Калькулятор пожарного расхода | Расчет необходимого расхода воды для пожаротушения

Что такое расход воды на пожаротушение?

Калькулятор расхода воды на пожаротушение оценивает, сколько воды нужно пожарным для тушения пожара в конкретном здании. Этот показатель называется требуемым расходом воды на пожаротушение и измеряется в галлонах в минуту, или GPM. Пожарные службы, инженеры водоканалов и проектировщики зданий используют это значение для планирования размещения пожарных гидрантов, прокладки водопроводных магистралей и мощности насосов.

Требуемый расход воды на пожаротушение зависит от трёх факторов: размера здания, материалов, из которых оно построено, и того, насколько легко загорается его содержимое. Небольшому дому требуется значительно меньше воды, чем большому складу с горючими товарами.

Как рассчитать расход воды на пожаротушение

Этот калькулятор использует метод, изложенный в руководстве Страхового бюро (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, упрощённый до трёх типов зданий и трёх уровней пожарной опасности. Расчёт состоит из двух этапов.

Этап 1: определить коэффициент конструкции (Ci).

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

Площадь — это эффективная площадь в квадратных футах. Для одноэтажного здания она просто равна площади пола. Для многоэтажного здания, не обладающего огнестойкостью, ISO берёт площадь самого большого этажа плюс половину площади каждого другого этажа. F — коэффициент конструкции, зависящий от типа здания:

Зависимость от квадратного корня и коэффициент 18 одинаковы для всех типов зданий. Меняется только F. Каждый тип соответствует одному из классов конструкций ISO. Жилое здание означает каркасную конструкцию (класс 1). Коммерческое — каменную конструкцию с деревянными балками (класс 2). Промышленное — конструкцию из негорючих материалов (класс 3). Класс также устанавливает предельное значение Ci. Ci округляется до ближайших 250 GPM, затем ограничивается снизу значением 500 GPM, а сверху — указанным выше предельным значением.

Этап 2: применить коэффициент пожарной опасности и получить требуемый расход воды на пожаротушение (NFF).

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

O — коэффициент пожарной опасности по назначению здания, зависящий от горючести его содержимого:

Результат округляется до ближайших 250 GPM, если он меньше 2 500 GPM, или до ближайших 500 GPM, если он равен 2 500 GPM или больше. Итоговый требуемый расход воды на пожаротушение для любого здания ограничивается диапазоном от 500 GPM до 12 000 GPM независимо от его типа.

Пример: как рассчитать расход воды на пожаротушение

Дом площадью 2 000 квадратных футов, средняя пожарная опасность.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, округляется до 1 250 GPM. Это значение ниже предельного значения 8 000 GPM для жилых зданий, поэтому оно сохраняется.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Значение уже меньше 2 500, поэтому оно округляется до ближайших 250 и остаётся равным 1 250 GPM.

Розничный магазин площадью 25 000 квадратных футов, средняя пожарная опасность.

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

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Поскольку это значение равно 2 500 или больше, оно округляется до ближайших 500, и получается 3 000 GPM.

Завод площадью 75 000 квадратных футов, высокая пожарная опасность.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, округляется до 4 000 GPM. Это значение ниже предельного значения 6 000 GPM для промышленных зданий, поэтому здесь ограничение сверху не применяется.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM; это значение уже кратно 500, поэтому итоговый результат составляет 5 000 GPM.

Почему расход воды на пожаротушение имеет значение

Насос пожарной машины обычно подаёт от 1 000 до 1 500 GPM. Расчётная потребность в 4 000 GPM означает, что воду одновременно должны подавать несколько машин, а не одна. Пожарные службы используют показатели требуемого расхода воды на пожаротушение при планировании обследований до возникновения пожара, определении числа подразделений для выезда на вызов и проверке того, способен ли гидрант фактически обеспечить потребность здания.

Инженеры водоканалов используют те же значения для определения размеров труб и резервуаров. Водопроводная магистраль, рассчитанная только на бытовое потребление, может не пропустить достаточно воды во время пожара, поэтому требуемый расход на пожаротушение часто определяет размер магистрали, а не повседневное потребление.

Проектировщики зданий выполняют эти расчёты на раннем этапе проекта. Если для планируемого склада требуется больше воды, чем может подать местная система, обычно рассматриваются три варианта: уменьшить здание, установить спринклерную систему или дорогостоящим образом модернизировать водопроводную магистраль.

Спринклерные системы и снижение расхода воды на пожаротушение

Многие строительные и противопожарные нормы допускают снижение требуемого расхода воды на пожаротушение, если в здании установлена автоматическая спринклерная система, соответствующая NFPA 13. Поскольку спринклеры могут локализовать пожар до того, как он распространится, некоторые юрисдикции разрешают снижать требуемый расход воды для ручного тушения на 50–75 процентов. Точный процент зависит от местных норм и утверждения инспектора пожарной службы, поэтому его следует проверять в каждом конкретном случае. Этот калькулятор самостоятельно не учитывает снижение, связанное со спринклерной системой.

Расход воды на пожаротушение и расход для спринклерной системы

Расход воды на пожаротушение и расчётный расход воды для спринклерной системы — это два разных показателя. Расход воды на пожаротушение — это вода, необходимая пожарным для работы со стволами и гидрантами после прибытия. Расчётный расход воды для спринклерной системы — это вода, необходимая для работы автоматической спринклерной системы; он рассчитывается отдельно по NFPA 13 с учётом вида хранимых товаров, высоты хранения и конструкции спринклерной системы. Расчётный расход воды для спринклерной системы обычно значительно меньше и часто составляет от нескольких десятков до нескольких тысяч GPM; должностное лицо, ответственное за соблюдение норм, определяет, какой показатель будет определяющим при проектировании водоснабжения.

Что не учитывает этот калькулятор

Этот инструмент использует упрощённую версию метода ISO: в нём предусмотрены три типа зданий и три уровня пожарной опасности вместо полного набора ISO из шести классов конструкций и пяти степеней опасности. Он не учитывает воздействие на соседние здания, скидки за наличие спринклерной системы, местные поправки к нормам или требования к продолжительности подачи воды. Приведённые здесь результаты полезны для предварительного планирования. Окончательное значение, используемое для получения разрешений и строительства, должны подтвердить лицензированный инженер по противопожарной защите и местный уполномоченный орган.

Часто задаваемые вопросы

Какова формула расчёта расхода воды на пожаротушение? Требуемый расход воды на пожаротушение равен произведению коэффициента конструкции (Ci) на коэффициент пожарной опасности по назначению здания (O). Ci равен произведению 18, коэффициента конструкции F и квадратного корня из площади пола здания в квадратных футах. F равен 1,5 для жилых зданий, 1,0 для коммерческих зданий и 0,8 для промышленных зданий.

Каков минимальный требуемый расход воды на пожаротушение? Этот метод устанавливает нижний предел 500 GPM для зданий любого типа — жилых, коммерческих и промышленных.

Каков максимальный расход воды на пожаротушение? Итоговый требуемый расход воды на пожаротушение ограничивается значением 12 000 GPM. При этом сам коэффициент конструкции ограничивается значением 8 000 GPM для жилых и коммерческих зданий и 6 000 GPM для промышленных зданий.

Почему тип здания меняет результат, хотя формула выглядит одинаково? Формула площади — квадратный корень из площади, умноженный на 18, — одинакова для всех типов. Тип здания меняет результат через коэффициент конструкции F и косвенно через другое предельное значение Ci.

Может ли спринклерная система снизить требуемый расход воды на пожаротушение для здания? Да, в большинстве юрисдикций, хотя этот калькулятор автоматически такое снижение не применяет. Перед предоставлением снижения должностное лицо, ответственное за соблюдение норм, проверяет спринклерную систему.

Чем этот показатель отличается от расхода для спринклерной системы? Расход воды на пожаротушение охватывает воду для стволов и гидрантов, используемых пожарными. Расход для спринклерной системы охватывает воду, используемую автоматической спринклерной системой, и рассчитывается отдельно, обычно с меньшим значением, по NFPA 13.

Источники

1. Страховое бюро (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Джерси-Сити, штат Нью-Джерси: ISO.
2. Международный совет по нормам (2021). International Fire Code, приложение B.
3. Национальная ассоциация противопожарной защиты. NFPA 13: Standard for the Installation of Sprinkler Systems.
4. Национальная ассоциация противопожарной защиты. NFPA 1142: Standard on Water Supplies for Suburban and Rural Fire Fighting.
5. Американская ассоциация водопроводных сооружений (2017). M31: Distribution System Requirements for Fire Protection, 5-е издание. Денвер, штат Колорадо: AWWA.