Калкулатор протока воде за гашење пожара | Израчунавање потребних GPM за гашење пожара

Шта је проток воде за гашење пожара?

Калкулатор протока воде за гашење пожара процењује колико је воде ватрогасцима потребно да ставе под контролу пожар у одређеној згради. Тај резултат се назива потребни проток воде за гашење пожара и мери се у галонима у минути, односно GPM. Ватрогасне службе, инжењери водоснабдевања и пројектанти зграда користе ову вредност за планирање хидраната, водоводних цевовода и капацитета пумпи.

Потребни проток воде за гашење пожара зависи од три ствари: величине зграде, материјала од којег је изграђена и запаљивости њеног садржаја. Малој кући потребно је знатно мање воде него великом складишту пуном запаљиве робе.

Како се израчунава проток воде за гашење пожара

Овај калкулатор следи метод из приручника организације Insurance Services Office (ISO), Водич за утврђивање потребног протока воде за гашење пожара, поједностављен на три типа зграда и три нивоа опасности. Обрачун има два корака.

Корак 1: Одредите фактор конструкције (Ci).

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

Површина је ефективна површина у квадратним стопама. Код једноспратне зграде то је једноставно површина пода. Код вишеетажне зграде која није отпорна на пожар, ISO узима највећу површину етаже плус половину површине сваке друге етаже. F је фактор конструкције који зависи од типа зграде:

Однос са квадратним кореном и коефицијент 18 исти су за све типове зграда. Мења се само F. Сваки тип представља једну ISO класу конструкције. Стамбене зграде означавају скелетну конструкцију (класа 1). Пословне зграде означавају зидану конструкцију са дрвеним носачима (класа 2). Индустријске зграде означавају негориву конструкцију (класа 3). Класа такође одређује горњу границу за Ci. Ci се заокружује на најближих 250 GPM, затим се ограничава на најмање 500 GPM и на горњу границу приказану изнад.

Корак 2: Примените фактор опасности и добијте потребни проток воде за гашење пожара (NFF).

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

O је фактор опасности према намени објекта, заснован на запаљивости његовог садржаја:

Резултат се заокружује на најближих 250 GPM ако је мањи од 2.500 GPM, или на најближих 500 GPM ако износи 2.500 GPM или више. Коначни потребни проток воде за гашење пожара за сваку зграду ограничен је на вредности између 500 GPM и 12.000 GPM, без обзира на њен тип.

Пример: Како се израчунава проток воде за гашење пожара

Кућа површине 2.000 квадратних стопа, умерена опасност.

Ci = 18 × 1,5 × √2.000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1.208, заокружено на 1.250 GPM. То је испод горње границе од 8.000 GPM за стамбене зграде, па се та вредност задржава.

NFF = 1.250 × 1,00 = 1.250 GPM. Већ је испод 2.500, па се заокружује на најближих 250 и остаје на 1.250 GPM.

Малопродајни објекат површине 25.000 квадратних стопа, умерена опасност.

Ci = 18 × 1,0 × √25.000 = 18 × 158,1 ≈ 2.846, заокружено на 2.750 GPM.

NFF = 2.750 × 1,00 = 2.750 GPM. Пошто је ово 2.500 или више, заокружује се на најближих 500, што даје 3.000 GPM.

Фабрика површине 75.000 квадратних стопа, висока опасност.

Ci = 18 × 0,8 × √75.000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3.944, заокружено на 4.000 GPM. То је испод горње границе од 6.000 GPM за индустријске зграде, па се овде ограничење не примењује.

NFF = 4.000 × 1,25 = 5.000 GPM, што је већ вишекратник броја 500, па је коначни резултат 5.000 GPM.

Зашто је проток воде за гашење пожара важан

Пумпа ватрогасног возила обично испоручује од 1.000 до 1.500 GPM. Израчуната потреба од 4.000 GPM значи да воду истовремено мора да обезбеди више возила, а не само једно. Ватрогасне службе користе вредности потребног протока воде за гашење пожара при планирању прегледа објеката пре инцидента, одлучивању о броју јединица које треба послати на дојаву и провери да ли хидрант заиста може да испоручи количину воде потребну згради.

Инжењери водоснабдевања користе исте вредности за одређивање пречника цеви и величине резервоара. Водоводни цевовод изграђен само за потребе домаћинстава можда неће моћи да обезбеди довољно воде током пожара, па потреба за протоком воде за гашење пожара често одређује потребну величину цевовода, а не свакодневна потрошња.

Пројектанти зграда израчунавају ове вредности у раној фази пројекта. Ако је за планирано складиште потребно више воде него што локални систем може да обезбеди, могућа решења су обично мања зграда, систем прскалица или скупо повећање капацитета водоводног цевовода.

Прскалице и смањење протока воде за гашење пожара

Многи грађевински и противпожарни прописи дозвољавају мањи потребни проток воде за гашење пожара када зграда има аутоматски систем за гашење прскалицама који испуњава захтеве стандарда NFPA 13. Пошто прскалице могу да ставе пожар под контролу пре него што се прошири, неке надлежности дозвољавају смањење од 50 до 75 процената потребног протока воде за гашење пожара при ручној интервенцији. Тачан проценат зависи од локалних прописа и одобрења надлежног противпожарног органа, па га треба проверити за сваки случај посебно. Овај калкулатор самостално не примењује умањење због прскалица.

Проток воде за гашење пожара и потреба система прскалица

Проток воде за гашење пожара и потреба за водом система прскалица су две одвојене вредности. Проток воде за гашење пожара је количина воде која је ватрогасцима потребна за црева и хидранте након њиховог доласка. Потреба за водом система прскалица је количина воде неопходна за рад аутоматског система прскалица и израчунава се одвојено, према стандарду NFPA 13, на основу врсте ускладиштене робе, висине складиштења и пројекта система прскалица. Потреба за водом система прскалица обично је знатно мања, често у распону од неколико десетина до неколико хиљада GPM, а службено лице надлежно за прописе одређује која је вредност меродавна за пројектовање водоснабдевања.

Шта овај калкулатор не обухвата

Овај алат користи поједностављену верзију ISO методе, са три типа зграда и три нивоа опасности уместо свих шест ISO класа конструкције и пет степена опасности. Не узима у обзир изложеност оближњим зградама, умањења због прскалица, локалне измене прописа ни захтеве у погледу трајања снабдевања водом. Овде добијени резултати корисни су за рано планирање. Овлашћени инжењер за заштиту од пожара и локални надлежни орган требало би да потврде коначну вредност која ће се користити за дозволе и изградњу.

Најчешће постављана питања

Која је формула за проток воде за гашење пожара? Потребан проток воде за гашење пожара једнак је производу фактора конструкције (Ci) и фактора опасности према намени објекта (O). Ci је једнак производу 18, фактора конструкције F и квадратног корена површине пода зграде у квадратним стопама. F износи 1,5 за стамбене зграде, 1,0 за пословне зграде и 0,8 за индустријске зграде.

Који је минимални потребни проток воде за гашење пожара? Ова метода поставља доњу границу од 500 GPM за сваки тип зграде: стамбени, пословни или индустријски.

Који је максимални проток воде за гашење пожара? Коначни потребни проток воде за гашење пожара ограничен је на 12.000 GPM. Током обрачуна, сам фактор конструкције ограничен је на 8.000 GPM за стамбене и пословне зграде и на 6.000 GPM за индустријске зграде.

Зашто тип зграде мења резултат иако формула изгледа исто? Формула за површину, односно квадратни корен површине помножен са 18, иста је за све типове. Тип зграде мења резултат преко фактора конструкције F и, посредно, преко различите горње границе за Ci.

Могу ли прскалице да смање потребни проток воде за гашење пожара у згради? Да, у већини надлежности, мада овај калкулатор не примењује то умањење аутоматски. Службено лице надлежно за прописе прегледа систем прскалица пре одобравања било каквог умањења.

По чему се ово разликује од потребе система прскалица? Проток воде за гашење пожара обухвата воду за црева и хидранте које користе ватрогасци. Потреба система прскалица обухвата воду коју користи аутоматски систем прскалица и представља одвојен, обично мањи прорачун према стандарду NFPA 13.

Литература

1. Insurance Services Office (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Џерси Сити, Њу Џерси: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, Прилог Б.
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. издање. Денвер, Колорадо: AWWA.