Las mejores prácticas y la guía de la NFPA para encontrar un rociador contra incendios doméstico de reemplazo adecuado

Los sistemas residenciales de rociadores contra incendios existen desde hace aproximadamente 50 años, lo que ha provocado la necesidad de que muchos propietarios de viviendas o edificios reemplacen los viejos cabezales de rociadores contra incendios. Ya sea por daño, activación o simple edad, debes encontrar un reemplazo exacto — el mismo modelo, marca y características — o un rociador contra incendios equivalente con características que cumplen con los requisitos de diseño del sistema.

Entre las especificaciones cruciales que deben coincidir estrechamente se encuentra la del aspersor. Factor Kun término técnico que describe el tamaño del orificio y la cantidad de agua que sale (con qué rapidez) a una presión y un flujo determinados.

Desafortunadamente, algunos fabricantes han cerrado o retirado modelos antiguos a lo largo de los años, y las especificaciones técnicas de los rociadores contra incendios domésticos han cambiado con la evolución de los estándares de instalación. Esta situación a veces plantea la pregunta:

¿Qué sucede si necesito reemplazar los cabezales de rociadores contra incendios residenciales, pero tienen un factor K obsoleto o faltante?

Esta guía 🥇IO Technology S.A.C explica qué hacer, cuál es el factor K de un rociador, algunos cálculos de diseño que explican la importancia del número y cómo la historia de los rociadores contra incendios residenciales ha influido en estos problemas. Hacemos referencia a las normas de instalación de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) para explicar reglas específicas:

  • NFPA 13D: Norma para la instalación de sistemas de rociadores en viviendas unifamiliares y bifamiliares y casas prefabricadas
  • NFPA 13R: Norma para la instalación de sistemas de rociadores en ocupaciones residenciales de poca altura
  • NFPA 13: Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores. NFPA 13 no es una norma residencial específica y sus sistemas no son el tema central de este artículo, pero incluye varias reglas que rigen los rociadores residenciales. La gente usa NFPA 13 para edificios residenciales más grandes o donde los propietarios no eligen 13R o 13D porque quieren igualdad de seguridad para la vida. y protección de la propiedad.

Puede leer este blog completo para conocer en profundidad este tema. Pero como mínimo, consulte nuestra Resumen de los pasos para reemplazar un rociador con un factor K viejo o faltante:

1. Identificar el modelo de rociador, incluyendo su clasificación de temperatura, y intenta encontrar un reemplazo exacto en venta. Si lo haces, ¡cómpralo!

2. Si no hay un reemplazo exacto disponible, NFPA 13D, 13R y 13 permiten el uso de un rociador residencial equivalente con un factor K dentro de +/- 5 % del antiguo factor K.. Por ejemplo, un rociador residencial colgante Viking Microfast modelo M obsoleto de 1988 tiene un factor K de 5,5. Por lo tanto, puede reemplazarlo con un Viking Freedom VK466 moderno con un factor K de 5,2 (-5%) a una temperatura equivalente.

3. Si no puede encontrar un aspersor de reemplazo dentro de +/- 5% del factor K del modelo anteriorentonces un profesional de protección contra incendios debe hacer algunos cálculos para ver si las opciones de reemplazo más cercanas funcionarán bien. Estas especificaciones esenciales incluyen si el nuevo modelo logra el área de cobertura prevista del antiguo rociador a una presión y flujo determinados y cumple con la «densidad de descarga mínima de 0,05 gpm/pie2 (2,0 mm/min)» que NFPA 13D especificó por primera vez para todos los sistemas residenciales en 2002.

4. Si no conoce el factor K de un aspersor antiguo, será necesario realizar cálculos similares pero más detallados. Incluyen evaluar qué tan lejos están los rociadores entre sí y de las paredes, el material y el tamaño de la tubería del sistema, la presión del agua disponible y otros factores. Nuevamente, los resultados pueden ayudar a elegir un rociador que brinde una protección diferente pero suficiente.

5. Si necesario y con los cálculos de los Pasos 3 o 4, usted y un profesional de protección contra incendios pueden hablar con la autoridad competente (AHJ) sobre la renuncia al requisito del +/- 5 % del factor K. Técnicamente, las normas no exigen consultar a una autoridad competente. Pero las reglas locales pueden exigirlo dependiendo de las necesidades de permisos de construcción para modificar una estructura existente. El éxito aquí depende de demostrar que cualquier rociador de repuesto nuevo proporcione una protección adecuada.

6. Si la autoridad competente se niega a utilizar su discreción o los números simplemente no funcionan, Se necesita un importante recálculo y modernización del sistema de rociadores.. Este esfuerzo, que puede implicar reemplazar tuberías, rociadores y otros pasos, no es el resultado más probable. Después de todo, los sistemas de rociadores residenciales y las normas de instalación NFPA 13D y 13R están diseñados para ser asequibles y tolerantes. ¡Pero es posible!

Una vez completado ese resumen, entremos en más detalles sobre por qué el factor K es esencial y los cálculos que informan los requisitos de diseño de los rociadores.

¿Necesita reemplazo de rociadores contra incendios? Consulte la amplia selección de rociadores contra incendios residenciales de 🥇IO Technology S.A.C de Tyco, Viking, Senju y Victaulic.

Cabezales de rociadores contra incendios residenciales sin factor K
No hay información grabada, incluido el factor K, en el deflector de este antiguo rociador, lo que dificulta identificar el rociador y encontrar un reemplazo.

Las reglas NFPA 13D, 13R y 13 para reemplazar cabezales de rociadores contra incendios residenciales antiguos

Si bien los sistemas automáticos de rociadores contra incendios existen desde finales del siglo XIXth Century, sus primos residenciales son mucho más jóvenes.

La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) publicó la primera edición de NFPA 13D en 1975 y Grinnell Fire Protection fabricó la primera listado rociador contra incendios residencial en 1981. En ese momento, el modelo Grinnell F954 era el único modelo que cumplía con los requisitos de listado en UL 1626, la norma para rociadores residenciales para servicios de protección contra incendios.

Tanto los rociadores residenciales como sus estándares de instalación han evolucionado desde entonces. Sin embargo, las normas han mantenido su orientación de que la primera opción para reemplazar los rociadores es usar exactamente el mismo modelo a la misma temperatura.

Pero si su rociador residencial se fabricó hace más de 20 años o se suspendió de alguna otra manera, puede ser imposible encontrar un reemplazo exacto o un modelo diferente con las características precisas. Lo que complica las cosas es el hecho de que es posible que no pueda encontrar el factor K en absoluto para aspersores más antiguos; Es posible que el número no sea visible en el marco o en el deflector.

Además, NFPA no especificó una densidad de descarga mínima de 0,05 gpm/ft2 para rociadores residenciales hasta la edición de 2002 de NFPA 13D. En cambio, los viejos estándares simplemente establecían parámetros de flujo y espaciamiento. Por lo tanto, muchos rociadores fabricados e instalados antes de 2003 tenían densidades de descarga que oscilaban entre aproximadamente 0,032 gpm/pie2 hasta tan alto como 0,09 gpm/pie2.

Las ediciones modernas de NFPA 13D, 13R y 13 intentan tener en cuenta estos rociadores antiguos y sus inconsistencias con la siguiente guía (las referencias a continuación se encuentran en las ediciones de 2022):

12.3.2.1* (NFPA 13D)/5.1.1.2* (NFPA 13R)/19.3.1.4.1 (NFPA 13)

Cuando se reemplazan rociadores residenciales fabricados antes de 2003 que ya no están disponibles por parte del fabricante y se instalan usando una densidad de diseño inferior a 0,05 gpm/pie2 (2,04 mm/min), un rociador residencial con un factor K equivalente (± 5 por ciento) Se permitirá su uso siempre que no se exceda el área de cobertura actualmente indicada para el rociador de reemplazo.

Podría surgir un poco de confusión por cómo está escrita esta sección; específicamente, esta condición: “y se instalan utilizando una densidad de diseño inferior a 0,05 gpm/pie2 (2,04 mm/min)”. Muchos propietarios de sistemas no sabrán si sus viejos rociadores contra incendios alcanzan este umbral de densidad, y realmente no importa si lo hacen o no.

Hablamos con un miembro del comité de NFPA quien explicó que estas palabras pretenden llamar la atención sobre el hecho de que había rociadores que liberaban un nivel de descarga de agua inferior al aceptable actualmente. Por lo tanto, si un aspersor viejo no alcanza los 0,05 gpm/pie2, está siguiendo este criterio al pie de la letra. Pero si el antiguo aspersor superó ese número pero el nuevo factor K está dentro de “± 5 por ciento”, el tamaño del orificio es lo suficientemente cercano.

La línea de fondo: Si conoce el factor K del rociador antiguo que no está disponible, puede reemplazarlo con un rociador residencial nuevo que tenga un factor K dentro del 5%.

Aquí hay otro ejemplo de este escenario: un aspersor más antiguo con un factor K de 3,9 podría reemplazarse por uno de los modelos de factor K de 3,7 de Senju, ya que el nuevo factor K está a menos del 5% del anterior. uno.

Tenga en cuenta también: Algunas propuestas están avanzando en el proceso del comité para redactar las ediciones de 2025 de NFPA 13D, 13R y 13 que simplificarían el reemplazo de rociadores residenciales antiguos. Estos cambios propuestos permitirían a los propietarios de sistemas reemplazar los rociadores con nuevos modelos que tengan la siguiente factor K más alto, no uno que sea +/- 5%. Sin embargo, al momento de escribir este artículo, el resultado final de estos cambios propuestos es incierto.

Pero ¿Qué pasa si no conoces en absoluto el factor K del antiguo aspersor? Un profesional calificado en protección contra incendios tendrá que realizar un examen más exhaustivo del sistema y tratar de encontrar cabezales de rociadores contra incendios residenciales que brinden suficiente protección.

Este proceso incluye identificar el área de diseño, medir las distancias entre los rociadores y las paredes, evaluar la presión del suministro de agua y tener en cuenta el material de las tuberías del sistema y su impacto por fricción en el flujo. En muchos casos, un profesional de la protección contra incendios puede argumentar que un nuevo modelo hará bien el trabajo. Si no pueden, es posible que se necesiten modificaciones más amplias del sistema.

Ficha técnica Grinnell F954
El Grinnell F954 fue el primer rociador contra incendios residencial incluido en la lista.

Diseño de sistemas de rociadores: comprensión del “área de diseño” y por qué es importante el factor K de un rociador

Puede resultar útil comprender cómo los profesionales de protección contra incendios diseñan sistemas residenciales de rociadores contra incendios siguiendo NFPA 13D, 13R y, con menos frecuencia, 13. La presión, el flujo y la cobertura de agua necesarios para lograr una protección eficaz contra incendios se determinan al determinar qué se necesita en el “área de diseño” del sistema.

El área de diseño es el compartimento de la estructura con la “demanda hidráulica” más importante, donde los rociadores necesitan la mayor cantidad de agua y presión para proporcionar una cobertura suficiente. Por lo general, es la parte del edificio que está más alta o más alejada del suministro de agua. El número de rociadores en un área de diseño determinada es:

  • Hasta dos aspersores en NFPA 13D sistemas instalados en viviendas de una y dos habitaciones y casas prefabricadas, cada uno de los cuales alcanza una densidad de descarga mínima de 0,05 gpm/pie2.
  • Hasta cuatro aspersores en NFPA 13R sistemas instalados en estructuras residenciales de poca altura, cada uno de los cuales alcanza una densidad de descarga mínima de 0,05 gpm/ft2.
  • Un mínimo de cuatro aspersores. en NFPA 13 Sin embargo, en este caso, los rociadores recién instalados deben alcanzar una densidad de descarga mínima de 0,1 gpm/pie2 o los requisitos del fabricante, lo que sea mayor. Sin embargo, la misma regla de reemplazo del factor K de +/- 5% todavía se aplica para reemplazar cabezales residenciales, por lo que no entraremos en todos los factores complejos (pero puede leer más sobre la demanda hidráulica aquí).

Más allá de las diferencias numéricas en los estándares de instalación, los principios básicos de un área de diseño siguen siendo los mismos. Los diseñadores evalúan la demanda hidráulica del sistema (cuánta agua y presión se necesitan) observando varios factores y su impacto en la protección del área de diseño, incluido el tipo y tamaño de la tubería, la cantidad y presión del suministro de agua y las características de descarga de los aspersores individuales.

Ese último elemento es fundamental; Los cabezales de rociadores contra incendios residenciales individuales deben poder arrojar suficiente agua a una distancia suficiente, respaldados por el suministro de agua y la presión adecuados, para contener eficazmente un incendio en el área de diseño. Entonces, Cada cabezal de aspersor es probado y clasificado. por varias características que incluye:

  • El área de cobertura máxima en pies por pies (metros por metros) a un flujo y presión determinados.
  • El mínimo fluir necesario en galones por minuto (gpm – o litros por minuto (lpm)) para llegar a un área de cobertura específica.
  • El mínimo residual presión del agua en libras por pulgada cuadrada (PSI, o bar) en el rociador de descarga.
  • El Factor K, también conocido como el «coeficiente de descarga». Nuevamente, el factor K es básicamente el tamaño del orificio por donde sale el agua del cabezal del aspersor, lo que indica la cantidad que rociará a una presión y un flujo determinados.

La relación entre todos estos elementos, el área de diseño y la demanda hidráulica es bastante complicada. Pero existe la regla mencionada anteriormente: NFPA 13D y 13R ahora especifican que todos los sistemas de rociadores residenciales necesitan «una densidad mínima de descarga de 0,05 gpm/pie2 (2,0 mm/min) o la lista del rociador, lo que sea mayor” de los rociadores en un área de diseño (NFPA 13D: 10.1.1, NFPA 13R: 7.1.1.1).

Podemos ilustrar cómo se calcula la densidad de descarga con algunas matemáticas básicas utilizando las especificaciones de un rociador colgante residencial Tyco TY2236. Los fabricantes describen los factores que mencionamos a continuación en la hoja de datos de un rociador contra incendios, como este extracto de la del Tyco TY223:

Mesa Tyco TY2236
Los rociadores Tyco TY2236 y otros fabricantes tienen hojas de datos (también conocidas como hojas cortadas) que muestran las áreas de cobertura potenciales con flujos y presiones específicos, junto con el espaciado y otros requisitos de instalación. Fuente de la imagen: Johnson Controls
  • El Tyco TY2236 tiene un 4,9 factor Kque está interrelacionado con los factores siguientes y exige cantidades específicas de flujo y presión para satisfacer diferentes áreas de cobertura.
  • En general, el aspersor tiene un área de cobertura máxima de 20 pies x 20 pies a un caudal y presión mínimos específicos. Pero para este ejemplo, también puede tener un área de cobertura de 16 pies x 16 piesque es igual 256 pies cuadrados, en el flujo y la presión específicos en los dos puntos siguientes.
  • El aspersor necesita un mínimo de 7 psi de presión residual para operar adecuadamente a 16 pies x 16 pies.
  • También requiere un flujo de 13 galones por minuto a 16 pies x 16 pies.

De nuevo, el densidad mínima de descarga para un rociador residencial es 0,05 gpm/pie2y un simple cálculo muestra cómo este aspersor Tyco lo logra:

en un presión residual mínima específicala resultante área de flujo/cobertura = densidad de descarga.

Entonces, usando los números de la tabla anterior: a una presión residual mínima de 7 psiel 4.9K Tyco TY2236 tiene 13 galones por minuto de flujo/256 pies cuadrados. de cobertura (16′ x 16′) = a 0,05 gpm/pie2 densidad de descarga.

Por lo tanto, el Tyco TY2236 cumple con los requisitos mínimos de densidad de descarga de 16 pies por 16 pies. Pero, ¿qué pasa si un diseñador quiere que el mismo rociador cubra su límite superior de 20 pies por 20 pies?

En ese caso, observe cómo cambian el flujo mínimo y la presión en la tabla anterior; ambos también deben aumentar para este aspersor basado en el factor K 4,9:

A una presión mínima de 16,7 psi: 20 galones por minuto de flujo/400 pies cuadrados. de cobertura = 0,05 gpm/pie2 densidad de descarga.

Como puede ver, todos estos factores están relacionados y la densidad de descarga depende del factor K del aspersor. Por lo tanto, si reemplaza un aspersor viejo por uno nuevo que tiene características diferentes, los números se desvían. La cantidad de agua que entregarán los aspersores en el área de diseño con base en los cambios de demanda hidráulica previamente calculados, alterando el área de cobertura, el flujo y la densidad de descarga.

Y si la densidad de descarga es demasiado baja (o incluso forma demasiado alto), es un problema. Es posible que los rociadores no puedan controlar un incendio como están diseñados, y tal vez no sean efectivos en absoluto.

Antiguos cabezales de rociadores contra incendios residenciales

Se supone que reemplazar los viejos cabezales de rociadores contra incendios residenciales es sencillo

Si tiene que reemplazar cabezales de rociadores contra incendios residenciales viejos y descontinuados, revise los pasos mencionados en la parte superior de este blog. Y si tiene dificultades para encontrar una coincidencia exacta o un reemplazo oficialmente adecuado, no se pierden todas las esperanzas. La NFPA apunta a que la instalación y el mantenimiento de rociadores contra incendios residenciales sean más indulgentes que los de los sistemas comerciales.

Esto se debe a que la NFPA reconoce que es crucial hacer que el uso de rociadores contra incendios residenciales sea lo más fácil y asequible posible para las personas. Es mucho más importante tener muchos sistemas que funcionan de forma segura en lugar de sólo unos pocos que logran la perfección del diseño.

Por lo tanto, si tiene problemas, busque un profesional calificado en protección contra incendios que lo ayude a reemplazar los rociadores contra incendios viejos por un modelo adecuado. Y cuando necesite comprar este equipo, consulte 🥇IO Technology S.A.C Amplia selección de rociadores contra incendios residenciales.

No dude en comunicarse con 🥇IO Technology S.A.C al +51 981 223 295 o ventas@iotechnology.pe si necesita ayuda para encontrar o solicitar un producto específico.

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