Brannstrøm Kalkulator | Beregn Nødvendig GPM for Brannslukking

Hva er brannvannføring?

En kalkulator for brannvannføring anslår hvor mye vann brannvesenet trenger for å kontrollere en brann i en bestemt bygning. Resultatet kalles nødvendig brannvannføring og måles i gallons per minutt, eller GPM. Brannvesen, ingeniører i vannforsyningen og bygningsdesignere bruker dette tallet til å planlegge brannhydranter, vannledninger og pumpekapasitet.

Nødvendig brannvannføring avhenger av tre ting: hvor stor bygningen er, hva den er laget av, og hvor lett innholdet tar fyr. Et lite hus trenger langt mindre vann enn et stort lager fullt av brennbare varer.

Slik beregnes brannvannføring

Denne kalkulatoren følger metoden i Insurance Services Office (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, forenklet til tre bygningstyper og tre farenivåer. Beregningen har to trinn.

Trinn 1: Finn konstruksjonsfaktoren (Ci).

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

Arealet er det effektive arealet i kvadratfot. For en bygning med én etasje er dette ganske enkelt gulvarealet. For en høyere bygning som ikke er brannmotstandig, bruker ISO den største etasjen pluss halvparten av arealet i hver av de andre etasjene. F er en konstruksjonsfaktor som avhenger av bygningstypen:

Kvadratrotssammenhengen og koeffisienten 18 er de samme for alle bygningstyper. Bare F endres. Hver type representerer en ISO-konstruksjonsklasse. Bolig betyr bindingsverkskonstruksjon (klasse 1). Næringsbygg betyr murverk med trebjelkelag (klasse 2). Industribygg betyr ubrennbart bygg (klasse 3). Klassen fastsetter også øvre grense for Ci. Ci avrundes til nærmeste 250 GPM, og begrenses deretter til minst 500 GPM og til øvre grense som vist ovenfor.

Trinn 2: Bruk farefaktoren og beregn nødvendig brannvannføring (NFF).

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

O er farefaktoren for bruken, basert på hvor brennbart innholdet er:

Resultatet avrundes til nærmeste 250 GPM hvis det er under 2 500 GPM, eller til nærmeste 500 GPM hvis det er 2 500 GPM eller høyere. Den endelige nødvendige brannvannføringen for alle bygninger begrenses til mellom 500 GPM og 12 000 GPM, uansett bygningstype.

Eksempel: Slik beregnes brannvannføring

Et hus på 2 000 kvadratfot, moderat fare.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, avrundet til 1 250 GPM. Dette er under den øvre grensen på 8 000 GPM for boliger, så verdien beholdes.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Den er allerede under 2 500, så den avrundes til nærmeste 250 og forblir 1 250 GPM.

En butikk på 25 000 kvadratfot, moderat fare.

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

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Siden dette er 2 500 eller høyere, avrundes det til nærmeste 500, som gir 3 000 GPM.

En fabrikk på 75 000 kvadratfot, høy fare.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, avrundet til 4 000 GPM. Dette er under den øvre grensen på 6 000 GPM for industribygg, så ingen øvre begrensning gjelder her.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, allerede et multiplum av 500, så sluttresultatet er 5 000 GPM.

Hvorfor brannvannføring er viktig

Pumpen på en brannbil leverer vanligvis 1 000 til 1 500 GPM. Et beregnet behov på 4 000 GPM betyr at flere brannbiler må forsyne vann samtidig, ikke bare én. Brannvesen bruker tall for nødvendig brannvannføring når de planlegger befaringer før en hendelse, avgjør hvor mange enheter som skal sendes til en alarm, og kontrollerer om en brannhydrant faktisk kan levere det en bygning trenger.

Ingeniører i vannforsyningen bruker de samme tallene til å dimensjonere rør og lagringstanker. En vannledning som bare er bygget for husholdningsforbruk, har kanskje ikke kapasitet til nok vann under en brann. Derfor avgjør behovet for brannvannføring ofte hvor stor hovedledningen må være, ikke det daglige forbruket.

Bygningsdesignere beregner disse tallene tidlig i et prosjekt. Hvis et planlagt lager trenger mer vann enn det lokale systemet kan levere, er alternativene vanligvis en mindre bygning, et sprinkleranlegg eller en kostbar oppgradering av vannledningen.

Sprinkleranlegg og redusert brannvannføring

Mange bygge- og brannforskrifter tillater et lavere krav til brannvannføring når en bygning har et automatisk sprinkleranlegg som oppfyller NFPA 13. Fordi sprinkleranlegg kan kontrollere en brann før den blir stor, tillater enkelte myndigheter en reduksjon på 50 til 75 prosent i den nødvendige brannvannføringen for manuell brannslokking. Den nøyaktige prosentsatsen avhenger av lokale forskrifter og godkjenning fra brannmyndigheten, og bør derfor kontrolleres i hvert enkelt tilfelle. Denne kalkulatoren bruker ikke noen sprinklerreduksjon automatisk.

Brannvannføring sammenlignet med sprinklerbehov

Brannvannføring og sprinklerbehov er to separate tall. Brannvannføring er vannet brannmannskapene trenger til slanger og brannhydranter når de kommer fram. Sprinklerbehov er vannet et automatisk sprinkleranlegg trenger for å fungere, og beregnes separat etter NFPA 13 basert på typen varer som lagres, lagringshøyden og sprinklerutformingen. Sprinklerbehovet er vanligvis mye mindre, ofte fra noen titalls til noen få tusen GPM, og en tilsynsmyndighet avgjør hvilket tall som skal legges til grunn for utformingen av vannforsyningen.

Dette dekker ikke kalkulatoren

Dette verktøyet bruker en forenklet versjon av ISO-metoden, med tre bygningstyper og tre farenivåer i stedet for ISOs komplette sett med seks konstruksjonsklasser og fem faregrader. Det tar ikke hensyn til eksponering for nærliggende bygninger, fradrag for sprinkleranlegg, lokale endringer i forskriftene eller krav til varighet for vannforsyningen. Resultatene er nyttige i tidlig planlegging. En branningeniør med nødvendig godkjenning og den lokale godkjenningsmyndigheten bør bekrefte det endelige tallet som brukes til tillatelser og bygging.

Ofte stilte spørsmål

Hva er formelen for brannvannføring? Nødvendig brannvannføring er lik en konstruksjonsfaktor (Ci) multiplisert med en farefaktor for bruken (O). Ci er lik 18 ganger en konstruksjonsfaktor F ganger kvadratroten av bygningens gulvareal i kvadratfot. F er 1,5 for boligbygninger, 1,0 for næringsbygg og 0,8 for industribygg.

Hva er den minste nødvendige brannvannføringen? Denne metoden setter en nedre grense på 500 GPM for alle bygningstyper, boliger, næringsbygg og industribygg.

Hva er den største brannvannføringen? Den endelige nødvendige brannvannføringen er begrenset til 12 000 GPM. Underveis er selve konstruksjonsfaktoren begrenset til 8 000 GPM for boligbygninger og næringsbygg, og til 6 000 GPM for industribygg.

Hvorfor endrer bygningstypen resultatet selv om formelen ser lik ut? Arealformelen (kvadratroten av arealet, multiplisert med 18) er identisk for alle typer. Bygningstypen endrer resultatet gjennom konstruksjonsfaktoren F og indirekte gjennom en annen øvre grense for Ci.

Kan sprinkleranlegg redusere brannvannføringen en bygning trenger? Ja, i de fleste områder, men denne kalkulatoren bruker ikke denne reduksjonen automatisk. En tilsynsmyndighet vurderer sprinkleranlegget før en eventuell reduksjon godkjennes.

Hvordan skiller dette seg fra sprinklerbehovet? Brannvannføring dekker vann til slanger og brannhydranter som brannmannskapene bruker. Sprinklerbehov dekker vann som brukes av et automatisk sprinkleranlegg, og beregnes separat og vanligvis lavere etter NFPA 13.

Referanser

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