Kalkulator Przepływu Pożarowego | Oblicz Wymagane GPM do Gaszenia Pożaru

Czym jest przepływ pożarowy?

Kalkulator przepływu pożarowego szacuje ilość wody potrzebnej strażakom do opanowania pożaru w konkretnym budynku. Wynik ten nazywa się wymaganym przepływem pożarowym i mierzy się go w galonach na minutę, czyli GPM. Jednostki ochrony przeciwpożarowej, inżynierowie przedsiębiorstw wodociągowych i projektanci budynków wykorzystują tę wartość do planowania hydrantów, sieci wodociągowej i wydajności pomp.

Wymagany przepływ pożarowy zależy od trzech czynników: wielkości budynku, materiału, z którego go wykonano, oraz podatności jego zawartości na spalanie. Mały dom potrzebuje znacznie mniej wody niż duży magazyn pełen łatwopalnych towarów.

Jak obliczyć przepływ pożarowy

Ten kalkulator stosuje metodę opisaną w publikacji Insurance Services Office (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, uproszczoną do trzech typów budynków i trzech poziomów zagrożenia. Obliczenie przebiega w dwóch etapach.

Krok 1: Wyznacz współczynnik konstrukcyjny (Ci).

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

Powierzchnia oznacza efektywną powierzchnię wyrażoną w stopach kwadratowych. W budynku jednokondygnacyjnym jest to po prostu powierzchnia podłogi. W wyższym budynku, który nie jest odporny na działanie ognia, ISO przyjmuje największą powierzchnię kondygnacji oraz połowę powierzchni każdej pozostałej kondygnacji. F to współczynnik konstrukcyjny zależny od typu budynku:

Zależność od pierwiastka kwadratowego i współczynnik 18 są takie same dla każdego typu budynku. Zmienia się tylko F. Typ mieszkalny odpowiada konstrukcji szkieletowej (klasa 1) według ISO. Typ handlowy oznacza konstrukcję murowaną z drewnianymi belkami stropowymi (klasa 2). Typ przemysłowy oznacza konstrukcję niepalną (klasa 3). Klasa wyznacza również górne ograniczenie Ci. Ci zaokrągla się do najbliższych 250 GPM, a następnie ogranicza od dołu do 500 GPM i od góry do wartości podanej powyżej.

Krok 2: Zastosowanie współczynnika zagrożenia i wyznaczenie wymaganego przepływu pożarowego (NFF).

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

O to współczynnik zagrożenia użytkowego, zależny od palności zawartości budynku:

Wynik zaokrągla się do najbliższych 250 GPM, jeśli jest niższy niż 2 500 GPM, albo do najbliższych 500 GPM, jeśli wynosi 2 500 GPM lub więcej. Końcowy wymagany przepływ pożarowy dla każdego budynku ogranicza się do przedziału od 500 GPM do 12 000 GPM, niezależnie od jego typu.

Przykład: jak obliczyć przepływ pożarowy

Dom o powierzchni 2 000 stóp kwadratowych, umiarkowane zagrożenie.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, po zaokrągleniu 1 250 GPM. Wartość ta jest niższa niż górne ograniczenie 8 000 GPM dla budynków mieszkalnych, więc pozostaje bez zmian.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Wartość ta jest już niższa niż 2 500, więc zaokrągla się ją do najbliższych 250 i pozostaje równa 1 250 GPM.

Sklep detaliczny o powierzchni 25 000 stóp kwadratowych, umiarkowane zagrożenie.

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

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Ponieważ wartość ta wynosi 2 500 lub więcej, zaokrągla się ją do najbliższych 500, co daje 3 000 GPM.

Fabryka o powierzchni 75 000 stóp kwadratowych, wysokie zagrożenie.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, po zaokrągleniu 4 000 GPM. Wartość ta jest niższa niż górne ograniczenie 6 000 GPM dla budynków przemysłowych, więc w tym przypadku nie stosuje się ograniczenia.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, czyli już wielokrotność 500, dlatego wynik końcowy wynosi 5 000 GPM.

Dlaczego przepływ pożarowy ma znaczenie

Pompa samochodu pożarniczego zwykle tłoczy od 1 000 do 1 500 GPM. Obliczone zapotrzebowanie wynoszące 4 000 GPM oznacza, że wodę musi jednocześnie dostarczać kilka samochodów, a nie tylko jeden. Jednostki ochrony przeciwpożarowej wykorzystują wartości wymaganego przepływu pożarowego podczas planowania rozpoznania przed wystąpieniem pożaru, ustalania liczby jednostek wysyłanych do alarmu oraz sprawdzania, czy hydrant rzeczywiście może dostarczyć ilość wody wymaganą przez budynek.

Inżynierowie przedsiębiorstw wodociągowych wykorzystują te same wartości do doboru średnic przewodów i pojemności zbiorników. Sieć wodociągowa zaprojektowana wyłącznie na potrzeby gospodarstw domowych może nie dostarczyć wystarczającej ilości wody podczas pożaru, dlatego o rozmiarze przewodu głównego często decyduje zapotrzebowanie na wodę do gaszenia pożaru, a nie codzienne zużycie.

Projektanci budynków wykonują te obliczenia na wczesnym etapie projektu. Jeśli planowany magazyn potrzebuje więcej wody, niż może dostarczyć lokalna sieć, zazwyczaj rozważa się mniejszy budynek, instalację tryskaczową albo kosztowną modernizację przewodu głównego.

Instalacje tryskaczowe a zmniejszenie przepływu pożarowego

Wiele przepisów budowlanych i przeciwpożarowych dopuszcza niższy wymagany przepływ pożarowy, gdy budynek ma automatyczną instalację tryskaczową spełniającą wymagania NFPA 13. Ponieważ tryskacze mogą opanować pożar, zanim się rozprzestrzeni, niektóre jurysdykcje dopuszczają zmniejszenie wymaganego przepływu pożarowego dla działań gaśniczych prowadzonych przez strażaków o 50 do 75 procent. Dokładna wartość procentowa zależy od miejscowych przepisów i zgody właściwego przedstawiciela ochrony przeciwpożarowej, dlatego należy ją sprawdzać indywidualnie. Ten kalkulator samodzielnie nie stosuje zmniejszenia z tytułu instalacji tryskaczowej.

Przepływ pożarowy a zapotrzebowanie instalacji tryskaczowej

Przepływ pożarowy i zapotrzebowanie instalacji tryskaczowej to dwie odrębne wartości. Przepływ pożarowy oznacza ilość wody potrzebną strażakom do użycia w wężach i hydrantach po przybyciu na miejsce. Zapotrzebowanie instalacji tryskaczowej oznacza ilość wody potrzebną do działania automatycznej instalacji tryskaczowej i oblicza się je oddzielnie zgodnie z NFPA 13, na podstawie rodzaju składowanych towarów, wysokości składowania i projektu instalacji tryskaczowej. Zapotrzebowanie instalacji tryskaczowej jest zwykle znacznie mniejsze i często wynosi od kilkudziesięciu do kilku tysięcy GPM, a organ właściwy do egzekwowania przepisów określa, która wartość decyduje o projekcie zaopatrzenia wodnego.

Czego ten kalkulator nie uwzględnia

To narzędzie korzysta z uproszczonej wersji metody ISO, obejmującej trzy typy budynków i trzy poziomy zagrożenia zamiast pełnego zestawu sześciu klas konstrukcji i pięciu stopni zagrożenia stosowanych przez ISO. Nie uwzględnia oddziaływania sąsiednich budynków, ulg związanych z instalacją tryskaczową, lokalnych zmian w przepisach ani wymagań dotyczących czasu trwania dostaw wody. Wyniki są przydatne na etapie wstępnego planowania. Ostateczną wartość stosowaną do uzyskania pozwoleń i realizacji budowy powinien potwierdzić uprawniony inżynier ochrony przeciwpożarowej oraz organ właściwy dla danego obszaru.

Najczęściej zadawane pytania

Jaki jest wzór na przepływ pożarowy? Wymagany przepływ pożarowy jest równy iloczynowi współczynnika konstrukcyjnego (Ci) i współczynnika zagrożenia użytkowania (O). Ci jest równe iloczynowi 18, współczynnika konstrukcyjnego F oraz pierwiastka kwadratowego z powierzchni podłogi budynku wyrażonej w stopach kwadratowych. F wynosi 1,5 dla budynków mieszkalnych, 1,0 dla budynków handlowych i 0,8 dla budynków przemysłowych.

Jaki jest wymagany minimalny przepływ pożarowy? Ta metoda ustala dolną granicę 500 GPM dla każdego typu budynku: mieszkalnego, handlowego i przemysłowego.

Jaki jest maksymalny przepływ pożarowy? Końcowy wymagany przepływ pożarowy jest ograniczony do 12 000 GPM. Po drodze sam współczynnik konstrukcyjny jest ograniczony do 8 000 GPM dla budynków mieszkalnych i handlowych oraz do 6 000 GPM dla budynków przemysłowych.

Dlaczego typ budynku zmienia wynik, skoro wzór wygląda tak samo? Wzór na powierzchnię, czyli pierwiastek kwadratowy z powierzchni pomnożony przez 18, jest identyczny dla każdego typu. Typ budynku zmienia wynik za pośrednictwem współczynnika konstrukcyjnego F oraz, pośrednio, innego górnego ograniczenia Ci.

Czy instalacja tryskaczowa może zmniejszyć wymagany przepływ pożarowy budynku? Tak, w większości jurysdykcji, choć ten kalkulator nie stosuje tego zmniejszenia automatycznie. Przed przyznaniem takiej redukcji właściwy urzędnik ds. zgodności z przepisami sprawdza instalację tryskaczową.

Czym różni się to od zapotrzebowania instalacji tryskaczowej? Przepływ pożarowy obejmuje wodę do węży i hydrantów używanych przez strażaków. Zapotrzebowanie instalacji tryskaczowej obejmuje wodę wykorzystywaną przez automatyczną instalację tryskaczową i jest odrębnym, zwykle mniejszym obliczeniem wykonywanym zgodnie z NFPA 13.

Piśmiennictwo

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