消火水槽のサイズ決定と建設に関する考慮事項
作成日 01.19
消防用水タンクの容量算定と建設上の考慮事項
消防用水槽は、設計事象において設置された防護が引き出す水量、すなわち防護面積に設計散布密度を乗じ、必要継続時間を乗じた量に、ホース放水の許容量を加え、その時間帯に市営供給が寄与できる量を差し引いた容積を保持しなければならない。建設はドラマではなく流体に従う。清浄水の消防予備水は、厳しい予算のもとではGB/T 13912-2020に基づく溶融亜鉛めっき鋼殻に適する一方、飲用または共用の用途にはNSF/ANSI 61およびWRASの評価を受けたガラス融着鋼内装が必要である。水槽、ポンプ、ジョッキーポンプの構成、およびレベルアラームは一つのシステムであり、まとめて仕様化されるべきである。
防火水槽は設計段階で一度だけサイズが決められ、その後30年間、誰も内部を確認することなくそれに依存し続ける。その組み合わせが、なぜこれほど多くのプラントが最悪のタイミングで、水槽がスプリンクラー需要に対して小さすぎること、液面スイッチが2年間泡を検知していたこと、あるいは吸込管が図面の記載よりも薄い肉厚まで腐食していたことに気づくのかという理由である。サイズ計算自体は標準的である。問題が生じるのは、水槽、ポンプ、補給供給の間のインターフェースと、水槽内部が30年間新品の鋼のように振る舞うという前提である。
容量の算出方法
存在する保護から始めるのであって、敷地に合うタンクから始めるのではない。作業方法は、危険クラスごとの設計密度を取得し、システムがカバーする保護面積を掛け、その占有用途に必要な継続時間を掛け、その後、同じ時間枠において自治体またはプロセス用水本管が消火流量で供給できる量を差し引くことである。保護設計にホースストリームの余裕が含まれる場合はそれを加算する。その結果が、事象発生時にタンクが保持しなければならない容量であり、試験および保守用の取水量の余裕、ならびにジョッキーポンプが停止している場合に水位が緩やかに上昇する分の余裕も含めるべきである。NFPA 22はスプリンクラー用水供給タンクを対象とし、NFPA 20は固定式消防ポンプ設備を対象としており、地方当局は通常これらを根拠として受け入れる。
見落とされがちなサイジングの詳細
時間であり、密度ではない。それが人々を驚かせる数字である。軽度の危険区域のオフィスエリアではわずか30分で済むかもしれないが、高い負荷とホース需要を伴う産業プラントでは2時間以上に及ぶこともあり、必要な容量の差は数倍に達する。さらに二つの項目が計算に含まれるべきである。通常の供給が途絶えてもタンクはその容量を保持しなければならないため、もしそのサイトが補給水をプロセス用水本管に依存しているなら、その依存関係は明示的に記載されるべきである。そして、最低使用可能レベルは、年間で最も高い水温の時にポンプの吸込みが要求される有効吸込みヘッド（NPSH）を下回らないよう、十分に高くなければならない。この二点を誤ると、タンクは正しい立方メートル数を保持していても、ポンプがそれを使えないということになる。
用途別のタンク構造
防火用水槽は何年もの間、静止した、清潔で、しばしばやや温かい水を保持し続け、それが腐食の問題となります。決して動かない水は鋼製シェルにとって最悪のケースです。なぜなら、ほぼ停滞した表面には堆積物が生じ、頂部リングには酸素豊富な結露が発生するからです。GB/T 13912-2020に基づく溶融亜鉛めっき水槽は、亜鉛の犠牲防食作用に依存しており、水が飲用に適さない専用の防火用水槽にとって経済的な解決策です。ガラス融着鋼水槽は、820～930 °Cで0.25～0.45 mmのエナメル層を融着させ、3,450 N/cm²以上の定格を持ち、pH 1～14の範囲で不活性であり、仕上がりはRa 0.8 µm以下で、出荷前にすべてのパネルを1500 V DCでスパークテストします。これは、防火用水槽が飲用水供給と兼用される場合、沿岸部で塩化物を含む場所、またはいずれにせよ水が飲料水規則を満たす必要がある場合の選択肢です。FM認定およびNFPA準拠のサイジングが通常の承認枠組みです。
ポンプとタンクのインターフェース
タンクは、ポンプ側が別の専門分野によって設計された場合、役に立たない。吸引配管の配置、隔離バルブ、流量試験接続部、および吸引ゲージをタンクとともに指定すること。消防ポンプは、記録された最低タンクレベルから設計流量を吸引できるべきであり、したがって吸引配管とポンプのレベルは、タンク容量と同じくらい重要である。ゆっくりと漏れるシステムにはジョッキーポンプまたはレベル維持ポンプを追加し、別々の計器に高レベル警報と低レベル警報を設け、また、警報を発するだけでなくプロセスをトリップさせる低低レベル警報を設けること。タンクがポンプより上にある場合、重力供給により吸引状態が改善される。ポンプより下にある場合は、吸引揚程を正直に価格に見積もること。
技術仕様
パラメータ | 標準値／範囲 | 備考 |
ホーロー焼成温度 | 820～930 °C | 工場で鋼板に焼成 |
ホーローコーティング厚 | 0.25～0.45 mm | 不活性内部、pH 1～14 |
エナメル層の強度 | ≥ 3,450 N/cm² | 曲げおよび衝撃抵抗 |
スパークテスト電圧 | 1500 V DC | パネルごと、出荷前 |
亜鉛めっき基準 | GB/T 13912-2020 | 溶融亜鉛めっき、清浄な防火用水 |
表面粗さ | Ra < 0.8 µm | 貯留水の低汚損 |
ボルト等級 | 8.8 | 組立時に記録されたトルク |
設計寿命 | ≥ 30年 | 指定された内部システムを使用 |
仕様書の作成
火災スコープを単一のパッケージとして記載する：容積計算はその密度、面積、継続時間および補給の前提を文書に明記すること；タンクの建造は内部およびその承認を含めること；ポンプ、ジョッキーポンプおよびバルブ類；アラーム階層を備えたレベル計装；気候が要求する場所における凍結防止；オーバーフローおよびドレン；ならびに所定の内部調査間隔を含む検査プログラム。製造者に対し基礎荷重ケースの提出を要求し、試運転後のポンプ流量試験を要求することで、設置後の性能が仮定ではなく記録に残るようにすること。そして、タンクは一定の間隔で内部検査を行うことを指定すること。なぜなら、一度も開放されたことのない防火水槽は、誰も保証できない水槽だからである。
プロジェクト事例
プロジェクト | 所在地 | 製品 | 容量 | 範囲 |
消防用水貯蔵 | 中国・四川 | GFSタンク、2基 | 8,930 m³ | 供給＋設置指導 |
亜鉛メッキ消防用水 | コンゴ | 亜鉛メッキ鋼タンク | 566 m³ | 供給＋設置指導 |
大口径水貯蔵 | ナミビア | GFSタンク | 44,900 m³ | 供給＋監督 |
Center Enamelのエンジニアリング能力
センターエナメル（石家荘正中科技有限公司）は、2008年からボルト締め貯蔵タンクの設計と製造を行っています。中国初のガラス融着鋼（GFS）タンクメーカーとして、同社は約200件のエナメル関連特許を保有し、年間約30万枚のエナメルコーティング鋼板を生産し、30,000件以上の設置プロジェクトを完了し、100カ国以上にタンクを供給しています。生産能力を高めるために新たに150,000 m²の生産拠点が追加され、単一タンクは最大60,000 m³まで供給可能です。製造はISO 9001およびISO 45001に基づいて行われ、製品認証にはNSF/ANSI 61、WRAS、FDA、LFGB、CE（EN 1090）、ISO 28765、FM、BSCI、EUROCODEが含まれ、用途に応じてAWWA D103-09、AWWA C550、NFPAを参照した設計が行われています。
消防サービス向けには、NFPAに準拠したサイズ決定のサポート、上記の亜鉛メッキおよびエナメル内装、必要に応じたFM認定の消防用水貯蔵、およびシェルとともに指定されるレベルデバイスと警報インターフェースが含まれます。
よくある質問
Q1: 必要な消防用水量は誰が計算しますか？
A1: 通常は防護設計者が計算し、その水量をタンク供給者に提示します。仕様書には、密度、面積、継続時間、および補給水の寄与分を記載するよう要求してください。後に紛争の原因となるのはこれらの数値だからです。
Q2: なぜNFPA 22とNFPA 20が参照されるのですか？
A2: NFPA 22はスプリンクラー用水供給タンクを、NFPA 20は固定式消防ポンプ設備を対象としています。これらはほとんどの産業および商業プロジェクトにおいて、サイズ決定およびポンプとタンクのインターフェースに関する標準的な基準です。
Q3：亜鉛めっき鋼は防火水槽に適していますか？
A3：はい、GB/T 13912-2020に基づく清浄で専用の防火用水には適しています。飲料水、酸性水、または高塩化物水には適しておらず、そのような場合にはガラス融着鋼またはステンレス内装が適切です。
Q4：水が滞留しないようにするにはどうすればよいですか？
A4：時折の循環または水位を維持するジョッキーポンプ、承認された現地処理または記録されたフラッシュ、および定期的な内部点検を行います。滞留は、清浄な水槽を臭く腐食した水槽に変える原因です。
Q5：ジョッキーポンプが重要なのはなぜですか？
A5: 火災システムはテスト間にゆっくりと漏れ、低レベルまで低下したタンクはイベント発生時に満水にならないためです。小さなジョッキーポンプが通常レベルを維持するため、予備水はそのまま保たれます。
Q6: 防火水槽はどのくらいの頻度で点検すべきですか？
A6: 外部点検は少なくとも年1回、内部点検は3～5年ごと、またはレベル計が信頼できない場合はその都度行ってください。水質と記録された最低レベルをログの一部として記録してください。
消防用水槽は、適切な容量で、適切な内部構造で作られ、ポンプ側によって満水かつ使用可能な状態に保たれることで、その価値を発揮する。容量は密度、面積、継続時間、補給水量から決まり、構造は水が飲用可能か、清浄か、塩化物を含むかによって決まる。水槽、ポンプ、レベルアラーム、点検間隔を一つのパッケージとして指定し、容量計算は要約ではなく文書内に示すことを要求すべきである。それが、図面上の水槽と、説明責任を果たせる予備水量との違いである。
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保護エリアと危険クラス、設計噴霧密度と必要継続時間、ホース水流の許容量、イベント中に利用可能な補給水量、水質要件、現場の気候、および必要な承認をお送りください。容積チェック、構築ルートオプション、ポンプインターフェースノート、および完全な図面と認証パッケージを受け取ります。
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