Brandflow Beregner | Beregn Påkrævet GPM til Brandslukning

Hvad er brandvandføring?

En beregner for brandvandføring anslår, hvor meget vand brandfolk har brug for til at kontrollere en brand i en bestemt bygning. Resultatet kaldes den nødvendige brandvandføring og måles i gallon pr. minut eller GPM. Brandvæsener, ingeniører hos vandforsyninger og bygningskonstruktører bruger tallet til at planlægge brandhaner, vandledninger og pumpekapacitet.

Den nødvendige brandvandføring afhænger af tre ting: hvor stor bygningen er, hvad den er lavet af, og hvor let dens indhold brænder. Et lille hus kræver langt mindre vand end et stort lager fyldt med brændbare varer.

Sådan beregnes brandvandføring

Denne beregner følger metoden i Insurance Services Offices (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, forenklet til tre bygningstyper og tre fareniveauer. Beregningen har to trin.

Trin 1: Bestem konstruktionsfaktoren (Ci).

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

Arealet er det effektive areal i kvadratfod. For en bygning i én etage er det ganske enkelt etagearealet. For en højere bygning, der ikke er brandmodstandsdygtig, bruger ISO den største etage plus halvdelen af arealet af alle øvrige etager. F er en faktor for konstruktionen, der afhænger af bygningstypen:

Kvadratrodsrelationen og koefficienten 18 er de samme for alle bygningstyper. Det er kun F, der ændres. Hver type repræsenterer en ISO-konstruktionsklasse. Bolig betyder trækonstruktion (klasse 1). Erhverv betyder murværk med træbjælkelag (klasse 2). Industri betyder ubrændbar konstruktion (klasse 3). Klassen fastsætter også loftet for Ci. Ci afrundes til nærmeste 250 GPM og begrænses derefter til et gulv på 500 GPM og det loft, der er vist ovenfor.

Trin 2: Anvend farefaktoren, og find den nødvendige brandvandføring (NFF).

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

O er brandfarefaktoren for anvendelsen, baseret på hvor brændbart indholdet er:

Resultatet afrundes til nærmeste 250 GPM, hvis det er under 2.500 GPM, eller til nærmeste 500 GPM, hvis det er 2.500 GPM eller højere. Den endelige nødvendige brandvandføring for enhver bygning begrænses til mellem 500 GPM og 12.000 GPM, uanset bygningstype.

Eksempel: Sådan beregnes brandvandføring

Et hus på 2.000 kvadratfod, moderat fare.

Ci = 18 × 1,5 × √2.000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1.208, afrundet til 1.250 GPM. Det er under boligloftet på 8.000 GPM, så værdien fastholdes.

NFF = 1.250 × 1,00 = 1.250 GPM. Det er allerede under 2.500, så det afrundes til nærmeste 250 og forbliver 1.250 GPM.

En detailbutik på 25.000 kvadratfod, moderat fare.

Ci = 18 × 1,0 × √25.000 = 18 × 158,1 ≈ 2.846, afrundet til 2.750 GPM.

NFF = 2.750 × 1,00 = 2.750 GPM. Da dette er 2.500 eller højere, afrundes det til nærmeste 500, hvilket giver 3.000 GPM.

En fabrik på 75.000 kvadratfod, høj fare.

Ci = 18 × 0,8 × √75.000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3.944, afrundet til 4.000 GPM. Det er under industriloftet på 6.000 GPM, så der anvendes ikke noget loft her.

NFF = 4.000 × 1,25 = 5.000 GPM, som allerede er et multiplum af 500, så det endelige resultat er 5.000 GPM.

Hvorfor brandvandføring er vigtig

En brandbils pumpe leverer normalt mellem 1.000 og 1.500 GPM. Et beregnet behov på 4.000 GPM betyder, at flere brandbiler skal levere vand samtidig, ikke kun én. Brandvæsener bruger tal for nødvendig brandvandføring ved planlægning af undersøgelser før en hændelse, ved afgørelse af hvor mange enheder der skal sendes til en alarm, og ved kontrol af, om en brandhane faktisk kan levere den vandmængde, bygningen kræver.

Ingeniører hos vandforsyninger bruger de samme tal til at dimensionere rør og lagertanke. En vandledning, der kun er bygget til husholdningsbrug, leverer måske ikke nok vand under en brand, så behovet for brandvandføring afgør ofte, hvor stor en hovedledning der er nødvendig, snarere end det daglige forbrug.

Bygningskonstruktører beregner disse tal tidligt i et projekt. Hvis et planlagt lager kræver mere vand, end det lokale system kan levere, er mulighederne normalt en mindre bygning, et sprinklersystem eller en dyr opgradering af vandledningen.

Sprinklere og reduktion af brandvandføring

Mange bygge- og brandreglementer tillader et lavere krav til brandvandføring, når en bygning har et automatisk sprinklersystem, der opfylder NFPA 13. Da sprinklere kan kontrollere en brand, før den vokser sig stor, tillader nogle jurisdiktioner en reduktion på 50 til 75 procent i den nødvendige brandvandføring til den manuelle brandslukningsindsats. Den præcise procentdel afhænger af det lokale reglement og brandmyndighedens godkendelse, så den bør kontrolleres fra sag til sag. Denne beregner anvender ikke selv nogen sprinklerreduktion.

Brandvandbehov kontra sprinklerbehov

Brandvandføring og sprinklerbehov er to separate tal. Brandvandføring er det vand, brandfolk har brug for til slanger og brandhaner, når de ankommer. Sprinklerbehov er det vand, et automatisk sprinklersystem skal bruge for at fungere, og det beregnes separat efter NFPA 13 på grundlag af typen af oplagrede varer, oplagshøjden og sprinkleranlæggets udformning. Sprinklerbehovet er normalt meget mindre, ofte fra nogle få snese til nogle få tusinde GPM, og en brandmyndighed afgør, hvilket tal der er bestemmende for dimensioneringen af vandforsyningen.

Hvad denne beregner ikke omfatter

Dette værktøj bruger en forenklet version af ISO-metoden med tre bygningstyper og tre fareniveauer i stedet for hele ISO's sæt på seks konstruktionsklasser og fem faregrader. Det tager ikke højde for eksponering fra nærliggende bygninger, sprinklerfradrag, lokale ændringer af reglementet eller krav til vandforsyningens varighed. Resultaterne her er nyttige til den tidlige planlægning. En autoriseret brandbeskyttelsesingeniør og den lokale kompetente myndighed bør bekræfte det endelige tal, der anvendes til tilladelser og byggeri.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er formlen for brandvandføring? Den nødvendige brandvandføring er lig med en konstruktionsfaktor (Ci) multipliceret med en farefaktor for anvendelsen (O). Ci er lig med 18 gange konstruktionsfaktoren F gange kvadratroden af bygningens etageareal i kvadratfod. F er 1,5 for boligbygninger, 1,0 for erhvervsbygninger og 0,8 for industribygninger.

Hvad er den mindste krævede brandvandføring? Denne metode fastsætter et gulv på 500 GPM for alle bygningstyper, herunder bolig, erhverv og industri.

Hvad er den maksimale brandvandføring? Den endelige nødvendige brandvandføring er begrænset til 12.000 GPM. Undervejs er selve konstruktionsfaktoren begrænset til 8.000 GPM for bolig- og erhvervsbygninger og 6.000 GPM for industribygninger.

Hvorfor ændrer bygningstypen resultatet, selv om formlen ser ens ud? Arealformlen (kvadratroden af arealet gange 18) er identisk for alle typer. Bygningstypen ændrer resultatet gennem konstruktionsfaktoren F og indirekte gennem et andet loft for Ci.

Kan sprinklere reducere den brandvandføring, en bygning har brug for? Ja, i de fleste jurisdiktioner, selv om denne beregner ikke anvender reduktionen automatisk. En reglementsmyndighed gennemgår sprinklersystemet, før en reduktion godkendes.

Hvordan adskiller dette sig fra sprinklerbehovet? Brandvandføring dækker vand til slanger og brandhaner, som brandfolk bruger. Sprinklerbehov dækker vand, der bruges af et automatisk sprinklersystem, og er en separat, normalt mindre beregning efter NFPA 13.

Referencer

1. Insurance Services Office (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Jersey City, NJ: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, bilag B.
3. National Fire Protection Association. NFPA 13: Standard for installation af sprinklersystemer.
4. National Fire Protection Association. NFPA 1142: Standard for vandforsyninger til brandbekæmpelse i forstæder og landdistrikter.
5. American Water Works Association (2017). M31: Krav til distributionssystemer til brandbeskyttelse, 5. udgave. Denver, CO: AWWA.