Nieuw Kiwa-laboratorium test sprinklers uit blusinstallaties

Van Bijsterveldt mag met recht trots zijn op de realisatie van dit voor Nederland unieke testlab voor het beproeven van de functionaliteit van sprinklers. Het ontwerpen en laten bouwen van alle noodzakelijke apparatuur en de methodeontwikkeling kwamen voor zijn rekening. En vrijwel alles from scratch, inclusief de ontwikkeling van de software.

De van origine werktuigbouwkundige is een ‘handige jongen’, zo blijkt bij een rondgang door het nieuwe lab dat hij eigenhandig opbouwde. De noodzakelijke apparatuur en installaties ‘even’ inkopen is er in deze onderzoeksniche namelijk niet bij. Een kijkje nemen bij collega’s al evenmin.

Er zijn in Europa slechts twee geaccrediteerde laboratoria op dit vlak, maar die zijn een gesloten boek. Van Bijsterveldt ging tijdens de pandemie de uitdaging aan: hij ontwierp en realiseerde zijn ‘sprinkler lab’ dat twee jaar geleden operationeel werd. “We wilden dit zelf kunnen doen, vooral ook om kennis op te halen om die terug te geven aan onze auditoren en inspecteurs. Feedback om hun werk beter te kunnen doen.”

Inspecties van sprinklerinstallaties en meer

Het sprinklerlab is daarmee een prima aanvulling op de activiteiten van Kiwa FSS in Zaltbommel. De vestiging houdt zich van oudsher onder meer bezig met inspecties van sprinklerinstallaties.

Van Bijsterveldt: “Op basis van visuele en functionele beoordelingen en metingen stellen we vast of een sprinklerinstallatie doeltreffend is. Met andere worden: is de sprinklerinstallatie (nog) in staat om een brand onder controle te houden of te blussen, zijn er geen verstoppingen en werken de sprinklers nog wel? We testen heel veel aspecten. Staat de installatie op de juiste druk, is de capaciteit van de pompen voldoende?”

Dit inspectiewerk gaat verder dan alleen de installaties. “Het omvat tevens de bouwkundige en organisatieaspecten die nodig zijn om de sprinklerinstallatie goed te kunnen laten werken. We kijken of de samenhangende BIO-maatregelen goed op elkaar zijn afgestemd”.

Bij BIO doelt hij op de ‘Bouwkundige, Installatietechnische en Organisatorische maatregelen’. “Even praktisch: een kantoor moet geen chemische opslag worden, de installatie moet afgestemd blijven op het gebruik van het object, en de bouwkundige maatregelen moeten de installatie in staat stellen te kunnen functioneren binnen de uitgangspunten.”

Testen onder accreditatie uitgangspunt

De bestaande normen over sprinklerinstallaties waren voor Van Bijsterveldt het startpunt bij de opzet van het lab. Van daaruit bedacht hij welke beproevingsapparatuur er moest komen. “Vertrekpunt was dat het testen onder accreditatie uitgevoerd moet worden, daarin is veel geregeld. Voldoen aan de prestatieeisen van de norm, dit aantoonbaar maken, machines kunnen valideren, je resultaten vergelijken met andere labs, et cetera. Een periodieke round-robin test is vereist.”

Hij vervolgt: “Kortom: alle normen verzamelen, dat vertalen naar welke testen je moet doen, nadenken over hoe de machine daar invulling aan kan geven en het praktisch gebruik. Want eigenlijk doen we productie: een doosje sprinklers komt binnen en de klant wil eigenlijk binnen twee weken weten hoe de vlag erbij hangt.”

Samenwerking met Apollo

De bouw van de installaties ging in samenwerking met Apollo. “Er zijn weinig bedrijven die op deze manier mee kunnen denken, zoals Maarten Kramer dat kan”, vervolgt hij resoluut. “Er lag al een lijntje. Samen hebben we zitten sparren om een normconforme machine af te leveren om die uiteindelijk onder accreditatie te brengen. De eerste bestelling voor een machine hebben we vier jaar geleden geplaatst.”

Zo werken de te testen sprinklers

De sprinklerkoppen van sprinklerinstallaties zijn voorzien van glazen patronen of soldeerverbindingen. Ze bezwijken bij een bepaalde temperatuur en activeren daarmee de sprinkler. Veel voorkomende activeringstemperaturen zijn 68, 93 en 141 °C. Bij het bereiken van deze temperaturen wordt een enkele of worden meerdere sprinklers boven de brandhaard automatisch geactiveerd en gaan meteen bluswater op en rondom de brandhaard sproeien.

Echter, door verstoppingen van aanvoerleidingen en/of ophopend vuil en corrosie kan de werking van sprinklerinstallaties in de loop der jaren achteruitgaan. Ook sprinklerkoppen zijn aan deze vervuiling en veroudering onderhevig. Het is daarom verplicht om de sprinklers steekproefsgewijs 25 jaar na ingebruikname te testen op de temperatuurgestuurde activering en of de sprinklers binnen een bepaalde tijdspanne het juiste sproeipatroon met de juiste hoeveelheid water vertonen.

20 sprinklers per monsterbatch

De steekproefgrootte is vastgelegd in de regelgeving en varieert per type en installatie. Een gangbare steekproefgrootte is 20 per 5000 gemonteerde sprinklers van hetzelfde merk en type.

“De klant krijgt van ons doosjes waar 20 sprinklers in kunnen, en dopjes van kunststof. De bedoeling is dat de klant ze uit de installatie haalt en afsluit met een dopje, zodat er water in blijft zitten en ze niet uitdrogen. Je wilt tenslotte dat de test representatief is voor zijn broertjes en zusjes. Hier fotograferen we ze in een fotostudio en zetten er een nummertje bij, zodat elk monster geregistreerd en genummerd is. Heeft de klant ze zelf gelabeld, dan hanteren we diens nummers om te bepalen welk exemplaar mogelijk een probleem gaf.”

Bepalen activeringstemperatuur sprinklers

Om te bepalen of een sprinkler bij de juiste temperatuur activeert, beschikt het lab over een waterbad en een carrouselvormig oliebad. De laatste ketel heeft een veel grotere capaciteit en wordt het meest ingezet. De sprinklers hangen in het vloeistofbad dat langzaam opwarmt en zullen op een gegeven moment ‘afgaan’.

Van Bijsterveldt licht het proces toe: “We zijn begonnen met het waterbad. Echter, het vloeistofbad met een specifieke, niet-giftige synthetische olie in een gesloten systeem is een verbetering ten opzichte van het kleinere waterbad. Met als voordeel dat we redundant zijn. Hiermee testen we sprinklers met glaspatronen of soldeerverbinding tot 200 °C. Sensoren registreren het activeren van de individuele sprinklers.”

Niet elke sprinkler van een partij ondergaat deze test. “Van de 20 sprinklers die we testen, testen we er 4 op temperatuur en 16 op functionaliteit. Want er zit weinig spreiding in de metingen van de activeringstemperatuur, dus de temperatuur waarop ze openen. Vaker zie je problemen met sprinkler door vervuiling als kalkafzetting. Dat maakt dat ze minder water kunnen leveren. Voor dat type testen moeten we dus een grotere steekproef nemen.”

Controle van het sproeipatroon

Een adequaat sproeipatroon is een van de belangrijkste eisen aan het goed functioneren van een sprinkler. Om die functionaliteit te testen is er wederom met Apollo een installatie ontwikkeld om dit onder variabele druk te kunnen testen. Dit gebeurt in een enorme, vierkante rvs-kast met een glazen deur. Binnen hangt het vol sensoren.

“Dat was een lastig project. Het werkt met camera’s, maar die bleken in de praktijk niet zo waterdicht als gespecificeerd. Dat was even doorzoeken. Camera 1 controleert eventuele obstructies of blokkering van de spreidplaat van de sprinkler, camera 2 controleert of het water ook overal in juiste mate in de ruimte komt.”

Sprinklers testen onder hoge druk

Sprinklerinstallaties staan onder hoge druk, dus ook dit moet de installatie kunnen simuleren. “De pomp kan tot 12,5 bar en ruim 1100 liter/min produceren voor de functionele test. Dus gaat de sprinkler open? Sproeit hij rondom? Is er geen verkleving? En dat in de juiste montagepositie van de sprinkler.”

Hier gelden brandbeveiligingsnormen en die zijn streng. “In een doos van 20 mag er geen enkele sprinkler zijn met meer dan 20 °C afwijking in temperatuur, of die niet activeert of die geen waterverdeling geeft.”

Capaciteit van de sprinklerinstallatie bepalen

Daarmee is het beproeven nog niet gedaan. Van belang is ook de bepaling van de K-factor, bedoeld om de capaciteit van de sprinkler te testen. “Want het is niet uitzonderlijk bij sprinklers dat de doorstroming in de jaren met 30% is gedaald, met name door allerlei harde afzettingen zoals corrosieproducten, die de doorlaat hebben gereduceerd. En onze inspecteurs willen weten hoeveel water er nog uitkomt. Meer dan 30% K-factorreductie betekent afkeur.”

Hij vult aan: “Het is een kwestie van ‘meten is weten’. Je kunt het echt niet altijd aan de buitenkant zien: de ene sprinkler is sterk vervuild maar doet het perfect, de andere ziet er goed uit en functioneert maar voor de helft.”

Gaat de sprinkler op tijd af?

Een andere installatie dient om te testen of een sprinkler tijdig afgaat. Dit wordt uitgedrukt in RTI (response time index). Deze machine is het best te vergelijken met een heteluchtoven. Een ventilator voert opwarmende lucht met een bepaalde snelheid door een luchtkanaal.

Het creëren van deze condities is een geleidelijk en precies proces. Afhankelijk van het type sprinkler variëren de luchtcondities van 200 tot 380 °C en 1 tot 3,5 m/s. Als de juiste condities gerealiseerd zijn, ‘dompelt’ een liftje de sprinkler in de luchtstroom.

Van Bijsterveldt over dit technisch hoogstandje: “De boel is zo ingesteld dat de timer loopt als een sensor registreert dat de sprinkler in de luchtstroom komt. Wegvallen van de luchtdruk die tijdens de test op de sprinklers wordt gezet, betekent het openen van de sprinkler en dat is het moment om de timer te stoppen. We registreren hierbij op 1/100ste van een seconde.”

De extreme oventemperaturen maakte de bouw er niet eenvoudiger op. “We hebben een systeem laten bouwen dat tot 400 graden kan werken. Boven 100 graden zijn er weinig labs die de meetmiddelen hebben om dit aan te kunnen. Na een lange zoektocht hebben we een bedrijf gevonden die meetapparatuur maakt voor dergelijke bijzondere condities en dit soort metingen mogelijk maakt. Ook deze applicatie is samen met Apollo ontwikkeld.”

Uitbreiding van de labactiviteiten

De vestiging in Zaltbommel werkt veel samen met de Scandinavische Kiwa-locaties. Die sturen te testen sprinklers in batches van 25 naar het lab. Plan is de expertise in dit lab ook ten dienste te gaan stellen aan sprinklerfabrikanten die hun componenten op EU-markt willen zetten.

“Samen met onze collega’s in Apeldoorn kunnen we dan ook voor alle CE-markeringen testen, zodat de fabrikant volgens de geharmoniseerde normen levert. Vervolgens kunnen we vanuit Kiwa FSS Certification jaarlijks de kwaliteit van de producten bewaken door middel van audits en ‘factory production control’”.

Een recente aanvulling op de dienstverlenging is het verrichten van brononderzoek naar ongewenst geactiveerde sprinklers. “Weet wel, dit is uiterst zeldzaam, maar samen met de technologiekennis in Apeldoorn en ons metallurgisch lab in Noorwegen kunnen we alle componenten van een sprinkler onderzoeken, mocht zoiets zich toch voordoen. Zijn er fabricage- en montagefouten geweest? Bijvoorbeeld door een sprinkler die gevallen bleek, en daardoor na een jaar toch geactiveerd werd? Doel is de oorzaak te vinden van het falen, zodat we dat kunnen aanpakken. Het is belangrijk dat de gebouweigenaars weer vertrouwen krijgen in het goed functioneren van de sprinklerinstallatie.”

Hij besluit: “Kortom, we hebben genoeg te doen. Onder meer een uitbreiding van dit lab. Verder nóg meer de samenwerking zoeken met andere Kiwa-labs om zo alle expertise over brandveiligheid van Kiwa aan elkaar te kunnen koppelen.”