Калькулятор витрати вогнегасної рідини | Розрахунок необхідних літрів за хвилину для пожежогасіння

Що таке витрата води на пожежогасіння?

Калькулятор витрати води на пожежогасіння оцінює, скільки води потрібно пожежникам, щоб контролювати пожежу в певній будівлі. Результат називають необхідною витратою води на пожежогасіння; її вимірюють у галонах за хвилину, або GPM. Пожежні підрозділи, інженери водопостачальних підприємств і проєктувальники будівель використовують це число для планування пожежних гідрантів, водопроводів і потужності насосів.

Необхідна витрата води на пожежогасіння залежить від трьох чинників: розміру будівлі, матеріалів, з яких її виготовлено, і того, наскільки легко займається її вміст. Для невеликого будинку потрібно набагато менше води, ніж для великого складу, заповненого легкозаймистими товарами.

Як розрахувати витрату води на пожежогасіння

Цей калькулятор використовує методику з посібника Insurance Services Office (ISO) Guide for Determination of Needed Fire Flow, спрощену до трьох типів будівель і трьох рівнів пожежної небезпеки. Розрахунок складається з двох кроків.

Крок 1: визначте коефіцієнт конструкції (Ci).

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

Площа — це ефективна площа в квадратних футах. Для одноповерхової будівлі це просто площа підлоги. Для вищої будівлі, яка не має вогнестійкої конструкції, ISO бере площу найбільшого поверху плюс половину площі кожного іншого поверху. F — коефіцієнт конструкції, який залежить від типу будівлі:

Залежність від квадратного кореня та коефіцієнт 18 однакові для всіх типів будівель. Змінюється лише F. Кожен тип відповідає одному з класів конструкцій ISO. Житлова будівля означає каркасну конструкцію (клас 1). Комерційна — кам’яна конструкція з дерев’яними балками (клас 2). Промислова — негорюча конструкція (клас 3). Клас також установлює максимальне значення Ci. Ci округлюють до найближчих 250 GPM, а потім обмежують мінімальним значенням 500 GPM і максимальним значенням, наведеним вище.

Крок 2: застосуйте коефіцієнт пожежної небезпеки та отримайте необхідну витрату води на пожежогасіння (NFF).

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

O — коефіцієнт пожежної небезпеки за призначенням будівлі, що залежить від горючості її вмісту:

Результат округлюють до найближчих 250 GPM, якщо він менший за 2 500 GPM, або до найближчих 500 GPM, якщо він дорівнює чи перевищує 2 500 GPM. Остаточну необхідну витрату води на пожежогасіння для будь-якої будівлі обмежують значеннями від 500 GPM до 12 000 GPM, незалежно від її типу.

Приклад: як розрахувати витрату води на пожежогасіння

Будинок площею 2 000 квадратних футів, помірна пожежна небезпека.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, округлено до 1 250 GPM. Це менше за максимальне значення 8 000 GPM для житлових будівель, тому обмеження не застосовується.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 GPM. Це вже менше за 2 500, тому значення округлюють до найближчих 250, і воно залишається 1 250 GPM.

Магазин роздрібної торгівлі площею 25 000 квадратних футів, помірна пожежна небезпека.

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

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Оскільки це значення дорівнює або перевищує 2 500, його округлюють до найближчих 500, отримуючи 3 000 GPM.

Фабрика площею 75 000 квадратних футів, висока пожежна небезпека.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, округлено до 4 000 GPM. Це менше за максимальне значення 6 000 GPM для промислових будівель, тому в цьому випадку обмеження не застосовується.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM; це значення вже кратне 500, тому остаточний результат становить 5 000 GPM.

Чому витрата води на пожежогасіння має значення

Насос пожежного автомобіля зазвичай подає від 1 000 до 1 500 GPM. Розрахункова потреба в 4 000 GPM означає, що воду одночасно мають подавати кілька пожежних автомобілів, а не один. Пожежні підрозділи використовують показники необхідної витрати води на пожежогасіння під час планування обстежень до виникнення пожежі, визначення кількості підрозділів для виїзду на сигнал тривоги та перевірки того, чи може гідрант фактично подати потрібну для будівлі кількість води.

Інженери водопостачальних підприємств використовують ті самі показники для визначення діаметра труб і місткості резервуарів. Водопровід, розрахований лише на побутове використання, може не пропускати достатньо води під час пожежі, тому розмір магістрального водопроводу часто визначає потреба в пожежогасінні, а не повсякденне споживання.

Проєктувальники будівель виконують такі розрахунки на ранніх етапах проєкту. Якщо для запланованого складу потрібно більше води, ніж може подати місцева система, зазвичай можливі такі варіанти: зменшити будівлю, установити спринклерну систему або дорого модернізувати магістральний водопровід.

Спринклери та зменшення витрати води на пожежогасіння

Багато будівельних і пожежних норм дозволяють зменшити необхідну витрату води на пожежогасіння, якщо в будівлі встановлено автоматичну спринклерну систему, що відповідає NFPA 13. Оскільки спринклери можуть локалізувати пожежу до того, як вона пошириться, деякі юрисдикції дозволяють зменшити необхідну витрату води для ручного пожежогасіння на 50–75 відсотків. Точний відсоток залежить від місцевих норм і погодження посадової особи пожежного нагляду, тому його слід перевіряти в кожному конкретному випадку. Цей калькулятор самостійно не застосовує зменшення, пов’язаного зі спринклерами.

Витрата води на пожежогасіння та потреба спринклерної системи

Витрата води на пожежогасіння та потреба спринклерної системи — це два окремі показники. Витрата води на пожежогасіння — це кількість води, потрібна пожежникам для рукавів і гідрантів після прибуття. Потреба спринклерної системи — це кількість води, необхідна для роботи автоматичної спринклерної системи; її окремо розраховують за NFPA 13 з урахуванням типу товарів, що зберігаються, висоти зберігання та проєкту спринклерної системи. Потреба спринклерної системи зазвичай набагато менша й часто становить від десятків до кількох тисяч GPM; посадова особа, відповідальна за дотримання норм, визначає, який показник є визначальним для проєктування системи водопостачання.

Що не охоплює цей калькулятор

Цей інструмент використовує спрощену версію методики ISO: три типи будівель і три рівні пожежної небезпеки замість повного набору ISO з шести класів конструкцій і п’яти ступенів небезпеки. Він не враховує вплив сусідніх будівель, залік наявності спринклерів, місцеві зміни до норм або вимоги щодо тривалості подачі води. Наведені результати корисні для попереднього планування. Ліцензований інженер із протипожежного захисту та місцевий уповноважений орган мають підтвердити остаточне значення, яке використовуватиметься для отримання дозволів і будівництва.

Поширені запитання

Яка формула витрати води на пожежогасіння? Необхідна витрата води на пожежогасіння дорівнює коефіцієнту будівельних конструкцій (Ci), помноженому на коефіцієнт пожежної небезпеки за призначенням будівлі (O). Ci дорівнює 18, помноженому на коефіцієнт будівельних конструкцій F і квадратний корінь із площі підлоги будівлі в квадратних футах. F становить 1,5 для житлових будівель, 1,0 для комерційних будівель і 0,8 для промислових будівель.

Яка мінімальна необхідна витрата води на пожежогасіння? Ця методика встановлює мінімальне значення 500 GPM для всіх типів будівель — житлових, комерційних і промислових.

Яка максимальна витрата води на пожежогасіння? Остаточну необхідну витрату води на пожежогасіння обмежено значенням 12 000 GPM. На проміжному етапі сам коефіцієнт будівельних конструкцій обмежується значенням 8 000 GPM для житлових і комерційних будівель та 6 000 GPM для промислових будівель.

Чому тип будівлі змінює результат, хоча формула виглядає однаково? Формула площі — квадратний корінь із площі, помножений на 18, — однакова для всіх типів. Тип будівлі змінює результат через коефіцієнт будівельних конструкцій F і опосередковано через інше максимальне значення Ci.

Чи можуть спринклери зменшити необхідну для будівлі витрату води на пожежогасіння? Так, у більшості юрисдикцій, хоча цей калькулятор автоматично не застосовує такого зменшення. Посадова особа, відповідальна за дотримання норм, перевіряє спринклерну систему перед наданням будь-якого зменшення.

Чим це відрізняється від потреби спринклерної системи? Витрата води на пожежогасіння охоплює воду для рукавів і гідрантів, якими користуються пожежники. Потреба спринклерної системи охоплює воду для автоматичної спринклерної системи й визначається окремим, зазвичай меншим, розрахунком за NFPA 13.

Джерела

1. Insurance Services Office (2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow. Джерсі-Сіті, штат Нью-Джерсі: ISO.
2. International Code Council (2021). International Fire Code, додаток 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-те видання. Денвер, штат Колорадо: AWWA.