Υπολογιστής Ροής Πυρκαγιάς | Υπολογισμός Απαιτούμενων GPM για Πυρόσβεση

Τι είναι η παροχή πυρόσβεσης;

Ο υπολογιστής παροχής πυρόσβεσης εκτιμά πόσο νερό χρειάζονται οι πυροσβέστες για να θέσουν υπό έλεγχο μια πυρκαγιά σε ένα συγκεκριμένο κτίριο. Το αποτέλεσμα ονομάζεται απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης και μετριέται σε γαλόνια ανά λεπτό ή GPM. Οι πυροσβεστικές υπηρεσίες, οι μηχανικοί των εταιρειών ύδρευσης και οι μελετητές κτιρίων χρησιμοποιούν αυτόν τον αριθμό για τον σχεδιασμό πυροσβεστικών κρουνών, αγωγών ύδρευσης και δυναμικότητας αντλιών.

Η απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης εξαρτάται από τρία πράγματα: το μέγεθος του κτιρίου, τα υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένο και το πόσο εύκολα καίγονται τα περιεχόμενά του. Ένα μικρό σπίτι χρειάζεται πολύ λιγότερο νερό από μια μεγάλη αποθήκη γεμάτη εύφλεκτα εμπορεύματα.

Πώς υπολογίζεται η παροχή πυρόσβεσης

Αυτός ο υπολογιστής ακολουθεί τη μέθοδο του Guide for Determination of Needed Fire Flow του Insurance Services Office (ISO), απλοποιημένη σε τρεις τύπους κτιρίων και τρία επίπεδα κινδύνου. Ο υπολογισμός έχει δύο βήματα.

Βήμα 1: Εύρεση του συντελεστή κατασκευής (Ci).

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

Το εμβαδόν είναι το ωφέλιμο εμβαδόν σε τετραγωνικά πόδια. Για ένα μονώροφο κτίριο είναι απλώς το εμβαδόν του ορόφου. Για ένα πολυώροφο κτίριο χωρίς πυραντίσταση, το ISO λαμβάνει το μεγαλύτερο εμβαδόν ορόφου συν το μισό του εμβαδού κάθε άλλου ορόφου. Το F είναι συντελεστής κατασκευής που εξαρτάται από τον τύπο του κτιρίου:

Η σχέση τετραγωνικής ρίζας και ο συντελεστής 18 είναι ίδιοι για κάθε τύπο κτιρίου. Μόνο το F αλλάζει. Κάθε τύπος αντιστοιχεί σε μία κλάση κατασκευής του ISO. Ο τύπος κατοικίας σημαίνει ξύλινο φέροντα οργανισμό (κλάση 1). Ο εμπορικός τύπος σημαίνει τοιχοποιία με ξύλινα πατώματα (κλάση 2). Ο βιομηχανικός τύπος σημαίνει άκαυστα υλικά (κλάση 3). Η κλάση καθορίζει επίσης το ανώτατο όριο του Ci. Το Ci στρογγυλοποιείται στο πλησιέστερο 250 GPM και κατόπιν περιορίζεται σε κατώτατη τιμή 500 GPM και στο ανώτατο όριο που φαίνεται παραπάνω.

Βήμα 2: Εφαρμόστε τον συντελεστή κινδύνου και υπολογίστε την απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης (NFF).

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

Το O είναι ο συντελεστής κινδύνου χρήσης, ο οποίος βασίζεται στο πόσο εύφλεκτα είναι τα περιεχόμενα:

Το αποτέλεσμα στρογγυλοποιείται στο πλησιέστερο 250 GPM αν είναι μικρότερο από 2.500 GPM ή στο πλησιέστερο 500 GPM αν είναι 2.500 GPM ή μεγαλύτερο. Η τελική απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης κάθε κτιρίου περιορίζεται μεταξύ 500 GPM και 12.000 GPM, ανεξάρτητα από τον τύπο του.

Παράδειγμα: Πώς υπολογίζεται η παροχή πυρόσβεσης

Μια κατοικία 2.000 τετραγωνικών ποδιών, μετρίου κινδύνου.

Ci = 18 × 1,5 × √2.000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1.208, στρογγυλοποιημένο σε 1.250 GPM. Είναι χαμηλότερο από το ανώτατο όριο 8.000 GPM για κατοικίες, οπότε παραμένει ως έχει.

NFF = 1.250 × 1,00 = 1.250 GPM. Είναι ήδη μικρότερο από 2.500, οπότε στρογγυλοποιείται στο πλησιέστερο 250 και παραμένει 1.250 GPM.

Ένα κατάστημα λιανικής 25.000 τετραγωνικών ποδιών, μετρίου κινδύνου.

Ci = 18 × 1,0 × √25.000 = 18 × 158,1 ≈ 2.846, στρογγυλοποιημένο σε 2.750 GPM.

NFF = 2.750 × 1,00 = 2.750 GPM. Εφόσον είναι 2.500 ή μεγαλύτερο, στρογγυλοποιείται στο πλησιέστερο 500, δίνοντας 3.000 GPM.

Ένα εργοστάσιο 75.000 τετραγωνικών ποδιών, υψηλού κινδύνου.

Ci = 18 × 0,8 × √75.000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3.944, στρογγυλοποιημένο σε 4.000 GPM. Είναι μικρότερο από το ανώτατο όριο 6.000 GPM για βιομηχανικά κτίρια, επομένως εδώ δεν εφαρμόζεται περιορισμός.

NFF = 4.000 × 1,25 = 5.000 GPM, ήδη πολλαπλάσιο του 500, οπότε το τελικό αποτέλεσμα είναι 5.000 GPM.

Γιατί έχει σημασία η παροχή πυρόσβεσης

Η αντλία ενός πυροσβεστικού οχήματος συνήθως παρέχει από 1.000 έως 1.500 GPM. Μια υπολογισμένη ανάγκη 4.000 GPM σημαίνει ότι πρέπει να παρέχουν νερό ταυτόχρονα πολλά οχήματα και όχι μόνο ένα. Οι πυροσβεστικές υπηρεσίες χρησιμοποιούν τις τιμές της απαιτούμενης παροχής πυρόσβεσης όταν διενεργούν επιτόπιες έρευνες πριν από συμβάντα, αποφασίζουν πόσες μονάδες θα στείλουν σε έναν συναγερμό και ελέγχουν αν ένας πυροσβεστικός κρουνός μπορεί πράγματι να παρέχει την ποσότητα που απαιτεί ένα κτίριο.

Οι μηχανικοί των εταιρειών ύδρευσης χρησιμοποιούν τους ίδιους αριθμούς για να διαστασιολογούν αγωγούς και δεξαμενές αποθήκευσης. Ένας αγωγός ύδρευσης που έχει κατασκευαστεί μόνο για οικιακή χρήση μπορεί να μην μεταφέρει αρκετό νερό κατά τη διάρκεια πυρκαγιάς, επομένως η ζήτηση για πυρόσβεση συχνά καθορίζει το μέγεθος του αγωγού και όχι η καθημερινή κατανάλωση.

Οι μελετητές κτιρίων κάνουν αυτούς τους υπολογισμούς σε αρχικό στάδιο του έργου. Αν μια προτεινόμενη αποθήκη χρειάζεται περισσότερο νερό από όσο μπορεί να παρέχει το τοπικό δίκτυο, οι συνήθεις επιλογές είναι μικρότερο κτίριο, σύστημα καταιονισμού ή δαπανηρή αναβάθμιση του αγωγού ύδρευσης.

Καταιονιστήρες και μείωση της παροχής πυρόσβεσης

Πολλοί οικοδομικοί και πυροσβεστικοί κανονισμοί επιτρέπουν χαμηλότερη απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης όταν ένα κτίριο διαθέτει αυτόματο σύστημα καταιονισμού που συμμορφώνεται με το NFPA 13. Επειδή οι καταιονιστήρες μπορούν να θέσουν υπό έλεγχο μια πυρκαγιά πριν αυτή επεκταθεί, ορισμένες δικαιοδοσίες επιτρέπουν μείωση από 50 έως 75 τοις εκατό στην απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης για την επέμβαση των πυροσβεστών. Το ακριβές ποσοστό εξαρτάται από τον τοπικό κανονισμό και την έγκριση του αρμόδιου πυροσβεστικού υπαλλήλου, επομένως πρέπει να ελέγχεται κατά περίπτωση. Αυτός ο υπολογιστής δεν εφαρμόζει από μόνος του μείωση λόγω καταιονισμού.

Απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης έναντι απαιτούμενης παροχής καταιονιστικού συστήματος

Η παροχή πυρόσβεσης και η παροχή καταιονισμού είναι δύο διαφορετικές τιμές. Η παροχή πυρόσβεσης είναι το νερό που χρειάζονται οι πυροσβέστες για σωλήνες και πυροσβεστικούς κρουνούς όταν φτάσουν στο σημείο. Η παροχή καταιονισμού είναι το νερό που χρειάζεται ένα αυτόματο σύστημα καταιονισμού για να λειτουργήσει και υπολογίζεται χωριστά σύμφωνα με το NFPA 13, με βάση τον τύπο των αποθηκευμένων εμπορευμάτων, το ύψος αποθήκευσης και τον σχεδιασμό του συστήματος. Η παροχή καταιονισμού είναι συνήθως πολύ μικρότερη, συχνά από μερικές δεκάδες έως λίγες χιλιάδες GPM, και ο αρμόδιος υπάλληλος ελέγχου κανονισμών αποφασίζει ποια τιμή καθορίζει τον σχεδιασμό της παροχής νερού.

Τι δεν καλύπτει αυτός ο υπολογιστής

Αυτό το εργαλείο χρησιμοποιεί απλοποιημένη εκδοχή της μεθόδου ISO, με τρεις τύπους κτιρίων και τρία επίπεδα κινδύνου αντί για το πλήρες σύνολο των έξι κλάσεων κατασκευής και πέντε βαθμών κινδύνου του ISO. Δεν λαμβάνει υπόψη την έκθεση σε γειτονικά κτίρια, τις μειώσεις λόγω καταιονιστικού συστήματος, τις τοπικές τροποποιήσεις κανονισμών ή τις απαιτήσεις διάρκειας παροχής νερού. Τα αποτελέσματα είναι χρήσιμα για τον αρχικό σχεδιασμό. Ο αδειοδοτημένος μηχανικός πυροπροστασίας και η κατά τόπον αρμόδια αρχή πρέπει να επιβεβαιώσουν τον τελικό αριθμό που θα χρησιμοποιηθεί για τις άδειες και την κατασκευή.

Συχνές ερωτήσεις

Ποιος είναι ο τύπος για την παροχή πυρόσβεσης; Η απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης ισούται με το γινόμενο του συντελεστή κατασκευής (Ci) επί τον συντελεστή κινδύνου λόγω χρήσης (O). Το Ci ισούται με 18 επί τον συντελεστή κατασκευής F επί την τετραγωνική ρίζα του εμβαδού του δαπέδου του κτιρίου σε τετραγωνικά πόδια. Το F είναι 1,5 για κτίρια κατοικιών, 1,0 για εμπορικά κτίρια και 0,8 για βιομηχανικά κτίρια.

Ποια είναι η ελάχιστη απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης; Αυτή η μέθοδος καθορίζει κατώτατη τιμή 500 GPM για κάθε τύπο κτιρίου, οικιστικό, εμπορικό ή βιομηχανικό.

Ποια είναι η μέγιστη παροχή πυρόσβεσης; Η τελική απαιτούμενη παροχή πυρόσβεσης περιορίζεται σε 12.000 GPM. Κατά τον υπολογισμό, ο συντελεστής κατασκευής περιορίζεται σε 8.000 GPM για οικιστικά και εμπορικά κτίρια και σε 6.000 GPM για βιομηχανικά κτίρια.

Γιατί ο τύπος του κτιρίου αλλάζει το αποτέλεσμα, παρότι ο τύπος φαίνεται ίδιος; Ο τύπος του εμβαδού (τετραγωνική ρίζα του εμβαδού επί 18) είναι ίδιος για κάθε τύπο. Ο τύπος του κτιρίου αλλάζει το αποτέλεσμα μέσω του συντελεστή κατασκευής F και, έμμεσα, μέσω διαφορετικού ανώτατου ορίου για το Ci.

Μπορούν οι καταιονιστήρες να μειώσουν την παροχή πυρόσβεσης που χρειάζεται ένα κτίριο; Ναι, στις περισσότερες δικαιοδοσίες, αν και αυτός ο υπολογιστής δεν εφαρμόζει αυτόματα τη μείωση. Ο αρμόδιος υπάλληλος ελέγχου κανονισμών εξετάζει το σύστημα καταιονισμού πριν εγκρίνει οποιαδήποτε μείωση.

Πώς διαφέρει αυτό από την παροχή καταιονισμού; Η παροχή πυρόσβεσης καλύπτει το νερό για τους σωλήνες και τους πυροσβεστικούς κρουνούς που χρησιμοποιούν οι πυροσβέστες. Η παροχή καταιονισμού καλύπτει το νερό που χρησιμοποιεί ένα αυτόματο σύστημα καταιονισμού και αποτελεί χωριστό, συνήθως μικρότερο, υπολογισμό σύμφωνα με το NFPA 13.

Παραπομπές

1. Insurance Services Office (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Jersey City, NJ: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, Παράρτημα B.
3. National Fire Protection Association. NFPA 13: Πρότυπο για την εγκατάσταση συστημάτων καταιονισμού.
4. National Fire Protection Association. NFPA 1142: Πρότυπο για παροχές νερού σε πυρόσβεση σε προαστιακές και αγροτικές περιοχές.
5. American Water Works Association (2017). M31: Απαιτήσεις δικτύων διανομής για πυροπροστασία, 5η έκδοση. Denver, CO: AWWA.