Tűzoltási Vízhozam Kalkulátor | GPM Számítás Tűzoltáshoz

Mi a tűzivízhozam?

A tűzivízhozam-kalkulátor kiszámítja, mennyi vízre van szükségük a tűzoltóknak egy adott épületben keletkezett tűz megfékezéséhez. Az eredményt szükséges tűzivízhozamnak nevezik, mértékegysége gallon/perc, vagyis GPM. A tűzoltóságok, a víziközmű-mérnökök és az épülettervezők ezt az értéket használják a tűzcsapok, a vízvezetékek és a szivattyúkapacitás megtervezéséhez.

A szükséges tűzivízhozam három tényezőtől függ: mekkora az épület, miből készült, és milyen könnyen égnek a benne található anyagok. Egy kis háznak jóval kevesebb vízre van szüksége, mint egy gyúlékony árukkal teli nagy raktárnak.

A tűzivízhozam kiszámítása

Ez a kalkulátor az Insurance Services Office (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow című útmutatójában szereplő módszert követi, három épülettípusra és három veszélyességi szintre egyszerűsítve. A számítás két lépésből áll.

1. lépés: A szerkezeti tényező (Ci) meghatározása.

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

A terület a négyzetlábban kifejezett hatásos alapterület. Egyszintes épületnél ez egyszerűen az alapterület. Többszintes, tűzálló szerkezettel nem rendelkező épületnél az ISO a legnagyobb alapterületet, valamint minden további szint területének felét veszi figyelembe. Az F szerkezeti tényező az épület típusától függ:

A négyzetgyökös összefüggés és a 18 együttható minden épülettípusnál azonos. Csak az F változik. Az egyes típusok egy-egy ISO szerkezeti osztályt képviselnek. A lakóépület favázas szerkezetet jelent (1. osztály). A kereskedelmi épület falazott, gerendás szerkezetet jelent (2. osztály). Az ipari épület nem éghető szerkezetet jelent (3. osztály). Az osztály a Ci felső határát is meghatározza. A Ci értékét a legközelebbi 250 GPM-re kerekítik, majd legalább 500 GPM-en és a fent megadott felső határon tartják.

2. lépés: A veszélyességi tényező alkalmazása és a szükséges tűzivízhozam (NFF) meghatározása.

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

Az O a rendeltetés veszélyességi tényezője, amely a tartalom éghetőségén alapul:

Az eredményt a legközelebbi 250 GPM-re kerekítik, ha 2 500 GPM alatt van, illetve a legközelebbi 500 GPM-re, ha 2 500 GPM vagy annál nagyobb. Minden épület végleges szükséges tűzivízhozamát 500 GPM és 12 000 GPM között tartják, az épület típusától függetlenül.

Példa: a tűzivízhozam kiszámítása

Egy 2 000 négyzetláb alapterületű ház, közepes veszélyességgel.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, a legközelebbi 1 250 GPM-re kerekítve. Ez a lakóépületekre vonatkozó 8 000 GPM-es felső határ alatt van, ezért ez marad az érték.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Már 2 500 alatt van, ezért a legközelebbi 250 értékre kerekítve 1 250 GPM marad.

Egy 25 000 négyzetláb alapterületű kiskereskedelmi üzlet, közepes veszélyességgel.

Ci = 18 × 1,0 × √25 000 = 18 × 158,1 ≈ 2 846, a legközelebbi 2 750 GPM-re kerekítve.

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Mivel ez 2 500 vagy annál nagyobb, a legközelebbi 500 értékre kerekítve 3 000 GPM adódik.

Egy 75 000 négyzetláb alapterületű gyár, magas veszélyességgel.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, a legközelebbi 4 000 GPM-re kerekítve. Ez az ipari épületekre érvényes 6 000 GPM-es felső határ alatt van, így itt nincs szükség korlátozásra.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, ami már az 500 többszöröse, ezért a végeredmény 5 000 GPM.

Miért fontos a tűzivízhozam?

Egy tűzoltóautó szivattyúja általában 1 000–1 500 GPM teljesítményt ad le. A számított 4 000 GPM-es szükséglet azt jelenti, hogy egyszerre több tűzoltóautónak kell vizet szolgáltatnia, nem csak egynek. A tűzoltóságok a szükséges tűzivízhozam értékeit használják a megelőző felmérések megtervezésekor, a riasztáshoz küldendő egységek számának meghatározásakor, valamint annak ellenőrzésére, hogy egy tűzcsap ténylegesen biztosítani tudja-e az épület által igényelt vízmennyiséget.

A víziközmű-mérnökök ugyanezeket az értékeket használják a csővezetékek és a tárolótartályok méretezéséhez. A kizárólag háztartási használatra kiépített vízvezeték nem feltétlenül tud elegendő vizet szállítani tűz esetén, ezért gyakran a tűzivízhozam, nem pedig a mindennapi fogyasztás határozza meg a fővezeték szükséges méretét.

Az épülettervezők már a projekt korai szakaszában elvégzik ezeket a számításokat. Ha egy tervezett raktár több vizet igényel, mint amennyit a helyi rendszer biztosítani tud, általában kisebb épület, sprinklerberendezés vagy a vízvezeték költséges bővítése jöhet szóba.

Sprinklerek és a tűzivízhozam csökkentése

Számos építési és tűzvédelmi szabályzat alacsonyabb tűzivízhozamot engedélyez, ha az épület az NFPA 13 előírásainak megfelelő automatikus sprinklerberendezéssel rendelkezik. Mivel a sprinklerek még a tűz nagyobb mértékű kiterjedése előtt képesek azt megfékezni, egyes joghatóságok 50–75 százalékos csökkentést engednek a kézi tűzoltói beavatkozáshoz szükséges tűzivízhozamban. A pontos százalék a helyi szabályzattól és a tűzvédelmi hatóság jóváhagyásától függ, ezért ezt eseti alapon kell ellenőrizni. Ez a kalkulátor önállóan nem alkalmaz sprinkler miatti csökkentést.

Tűzivízhozam és sprinklerigény

A tűzivízhozam és a sprinklerigény két külön szám. A tűzivízhozam az a vízmennyiség, amelyre a tűzoltóknak a tömlők és a tűzcsapok használatához van szükségük a helyszínre érkezés után. A sprinklerigény az automatikus sprinklerberendezés működéséhez szükséges vízmennyiség; ezt az NFPA 13 előírásai szerint külön számítják ki, a tárolt áruk típusa, a tárolási magasság és a sprinklertervezés alapján. A sprinklerigény általában jóval kisebb, gyakran néhány tíz és néhány ezer GPM közötti, és a vízellátás tervezésénél az illetékes hatósági szakember dönti el, melyik érték az irányadó.

Mire nem terjed ki ez a kalkulátor?

Ez az eszköz az ISO-módszer egyszerűsített változatát használja: az ISO teljes, hat szerkezeti osztályból és öt veszélyességi fokozatból álló rendszere helyett három épülettípust és három veszélyességi szintet alkalmaz. Nem veszi figyelembe a szomszédos épületeknek való kitettséget, a sprinklerberendezésből származó jóváírásokat, a helyi szabályzatok módosításait, illetve a vízellátás szükséges időtartamát. Az itt kapott eredmények a korai tervezéshez használhatók. Az engedélyezéshez és a kivitelezéshez használt végleges értéket tűzvédelmi tervezőnek és az illetékes helyi hatóságnak kell megerősítenie.

Gyakran ismételt kérdések

Mi a tűzivízhozam képlete? A szükséges tűzivízhozam egy szerkezeti tényező (Ci) és egy rendeltetési veszélyességi tényező (O) szorzata. Ci egyenlő 18-szor az F szerkezeti tényező és az épület négyzetlábban kifejezett alapterületének négyzetgyökének szorzatával. Az F értéke lakóépületeknél 1,5, kereskedelmi épületeknél 1,0, ipari épületeknél pedig 0,8.

Mekkora a szükséges minimális tűzivízhozam? Ez a módszer minden épülettípusnál, legyen az lakó-, kereskedelmi vagy ipari épület, 500 GPM-es alsó határt állapít meg.

Mekkora a maximális tűzivízhozam? A végleges szükséges tűzivízhozam felső határa 12 000 GPM. A számítás során maga a szerkezeti tényező is felső korlátozás alá esik: lakó- és kereskedelmi épületeknél 8 000 GPM, ipari épületeknél pedig 6 000 GPM.

Miért módosítja az épület típusa az eredményt, ha a képlet ugyanolyannak tűnik? A terület képlete — a terület négyzetgyöke szorozva 18-cal — minden típusnál azonos. Az épület típusa az F szerkezeti tényezőn, közvetve pedig a Ci eltérő felső határán keresztül módosítja az eredményt.

Csökkenthetik a sprinklerek az épület szükséges tűzivízhozamát? Igen, a legtöbb joghatóságban, bár ez a kalkulátor automatikusan nem alkalmazza a csökkentést. A csökkentés engedélyezése előtt a hatósági előírásokért felelős szakember felülvizsgálja a sprinklerberendezést.

Miben különbözik ez a sprinklerigénytől? A tűzivízhozam a tűzoltók által használt tömlőkhöz és tűzcsapokhoz szükséges vizet foglalja magában. A sprinklerigény az automatikus sprinklerberendezés által felhasznált vizet jelenti, és az NFPA 13 szerint külön, általában kisebb számítás tárgya.

Hivatkozások

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