
- 延べ面積１０００㎡以上の防火対象物
- 地階又は３階以上の階に特定用途（物品販売店舗、ホテル、病院、飲食店など不特定多数の人が出入りする建物等）があり、かつ、階段が屋内１系統のみのもの（屋外に設けられた階段等であれば免除されます）
【点検を実施する者｜防火対象物の関係者の場合】
- 上記以外の防火対象物（点検をする際は、告示で定められた点検基準に基づいて点検を実施するため、専用の工具や点検機器等の準備が必要となります）
消防設備点検の点検項目は多岐に渡ります。
お客様からのお問い合わせで『自分で点検出来るのではないか？』というお問い合わせを頂くことがありますが、基本的には消防設備士または消防設備点検資格者の資格を有した業者に依頼し、点検を実施してください。
弊社では消防設備点検について様々なご相談を受けております。
スプリンクラー設備に関するお困りごとがありましたら、お気軽にお問い合わせください。
