Brandflödesberäknare | Beräkna nödvändig GPM för brandbekämpning

Vad är släckvattenflöde?

En beräknare för släckvattenflöde uppskattar hur mycket vatten brandmän behöver för att bekämpa en brand i en viss byggnad. Resultatet kallas erforderligt släckvattenflöde och mäts i gallon per minut, eller GPM. Räddningstjänster, ingenjörer inom vattenförsörjning och byggnadsprojektörer använder detta tal för att planera brandposter, vattenledningar och pumpkapacitet.

Det erforderliga släckvattenflödet beror på tre saker: hur stor byggnaden är, vad den är byggd av och hur lätt innehållet brinner. Ett litet hus behöver mycket mindre vatten än ett stort lager fyllt med lättantändliga varor.

Så beräknas släckvattenflöde

Den här beräknaren följer metoden i Insurance Services Office (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, i en förenklad version med tre byggnadstyper och tre risknivåer. Beräkningen har två steg.

Steg 1: Bestäm konstruktionsfaktorn (Ci).

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

Arean är den effektiva arean i kvadratfot. För en envåningsbyggnad är den helt enkelt golvarean. För en högre byggnad som inte är brandmotståndskraftig använder ISO den största våningen plus hälften av arean för varje annan våning. F är en konstruktionsfaktor som beror på byggnadstyp:

Kvadratrotssambandet och koefficienten 18 är desamma för alla byggnadstyper. Det är bara F som ändras. Varje typ motsvarar en konstruktionsklass enligt ISO. Bostäder betyder trästomme (klass 1). Kommersiella byggnader betyder murverk med träbjälklag (klass 2). Industribyggnader betyder obrännbara byggnader (klass 3). Klassen anger också den övre gränsen för Ci. Ci avrundas till närmaste 250 GPM och begränsas sedan till minst 500 GPM och till den övre gräns som visas ovan.

Steg 2: Använd riskfaktorn för att beräkna det erforderliga släckvattenflödet (NFF).

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

O är riskfaktorn för verksamheten, baserad på hur brännbart innehållet är:

Resultatet avrundas till närmaste 250 GPM om det är under 2 500 GPM, eller till närmaste 500 GPM om det är 2 500 GPM eller högre. Det slutliga erforderliga släckvattenflödet för varje byggnad begränsas till mellan 500 GPM och 12 000 GPM, oavsett byggnadstyp.

Exempel: Så beräknas släckvattenflöde

Ett bostadshus på 2 000 kvadratfot med måttlig risk.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, avrundat till 1 250 GPM. Det ligger under den övre gränsen på 8 000 GPM för bostäder, så värdet står fast.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Det ligger redan under 2 500, så det avrundas till närmaste 250 och förblir 1 250 GPM.

En butik på 25 000 kvadratfot med måttlig risk.

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

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Eftersom detta är 2 500 eller högre avrundas det till närmaste 500, vilket ger 3 000 GPM.

En fabrik på 75 000 kvadratfot med hög risk.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, avrundat till 4 000 GPM. Det ligger under den övre gränsen på 6 000 GPM för industribyggnader, så ingen begränsning tillämpas här.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, redan en multipel av 500, så slutresultatet är 5 000 GPM.

Varför släckvattenflöde är viktigt

En brandbils pump levererar vanligtvis 1 000 till 1 500 GPM. Ett beräknat behov på 4 000 GPM innebär att flera brandbilar måste leverera vatten samtidigt, inte bara en. Räddningstjänster använder uppgifter om erforderligt släckvattenflöde när de planerar inspektioner inför en insats, avgör hur många enheter som ska skickas till ett larm och kontrollerar om en brandpost faktiskt kan leverera det en byggnad behöver.

Ingenjörer inom vattenförsörjning använder samma värden för att dimensionera ledningar och lagringstankar. En vattenledning som bara byggts för hushållsbruk kanske inte kan transportera tillräckligt med vatten under en brand. Därför avgör släckvattenbehovet ofta hur stor en huvudledning måste vara, snarare än den dagliga förbrukningen.

Byggnadsprojektörer gör dessa beräkningar tidigt i ett projekt. Om ett planerat lager behöver mer vatten än det lokala systemet kan leverera är alternativen vanligtvis en mindre byggnad, ett sprinklersystem eller en kostsam uppgradering av vattenledningen.

Sprinkler och minskat släckvattenflöde

Många bygg- och brandföreskrifter tillåter ett lägre krav på släckvattenflöde när en byggnad har ett automatiskt sprinklersystem som uppfyller NFPA 13. Eftersom sprinkler kan begränsa en brand innan den blir stor tillåter vissa jurisdiktioner en minskning på 50 till 75 procent av det erforderliga släckvattenflödet för manuell släckning. Den exakta procentsatsen beror på lokala föreskrifter och godkännande av räddningstjänstens ansvariga, så den bör kontrolleras från fall till fall. Den här beräknaren tillämpar inte själv någon minskning för sprinkler.

Släckvattenflöde jämfört med sprinklerbehov

Släckvattenflöde och sprinklerbehov är två separata värden. Släckvattenflöde är det vatten som brandmän behöver till slangar och brandposter när de anländer. Sprinklerbehov är det vatten som ett automatiskt sprinklersystem behöver för att fungera och beräknas separat enligt NFPA 13 utifrån typen av lagrade varor, lagringshöjden och sprinklerutformningen. Sprinklerbehovet är vanligtvis mycket mindre, ofta från några tiotal till några tusen GPM, och en myndighet med ansvar för byggregler avgör vilket värde som ska ligga till grund för utformningen av vattenförsörjningen.

Vad den här beräknaren inte omfattar

Det här verktyget använder en förenklad version av ISO-metoden, med tre byggnadstyper och tre risknivåer i stället för ISO:s fullständiga uppsättning med sex konstruktionsklasser och fem riskgrader. Det tar inte hänsyn till exponering mot närliggande byggnader, sprinklerkrediter, lokala ändringar av föreskrifter eller krav på vattenförsörjningens varaktighet. Resultaten här är användbara för tidig planering. En behörig brandskyddsingenjör och den lokala myndighet som har tillsynsansvaret bör bekräfta det slutliga värde som används för tillstånd och byggnation.

Vanliga frågor

Vilken är formeln för släckvattenflöde? Erforderligt släckvattenflöde är lika med en konstruktionsfaktor (Ci) multiplicerad med en riskfaktor för verksamheten (O). Ci fås genom att multiplicera 18 med konstruktionsfaktorn F och kvadratroten av byggnadens golvarea i kvadratfot. F är 1,5 för bostadsbyggnader, 1,0 för kommersiella byggnader och 0,8 för industribyggnader.

Vilket är det minsta erforderliga släckvattenflödet? Den här metoden anger ett lägsta värde på 500 GPM för alla byggnadstyper: bostäder, kommersiella byggnader och industribyggnader.

Vilket är det maximala släckvattenflödet? Det slutliga erforderliga släckvattenflödet begränsas till 12 000 GPM. Under beräkningen begränsas själva konstruktionsfaktorn till 8 000 GPM för bostads- och kommersiella byggnader och till 6 000 GPM för industribyggnader.

Varför ändrar byggnadstypen resultatet trots att formeln ser likadan ut? Areaformeln (kvadratroten av arean gånger 18) är identisk för alla typer. Byggnadstypen ändrar resultatet genom konstruktionsfaktorn F och indirekt genom en annan övre gräns för Ci.

Kan sprinkler minska det släckvattenflöde en byggnad behöver? Ja, i de flesta jurisdiktioner, även om den här beräknaren inte tillämpar minskningen automatiskt. En myndighet med ansvar för byggregler granskar sprinklersystemet innan någon minskning godkänns.

Hur skiljer sig detta från sprinklerbehovet? Släckvattenflöde omfattar vatten till slangar och brandposter som används av brandmän. Sprinklerbehov omfattar vatten som används av ett automatiskt sprinklersystem och är en separat, vanligtvis mindre, beräkning enligt NFPA 13.

Referenser

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