Palovirran Laskuri | Laske Vaadittava GPM Sammutustoimintaan

Mitä palovesivirtaama tarkoittaa?

Palovesivirtaamalaskuri arvioi, kuinka paljon vettä palomiehet tarvitsevat tulipalon hallintaan tietyssä rakennuksessa. Tulosta kutsutaan tarvittavaksi palovesivirtaamaksi, ja se ilmoitetaan gallonoina minuutissa eli GPM-yksikköinä. Pelastuslaitokset, vesihuollon insinöörit ja rakennussuunnittelijat käyttävät tätä lukua palopostien, vesijohtoverkoston runkojohtojen ja pumppukapasiteetin suunnitteluun.

Tarvittava palovesivirtaama riippuu kolmesta tekijästä: rakennuksen koosta, sen rakennusmateriaaleista ja siitä, kuinka helposti sen sisältö syttyy. Pieni talo tarvitsee paljon vähemmän vettä kuin suuri, syttyvää tavaraa täynnä oleva varasto.

Palovesivirtaaman laskeminen

Tämä laskuri noudattaa Insurance Services Officen (ISO) julkaisussa Guide for Determination of Needed Fire Flow esitettyä menetelmää, joka on yksinkertaistettu kolmeen rakennustyyppiin ja kolmeen vaaratasoon. Laskennassa on kaksi vaihetta.

Vaihe 1: Määritä rakennuskerroin (Ci).

$C_i = 18 \times F \times \sqrt{\text{Pinta-ala}}$

Pinta-ala tarkoittaa tehokasta pinta-alaa neliöjalkoina. Yksikerroksisessa rakennuksessa se on yksinkertaisesti lattiapinta-ala. Jos kyseessä on korkeampi rakennus, joka ei ole palonkestävä, ISO käyttää suurinta kerrosta ja lisää siihen puolet kaikkien muiden kerrosten pinta-alasta. F on rakennustyypistä riippuva rakennuskerroin:

Neliöjuuriyhteys ja kerroin 18 ovat samat kaikille rakennustyypeille. Vain F muuttuu. Kukin tyyppi edustaa yhtä ISO:n rakennusluokkaa. Asuinrakennus tarkoittaa puurunkorakennusta (luokka 1). Liikerakennus tarkoittaa palkistettua muurattua rakennusta (luokka 2). Teollisuusrakennus tarkoittaa palamatonta rakennusta (luokka 3). Luokka määrittää myös Ci:n ylärajan. Ci pyöristetään lähimpään 250 GPM:ään, ja sille asetetaan vähintään 500 GPM:n arvo sekä edellä esitetty yläraja.

Vaihe 2: Sovella vaarakerrointa ja määritä tarvittava palovesivirtaama (NFF).

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

O on käyttötilan vaarakerroin, joka perustuu sisällön syttyvyyteen:

Tulos pyöristetään lähimpään 250 GPM:ään, jos se on alle 2 500 GPM, tai lähimpään 500 GPM:ään, jos se on 2 500 GPM tai enemmän. Jokaisen rakennuksen lopullinen tarvittava palovesivirtaama rajataan välille 500–12 000 GPM rakennustyypistä riippumatta.

Esimerkki: palovesivirtaaman laskeminen

2 000 neliöjalan talo, kohtalainen vaara.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, pyöristettynä 1 250 GPM:ään. Tämä alittaa asuinrakennusten 8 000 GPM:n ylärajan, joten arvoa ei rajoiteta.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Se on jo alle 2 500 GPM:n, joten se pyöristetään lähimpään 250 GPM:ään ja pysyy arvossa 1 250 GPM.

25 000 neliöjalan vähittäismyymälä, kohtalainen vaara.

Ci = 18 × 1,0 × √25 000 = 18 × 158,1 ≈ 2 846, pyöristettynä 2 750 GPM:ään.

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Koska arvo on 2 500 GPM tai enemmän, se pyöristetään lähimpään 500 GPM:ään, jolloin tulokseksi saadaan 3 000 GPM.

75 000 neliöjalan tehdas, suuri vaara.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, pyöristettynä 4 000 GPM:ään. Tämä alittaa teollisuusrakennusten 6 000 GPM:n ylärajan, joten tässä ei sovelleta ylärajaa.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, joka on jo luvun 500 monikerta, joten lopputulos on 5 000 GPM.

Miksi palovesivirtaama on tärkeä?

Paloauton pumppu tuottaa yleensä 1 000–1 500 GPM. Laskennallinen tarve 4 000 GPM tarkoittaa, että vettä on syötettävä samanaikaisesti useasta paloautosta, ei vain yhdestä. Pelastuslaitokset käyttävät tarvittavan palovesivirtaaman arvoja ennakkotarkastusten suunnittelussa, päättäessään hälytykseen lähetettävien yksiköiden määrästä ja tarkistaessaan, pystyykö paloposti tosiasiassa tuottamaan rakennuksen tarvitseman vesimäärän.

Vesihuollon insinöörit käyttävät samoja lukuja putkien ja vesisäiliöiden mitoitukseen. Pelkästään kotitalouskäyttöön rakennettu vesijohtoverkoston runkojohto ei ehkä pysty siirtämään riittävästi vettä tulipalon aikana, joten palovesivirtaaman tarve ratkaisee usein runkojohdon koon, ei jokapäiväinen kulutus.

Rakennussuunnittelijat laskevat nämä arvot hankkeen varhaisessa vaiheessa. Jos suunniteltu varasto tarvitsee enemmän vettä kuin paikallinen järjestelmä pystyy toimittamaan, vaihtoehtoina ovat yleensä pienempi rakennus, sprinklerijärjestelmä tai kallis vesijohtoverkoston runkojohdon suurentaminen.

Sprinklerit ja palovesivirtaaman pienentäminen

Monet rakennus- ja palomääräykset sallivat pienemmän palovesivirtaamavaatimuksen, jos rakennuksessa on NFPA 13 -vaatimukset täyttävä automaattinen sprinklerijärjestelmä. Koska sprinklerit voivat hallita paloa ennen sen laajenemista, joillakin lainkäyttöalueilla käsisammutukseen tarvittavaa palovesivirtaamaa voidaan pienentää 50–75 prosenttia. Tarkka prosenttiosuus riippuu paikallisista määräyksistä ja paloviranomaisen hyväksynnästä, joten se on tarkistettava tapauskohtaisesti. Tämä laskuri ei sovella sprinklerivähennystä automaattisesti.

Palovesivirtaama ja sprinklerijärjestelmän vedentarve

Palovesivirtaama ja sprinklerijärjestelmän vedentarve ovat kaksi eri lukua. Palovesivirtaama tarkoittaa vettä, jota palomiehet tarvitsevat letkuihin ja paloposteihin saavuttuaan paikalle. Sprinklerijärjestelmän vedentarve tarkoittaa automaattisen sprinklerijärjestelmän toimintaan tarvitsemaa vesimäärää, ja se lasketaan erikseen NFPA 13:n mukaisesti varastoitavien tavaroiden tyypin, varastointikorkeuden ja sprinklerisuunnittelun perusteella. Sprinklerijärjestelmän vedentarve on yleensä paljon pienempi, usein kymmenistä muutamaan tuhanteen GPM:ään, ja määräysten valvonnasta vastaava viranomainen päättää, kumpi luku määrää vesihuollon mitoituksen.

Mitä tämä laskuri ei kata

Tämä työkalu käyttää ISO-menetelmän yksinkertaistettua versiota, jossa on kolme rakennustyyppiä ja kolme vaaratasoa ISO:n kuuden rakennusluokan ja viiden vaaraluokan kattavan järjestelmän sijaan. Se ei huomioi altistumista läheisille rakennuksille, sprinklerijärjestelmän tuomia vähennyksiä, paikallisten määräysten muutoksia eikä vedensyötön kestoa koskevia vaatimuksia. Tulokset soveltuvat hankkeen varhaiseen suunnitteluun. Pätevän paloturvallisuusinsinöörin ja paikallisen toimivaltaisen viranomaisen tulee vahvistaa lupiin ja rakentamiseen käytettävä lopullinen arvo.

Usein kysyttyä

Mikä on palovesivirtaaman kaava? Tarvittava palovesivirtaama on rakennuskertoimen (Ci) ja käyttötilan vaarakertoimen (O) tulo. Ci on 18 kertaa rakennuskerroin F kertaa rakennuksen lattiapinta-alan neliöjuuri neliöjalkoina. F on asuinrakennuksille 1,5, liikerakennuksille 1,0 ja teollisuusrakennuksille 0,8.

Mikä on vaadittava vähimmäispalovesivirtaama? Tässä menetelmässä kaikille rakennustyypeille — asuin-, liike- ja teollisuusrakennuksille — asetetaan 500 GPM:n vähimmäisarvo.

Mikä on suurin palovesivirtaama? Lopullisen tarvittavan palovesivirtaaman yläraja on 12 000 GPM. Laskennan aikana myös rakennuskertoimen yläraja on asuin- ja liikerakennuksille 8 000 GPM ja teollisuusrakennuksille 6 000 GPM.

Miksi rakennustyyppi muuttaa tulosta, vaikka kaava näyttää samalta? Pinta-alan kaava (pinta-alan neliöjuuri kertaa 18) on sama kaikille tyypeille. Rakennustyyppi muuttaa tulosta rakennuskertoimen F kautta ja välillisesti Ci:n erilaisen ylärajan kautta.

Voivatko sprinklerit pienentää rakennuksen tarvitsemaa palovesivirtaamaa? Kyllä, useimmilla lainkäyttöalueilla, vaikka tämä laskuri ei sovella vähennystä automaattisesti. Määräysten valvonnasta vastaava viranomainen tarkastaa sprinklerijärjestelmän ennen vähennyksen myöntämistä.

Miten tämä eroaa sprinklerijärjestelmän vedentarpeesta? Palovesivirtaama kattaa palomiesten käyttämien letkujen ja palopostien vedentarpeen. Sprinklerijärjestelmän vedentarve kattaa automaattisen sprinklerijärjestelmän käyttämän veden ja on erillinen, yleensä pienempi laskelma NFPA 13 -standardin mukaisesti.

Lähteet

1. Insurance Services Office (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Jersey City, NJ: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, liite 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. painos. Denver, CO: AWWA.