Kalkulátor průtoku vody při požáru | Výpočet požadovaných litrů za minutu pro hašení

Co je požární průtok?

Kalkulačka požárního průtoku odhaduje, kolik vody hasiči potřebují k likvidaci požáru v konkrétní budově. Výsledek se nazývá potřebný požární průtok a měří se v galonech za minutu neboli GPM. Hasičské sbory, inženýři vodárenských společností a projektanti budov toto číslo používají při plánování hydrantů, vodovodních řadů a kapacity čerpadel.

Potřebný požární průtok závisí na třech věcech: jak velká budova je, z čeho je postavena a jak snadno hoří její obsah. Malý dům potřebuje mnohem méně vody než velký sklad plný hořlavého zboží.

Jak vypočítat požární průtok

Tato kalkulačka vychází z metody uvedené v publikaci Insurance Services Office (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, která je zjednodušena na tři typy budov a tři úrovně nebezpečí. Výpočet má dva kroky.

Krok 1: Určete konstrukční faktor (Ci).

$C_i = 18 \times F \times \sqrt{\text{Plocha}}$

Plocha označuje účinnou plochu ve čtverečních stopách. U jednopodlažní budovy jde jednoduše o podlahovou plochu. U vyšší budovy, která není požárně odolná, ISO bere největší podlaží plus polovinu plochy každého dalšího podlaží. F je konstrukční faktor závislý na typu budovy:

Vztah založený na druhé odmocnině a koeficient 18 jsou stejné pro všechny typy budov. Mění se pouze F. Každý typ zastupuje jednu konstrukční třídu ISO. Obytná budova znamená rámovou konstrukci (třída 1). Komerční budova znamená zděnou konstrukci s dřevěnými stropními trámy (třída 2). Průmyslová budova znamená nehořlavou konstrukci (třída 3). Třída také určuje horní mez Ci. Ci se zaokrouhluje na nejbližších 250 GPM a poté se omezuje dolní mezí 500 GPM a horní mezí uvedenou výše.

Krok 2: Použijte faktor nebezpečí a získejte potřebný požární průtok (NFF).

$\text{NFF} = C_i \times O$

O je faktor požárního nebezpečí provozu, který vychází z hořlavosti obsahu:

Výsledek se zaokrouhluje na nejbližších 250 GPM, pokud je nižší než 2 500 GPM, nebo na nejbližších 500 GPM, pokud je 2 500 GPM nebo vyšší. Konečný potřebný požární průtok každé budovy se bez ohledu na její typ omezuje na rozmezí od 500 GPM do 12 000 GPM.

Příklad: Jak vypočítat požární průtok

Dům o ploše 2 000 čtverečních stop se středním nebezpečím.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, po zaokrouhlení 1 250 GPM. To je pod obytnou horní mezí 8 000 GPM, takže hodnota zůstává.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Hodnota je již nižší než 2 500, proto se zaokrouhlí na nejbližších 250 a zůstane na 1 250 GPM.

Maloobchodní prodejna o ploše 25 000 čtverečních stop se středním nebezpečím.

Ci = 18 × 1,0 × √25 000 = 18 × 158,1 ≈ 2 846, po zaokrouhlení 2 750 GPM.

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Protože jde o hodnotu 2 500 nebo vyšší, zaokrouhlí se na nejbližších 500, takže výsledkem je 3 000 GPM.

Továrna o ploše 75 000 čtverečních stop s vysokým nebezpečím.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, po zaokrouhlení 4 000 GPM. To je pod průmyslovou horní mezí 6 000 GPM, takže se zde žádné omezení neuplatní.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, což je již násobek 500, takže konečný výsledek je 5 000 GPM.

Proč je požární průtok důležitý

Čerpadlo hasičského vozu obvykle dodává 1 000 až 1 500 GPM. Vypočtená potřeba 4 000 GPM znamená, že vodu musí současně dodávat několik hasičských vozů, nikoli jen jeden. Hasičské sbory používají údaje o potřebném požárním průtoku při plánování předzásahových průzkumů, při rozhodování, kolik jednotek vyslat k poplachu, a při ověřování, zda hydrant skutečně dokáže dodat množství vody potřebné pro danou budovu.

Inženýři vodárenských společností používají stejná čísla k dimenzování potrubí a akumulačních nádrží. Vodovodní řad vybudovaný pouze pro běžnou spotřebu domácností nemusí během požáru přepravit dostatek vody. O velikosti řadu proto často rozhoduje požadavek požárního průtoku, nikoli každodenní spotřeba.

Projektanti budov tyto hodnoty počítají již v rané fázi projektu. Pokud navrhovaný sklad potřebuje více vody, než dokáže místní systém dodat, obvykle připadají v úvahu menší budova, sprinklerový systém nebo nákladná modernizace vodovodního řadu.

Sprinklery a snížení požárního průtoku

Mnohé stavební a požární předpisy dovolují nižší požadovaný požární průtok, pokud je budova vybavena automatickým sprinklerovým systémem splňujícím požadavky NFPA 13. Protože sprinklery mohou požár zvládnout dříve, než se rozšíří, některé jurisdikce povolují snížení potřebného požárního průtoku pro zásah hasičů o 50 až 75 procent. Přesné procento závisí na místních předpisech a schválení požárním orgánem, proto je třeba je ověřit případ od případu. Tato kalkulačka žádné snížení za sprinklerový systém automaticky neuplatňuje.

Požární průtok vs. průtok sprinklerového systému

Požární průtok a průtok sprinklerového systému jsou dvě samostatné hodnoty. Požární průtok je množství vody, které hasiči po příjezdu potřebují pro hadice a hydranty. Průtok sprinklerového systému je množství vody potřebné k provozu automatického sprinklerového systému a počítá se samostatně podle NFPA 13 na základě druhu skladovaného zboží, výšky skladování a návrhu sprinklerového systému. Průtok sprinklerového systému je obvykle mnohem menší, často se pohybuje od desítek do několika tisíc GPM, a kterou z těchto hodnot je třeba použít pro návrh zásobování vodou, určuje pracovník příslušného stavebního úřadu.

Co tato kalkulačka nezohledňuje

Tento nástroj používá zjednodušenou verzi metody ISO se třemi typy budov a třemi úrovněmi nebezpečí namísto úplného souboru šesti konstrukčních tříd a pěti stupňů nebezpečí podle ISO. Nezohledňuje riziko přenosu požáru na okolní budovy, zohlednění přínosu sprinklerového systému, místní úpravy předpisů ani požadavky na dobu, po kterou musí být dodávka vody zajištěna. Zde uvedené výsledky jsou užitečné pro předběžné plánování. Konečné číslo použité pro povolení a výstavbu by měl potvrdit autorizovaný inženýr požární ochrany a místně příslušný orgán.

Často kladené otázky

Jaký je vzorec pro požární průtok? Potřebný požární průtok se rovná konstrukčnímu faktoru (Ci) vynásobenému faktorem nebezpečí provozu (O). Ci se rovná 18 krát konstrukční faktor F krát druhá odmocnina podlahové plochy budovy ve čtverečních stopách. F je 1,5 pro obytné budovy, 1,0 pro komerční budovy a 0,8 pro průmyslové budovy.

Jaký je požadovaný minimální požární průtok? Tato metoda stanovuje dolní mez 500 GPM pro každý typ budovy, tedy obytný, komerční i průmyslový.

Jaký je maximální požární průtok? Konečný potřebný požární průtok je omezen na 12 000 GPM. Samotný konstrukční faktor je během výpočtu omezen na 8 000 GPM u obytných a komerčních budov a na 6 000 GPM u průmyslových budov.

Proč typ budovy mění výsledek, i když vzorec vypadá stejně? Vzorec pro plochu (druhá odmocnina plochy krát 18) je pro všechny typy stejný. Typ budovy mění výsledek prostřednictvím konstrukčního faktoru F a nepřímo také prostřednictvím odlišné horní meze Ci.

Mohou sprinklery snížit požární průtok potřebný pro budovu? Ano, ve většině jurisdikcí, tato kalkulačka však toto snížení neuplatňuje automaticky. Pracovník příslušného úřadu posoudí sprinklerový systém před schválením jakéhokoli snížení.

Jak se to liší od průtoku sprinklerového systému? Požární průtok zahrnuje vodu pro hadice a hydranty používané hasiči. Průtok sprinklerového systému zahrnuje vodu používanou automatickým sprinklerovým systémem a jde o samostatný, obvykle menší výpočet podle NFPA 13.

Reference

1. Insurance Services Office (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Jersey City, NJ: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, příloha B.
3. National Fire Protection Association. NFPA 13: Standard for the Installation of Sprinkler Systems.
4. National Fire Protection Association. NFPA 1142: Standard on Water Supplies for Suburban and Rural Fire Fighting.
5. American Water Works Association (2017). M31: Distribution System Requirements for Fire Protection, 5. vydání. Denver, CO: AWWA.