Przewodnik po doborze wielkości zbiornika przeciwpożarowego według NFPA 22
Utworzono Dzisiaj
Przewodnik doboru zbiornika przeciwpożarowego NFPA 22
Czas trwania nie jest liczbą NFPA 22. Pochodzi on ze standardu projektowania systemu i organu mającego jurysdykcję, a NFPA 22 wymaga wówczas, aby zbiornik zapewniał pojemność netto, którą ten czas trwania daje po uwzględnieniu przepływu projektowego, rezerwy na węże i objętości nieużytkowej. Dobierz rozmiar zbiornika na podstawie możliwego do prześledzenia czasu trwania i udokumentuj tę podstawę, aby można było ją zweryfikować.
Wprowadzenie
Każde pytanie dotyczące zbiornika wody przeciwpożarowej kończy się liczbą, a liczba, która decyduje o koszcie zbiornika, rzadko jest tą, o którą ludzie się spierają. Średnica, wysokość, blachy płaszcza i osprzęt są przedmiotem dyskusji. Czas trwania jest dziedziczony.
W ten sposób zbiornik zostaje zwymiarowany na wartość, która pochodzi z reguły praktycznej, starszej specyfikacji lub precedensu ustalonego przed przyjęciem obecnej edycji przepisów, i w ten sposób zbiornik trafia na miejsce z nominalną objętością, która nie przenosi obciążenia zatwierdzonego przez organ. Wymóg czasu trwania nie jest właściwością zbiornika. Wynika on z projektu systemu ochrony przeciwpożarowej, a NFPA 22 wymaga, aby zbiornik spełniał to, co wynika z tego projektu.
Niniejszy przewodnik przedstawia, skąd pochodzi czas trwania, jak łączy się on z przepływem projektowym, gdzie standardowe założenia przestają być ważne, kiedy narzucany jest dłuższy czas trwania oraz jak obliczenie musi być zapisane, aby organ zatwierdzający je zaakceptował. Odniesienia to NFPA 22 dla zbiornika i jego osprzętu, NFPA 13 dla projektu instalacji tryskaczowej generującej zapotrzebowanie oraz NFPA 20 dla pompy pożarowej.
Czym jest wymóg czasu trwania
Wymaganie dotyczące czasu trwania to długość okresu, przez jaki zmagazynowana woda musi pozostawać dostępna przy wymaganym natężeniu przepływu. NFPA 22 nie tworzy tego wymagania. Określa ona, jaki zbiornik musi być i co musi dostarczać, a czas trwania pochodzi spoza niej — z projektu systemu ochrony przeciwpożarowej oraz od organu sprawującego jurysdykcję. Rozdział 4 zawiera wymagania ogólne, w tym podstawę pojemności zgodnie z 4.1.3 i 4.1.3.1, dlatego zbiornik zbudowany idealnie zgodnie z NFPA 22 może mimo to mieć niewłaściwą wielkość, jeśli czas trwania przyjęty do tej podstawy był błędny.
Wynikają z tego dwie rzeczy. Czas trwania musi być możliwy do prześledzenia do dokumentu: wymagania w normie projektowania systemu dotyczącego obłożenia i zagrożenia albo pisemnego warunku nałożonego przez organ. A zmiana go po obliczeniach zmienia wszystko w dalszej części procesu, od wielkości zapotrzebowania po wysokość płaszcza i fundament.
Jak czas trwania i przepływ projektowy łączą się ze sobą
Objętość, jaką musi pomieścić zbiornik, jest iloczynem przepływu i czasu: V_wymagana = Q_projektowy x t_czas_trwania, gdzie V_wymagana to objętość, którą system musi pobrać, w m3 (ft3); Q_projektowy to przepływ projektowy w L/s (gpm); a t_czas_trwania to wymagany czas trwania w minutach. Ta zależność jest prosta, a sposób jej zastosowania jest miejscem, w którym popełnia się większość błędów w doborze wymiarów.
W przypadku systemu tryskaczowego zapotrzebowanie jest sumą zapotrzebowania tryskaczy i dodatku na strumień wężowym, a każde z nich ma własny czas trwania. Prawidłowe wyrażenie to V_required = suma po i z (Q_i x t_i), a nie całkowity przepływ pomnożony przez najkrótszy czas trwania. Jeżeli zaopatrzenie miejskie jest zaliczane, można zaliczyć tylko ilość, którą może dostarczyć w trakcie zdarzenia, i musi to być wykazane, a nie założone.
Zbiornik nie przechowuje wtedy pełnego zapotrzebowania, ponieważ część przechowywanej objętości nie może być dostarczona do pompy. Martwa pojemność poniżej zasysania, prześwit przeciw wirów na wylocie tłocznym wymagany przez 14.2.13 oraz wolna przestrzeń zmniejszają to, co jest użyteczne. Obliczenie przebiega następująco: objętość zapotrzebowania minus zaliczone zaopatrzenie plus objętość nieużyteczna równa się pojemności netto, którą musi zapewnić zbiornik.
Standardowe założenia dotyczące czasu trwania i ich ograniczenia
Najczęściej podawane czasy trwania pochodzą z własnej normy projektowej systemu tryskaczowego, a nie z NFPA 22, i zmieniają się w zależności od klasyfikacji zagrożenia pomieszczenia. Liczy się nie sama liczba, lecz warunki z nią związane: każda wartość należy do konkretnego wydania przepisów, konkretnej klasyfikacji zagrożenia i konkretnego typu systemu. Czas trwania zaczerpnięty z innego wydania lub z projektu systemu pionowego, a nie z projektu tryskaczowego, nie przenosi się.
Te założenia opisują system tryskaczowy zrzucający wodę przy swojej projektowej gęstości zrzutu na swoim projektowym obszarze i utrzymujący to natężenie. Nie opisują systemu zraszającego otwierającego wszystkie wyloty jednocześnie, obszaru procesowego objętego wysokim zagrożeniem ani obiektu, którego publiczne zaopatrzenie w wodę nie może być uznane za niezawodne przez czas trwania zdarzenia. Nie przetrwają one również zmiany w budynku. Gdy organ nakłada własny czas trwania, ten wymóg rządzi zbiornikiem i należy go udokumentować jako warunek pisemny.
Gdy wymagany jest dłuższy czas trwania
Dłuższy czas trwania jest wymagany, gdy standardowa wartość domyślna nie odzwierciedla danej lokalizacji. Czynniki wyzwalające są dobrze znane: organ mający jurysdykcję narzuca dłuższy czas trwania jako warunek zatwierdzenia; sposób użytkowania lub zagrożenie wykracza poza zakres, dla którego napisano wartość domyślną; zaopatrzenie w wodę nie jest wystarczająco niezawodne, aby zaliczyć źródło publiczne; lokalizacja jest odległa, bezobsługowa lub charakteryzuje się długim czasem reakcji straży pożarnej; właściciel przyjął cel odporności dla reagowania pożarowego; lub ubezpieczyciel narzucił własny warunek.
Przy stałym przepływie konsekwencja jest liniowa i natychmiastowa. Podwojenie czasu trwania podwaja objętość zapotrzebowania i objętość płaszcza, a wraz z nimi fundament, masę płyty, udźwig dźwigu i trasę transportu. To jest argument za ustaleniem czasu trwania przed ogłoszeniem przetargu na zbiornik oraz za przekazaniem dostawcy zbiornika czasu trwania na piśmie, wraz z nazwą dokumentu, z którego on wynika.
Zastosowanie przewodnika do systemu tryskaczowego
W przypadku systemu tryskaczowego zapotrzebowanie jest generowane przez procedurę projektową w NFPA 13. Klasyfikacja zagrożenia obłożenia ustala gęstość projektową i powierzchnię projektową, a następujące po tym obliczenie hydrauliczne daje przepływ projektowy w najbardziej wymagającym punkcie systemu. Czas trwania pochodzi następnie z wymagania tej samej normy dla danego zagrożenia, a nie ze zbiornika.
Rezerwa na strumień wężowym jest odrębnym zapotrzebowaniem i jest traktowana osobno. Dodaje się ją do zapotrzebowania tryskaczy, a nie wlicza się jej do przepływu tryskaczy, ponieważ oba te elementy nie występują jednocześnie w ten sam sposób, i jest ona utrzymywana przez czas trwania przypisany jej przez normę. Wliczenie rezerwy wężowej do przepływu tryskaczy, a następnie zastosowanie jednego czasu trwania do sumy, zwykle zaniża objętość.
Dwa wymagania NFPA 22 leżą u podstaw tej liczby i są spełniane przez układ zbiornika, a nie przez arytmetykę. Zbiornik jest utrzymywany wypełniony w granicach 4 cali (102 mm) od poziomu służby przeciwpożarowej zgodnie z 14.4.3, a zasilanie musi przywrócić objętość w ciągu 8 godzin zgodnie z 4.2.1.4. Zbiornik, który mieści właściwą objętość, ale nie może zostać uzupełniony w tym oknie czasowym, nie ma niezawodnie dostępnej rezerwy.
Zastosowanie wytycznych do systemu hydrantowego
Zaopatrzenie w wodę z hydrantów ma inny profil zapotrzebowania. Przepływ jest określany przez wymagany przepływ przeciwpożarowy dla danego obszaru oraz przez liczbę i rozmiar hydrantów w użyciu, a system jest zazwyczaj zasilany z sieci publicznej poprzez pompę przeciwpożarową, a nie z prywatnego zbiornika grawitacyjnego. Jeśli prywatny zbiornik stanowi część zaopatrzenia, zasada czasu trwania nadal obowiązuje, ale najpierw pojawia się kwestia zaliczenia: to, co może zostać zaliczone, jest ograniczone przez to, co zbiornik może dostarczyć, oraz przez niezawodność pozostałej części sieci.
Trzy różnice odróżniają przypadek hydrantu od przypadku tryskaczy. Przepływ ma charakter profilu wybuchowego, a nie stałego przepływu projektowego, więc układ wylotów i geometria ssania odgrywają większą rolę w projekcie. Tarcie na drodze między zbiornikiem a punktem poboru stanowi większy udział wymaganego ciśnienia, więc użyteczną objętość należy oceniać względem drogi dostarczania, a nie samego zbiornika. A czas trwania zwykle wynika z własnych kryteriów przepływu pożarowego organu władzy, więc trzeba go uzyskać na piśmie.
Gdy obowiązuje inny czas trwania
Trzy sytuacje rutynowo przedstawiają na stole inną liczbę. Pierwsza to przyjęcie przepisów. Poza Ameryką Północną obowiązującymi ramami mogą być normy europejskie lub inne krajowe, a tabela czasu trwania działania tryskaczy w NFPA 13 po prostu nie jest punktem odniesienia; EN 12845 to równoległe ramy dla systemów tryskaczowych i ich zasilania w wodę. Zbiornik może być nadal budowany zgodnie z NFPA 22 i AWWA D103, ale czas trwania, na który jest wymiarowany, pochodzi z przyjętego lokalnego kodeksu, a obie podstawy muszą zostać wyraźnie uzgodnione, a nie uznane za równoważne.
Drugi to próbny rozruch pompy. NFPA 20 wymaga, aby pompa przeciwpożarowa była testowana przy przepływach przekraczających jej wydajność znamionową, a zbiornik musi zapewnić ten przepływ testowy. Test jest krótkim zdarzeniem, ale stanowi rzeczywiste pobranie z rezerwy i musi być zaplanowany tak, aby zbiornik został uzupełniony, a rezerwa przywrócona afterwards.
Trzeci to zmiana po zatwierdzeniu. Zmiana przeznaczenia, składowanego materiału lub schematu ochrony może zmienić gęstość projektową, powierzchnię projektową, a zatem zarówno przepływ, jak i czas trwania. Zatwierdzona podstawa czasu trwania musi wtedy zostać ponownie przeanalizowana, a nie przeniesiona, a zbiornik ponownie sprawdzony pod jej kątem.
Dokumentowanie doboru wymiarów do zatwierdzenia
Obliczenie doboru wielkości jest dokumentem, który przegląda organ, i musi być wymagane. W kolejności powinno ono określać przepływ projektowy i jego źródło; czas trwania i dokument, który go wymaga; dodatek na węże traktowany jako odrębne zapotrzebowanie; wszelkie zaliczone zaopatrzenie miejskie wraz z podstawą zaliczenia; wynikową objętość zapotrzebowania w jednostkach obliczenia oraz w jednostkach, w których zbiornik będzie zamawiany; objętość nieużyteczną i przyczynę każdego jej elementu; pojemność netto, którą zbiornik musi zapewnić, w odniesieniu do 4.1.3 i 4.1.3.1; oraz podstawę uzupełniania sprawdzoną względem 4.2.1.4.
Załącz dokumenty projektowe systemu, które uzasadniają dane wejściowe, zamiast je powtarzać. Jeśli czas trwania różni się od standardowego domyślnego, załącz pisemny warunek organu i wskaż dokument lub klauzulę, z której pochodzi.
Należy precyzyjnie określić, o jakiej pojemności mowa. Pojemność netto, pojemność brutto i pojemność użytkowa to różne liczby, które w rozmowie bywają używane zamiennie. Należy wskazać tę, względem której zamówiono zbiornik, oraz poziom odniesienia, którego dotyczą pomiary poziomu. Jeśli rezerwa jest rozdzielona na więcej niż jeden zbiornik, rysunek musi pokazywać połączenie, które czyni tę łączną rezerwę rzeczywistą.
Skąd wynika podstawa czasu trwania
Źródło czasu trwania | Co to ustala | Dowody dołączane do obliczeń |
Norma projektowa systemu, na przykład NFPA 13 dla systemu tryskaczowego | Czas trwania dla klasyfikacji zagrożenia pomieszczenia i typu systemu | Klauzula przyjętego wydania kodeksu, która tego wymaga |
Warunek nałożony przez organ mający jurysdykcję | Dłuższy lub zmodyfikowany czas trwania dla tej lokalizacji | Pisemny warunek zatwierdzenia, przywołany z datą |
Wymóg ubezpieczyciela | Czas trwania i wszelkie dodatkowe zobowiązanie dotyczące dostaw wody | Wymóg pisemny wraz z harmonogramem lub polityką, do której należy |
Cel odporności lub ciągłości działania właściciela | Czas trwania wykraczający poza minimum określone w przepisach | Podpisane memorandum podstawy projektowej i komentarz recenzenta |
Analiza zdolności kredytowej dostaw miejskich | Część zapotrzebowania, którą można zaliczyć na poczet dostaw publicznych | Zapis testu dostaw i przyjęte założenie dotyczące dostępności |
Test odbiorczy pompy pożarowej zgodnie z NFPA 20 | Krótki pobór o dużym przepływie z rezerwy podczas rozruchu | Procedura testu pompy i plan uzupełnienia, który po nim następuje |
Sekwencja obliczeń wymiarowania zbiornika wody pożarowej
Krok | Ilość | Dane wejściowe lub odniesienie | Uwaga |
1 | Przepływ projektowy dla zapotrzebowania tryskaczy | Obliczenia hydrauliczne NFPA 13 w najbardziej wymagającym punkcie | Przy gęstości projektowej na obszarze projektowym |
2 | Dopuszczalny przepływ prądów wężowych | Ten sam standard systemu, jako odrębne zapotrzebowanie | Nie wliczane do przepływu tryskaczy |
3 | Czas trwania stosowany do każdego zapotrzebowania | Standard projektowy systemu lub warunek narzucony przez organ | Każde zapotrzebowanie ma własny czas trwania |
4 | Objętość zapotrzebowania | Suma Q_i pomnożonego przez t_i dla każdego zapotrzebowania | Zachowaj spójność jednostek obliczeń |
5 | Zaliczone zaopatrzenie publiczne | Analiza zaliczenia zaopatrzenia | Tylko to, co można udowodnić jako dostarczalne podczas zdarzenia |
6 | Objętość zapotrzebowania brutto | Obliczone na podstawie kroków 4 i 5 | Objętość, która musi być dostępna w trakcie zdarzenia |
7 | Objętość nieużyteczna | Geometria zbiornika, układ przeciwwirowy zgodnie z 14.2.13, wolna burta | Wszystko poniżej poziomu użytkowego na ssaniu pompy |
8 | Wymagana pojemność netto | Obliczone, w odniesieniu do NFPA 22 4.1.3 i 4.1.3.1 | To jest liczba, według której zamawia się zbiornik |
9 | Kontrola uzupełnienia | Zapotrzebowanie brutto przywrócone w ciągu 8 godzin dozwolonych przez 4.2.1.4 | Ustala układ napełniania i sterowanie poziomem |
Odniesienie do projektu
W bibliotece projektów nie ma zweryfikowanego rekordu projektu przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę, który odpowiadałby zakresowi tego przewodnika doboru, dlatego artykuł przedstawiono bez przykładu projektu. Zamiast tego zawiera on to, co można zweryfikować: skąd pochodzi podstawa czasu trwania i kto jest jej właścicielem, sekwencję obliczeń, która przekształca przepływ i czas trwania w capacity netto, ograniczenia standardowych założeń, sytuacje wymuszające dłuższy czas trwania oraz zestaw dokumentacji, który czyta organ zatwierdzający. Każdy z tych elementów jest odniesiony do normy lub klauzuli, z której pochodzi, dzięki czemu można go poddać audytowi, a nie przyjmować na wiarę.
O Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) projektuje i wytwarza zbiorniki magazynowe ze stali skręcanej, zbiorniki ze stali spawanej, zbiorniki z powłoką epoksydową nakładaną metodą termiczną, zbiorniki ocynkowane, naczynia ze stali nierdzewnej, zbiorniki ciśnieniowe, aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne oraz dachy pływające. Firma ma ponad 30 lat doświadczenia produkcyjnego i dostarczyła urządzenia do projektów w ponad 100 krajach. Aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne są projektowane i wytwarzane zgodnie z API 650 Dodatek G, AWWA D108, Aluminum Design Manual, ASCE 7 i IBC, a firma opracowała i wyeksportowała aluminiowy dach kopułowy o średnicy 72 m w 2023 roku. Inżynieria, wytwarzanie, powłoki, kontrola jakości i serwis na miejscu są realizowane jako jeden zakres, dzięki czemu rysunki, podstawa obliczeń i dostarczony osprzęt mogą być wzajemnie uzgodnione.
Najczęściej zadawane pytania
Jaki czas trwania wymaga NFPA 22 dla zbiornika wody przeciwpożarowej?
Jakiego czasu trwania wymaga NFPA 22 dla zbiornika wody przeciwpożarowej?NFPA 22 nie określa czasu trwania. Określa podstawę pojemności, którą zbiornik musi spełniać zgodnie z 4.1.3 i 4.1.3.1, wymaga utrzymywania zbiornika napełnionego w granicach 4 cali (102 mm) od poziomu służby przeciwpożarowej zgodnie z 14.4.3 oraz wymaga, aby zasilanie przywróciło objętość w ciągu 8 godzin zgodnie z 4.2.1.4. Sam czas trwania wynika z normy projektowej systemu dla danego rodzaju obiektu i zagrożenia, potwierdzonej przez organ mający jurysdykcję.
Czy NFPA 22 ustala stałą objętość zbiornika?
Czy NFPA 22 ustala stałą objętość zbiornika?Nie. Określa wymagania dotyczące dostarczania i podstawę pojemności, a nie liczbę metrów sześciennych. Objętość wynika z projektowego natężenia przepływu, czasu trwania i uwzględnienia rezerwy na węże, a następnie dodaje się do niej objętość nieużyteczną, aby pojemność netto dostępna na ssaniu pompy spełniała wymagania.
Jak określa się wymagany czas trwania?
Jak określa się wymagany czas trwania?Na podstawie projektu systemu ochrony przeciwpożarowej. W przypadku systemu tryskaczowego jest to czas wymagany przez przyjęte wydanie NFPA 13 dla klasyfikacji zagrożenia pomieszczenia i typu systemu. W przypadku zasilania hydrantowego są to zazwyczaj własne kryteria wydajności przepływu przeciwpożarowego danego organu. W obu przypadkach wartość musi być możliwa do prześledzenia do dokumentu, a wszelkie odstępstwa od niej muszą być zapisanym warunkiem, a nie założeniem.
Czy wymagany czas trwania może być dłuższy niż standardowe minimum?
Czy wymagany czas trwania może być dłuższy niż standardowe minimum?Tak. Warunek zatwierdzenia przez organ, wymóg ubezpieczyciela, zagrożenie poza zakresem objętym wartością domyślną lub cel odporności właściciela mogą wymagać dłuższego czasu. Przy stałym przepływie objętość zapotrzebowania skaluje się wprost proporcjonalnie do czasu trwania, więc dłuższy czas trwania oznacza większą powłokę, cięższy fundament i inną trasę dostawy. Ustal to przed przetargiem, a nie po produkcji.
Co jeśli zapotrzebowanie systemu zmieni się po zainstalowaniu zbiornika?
Co jeśli zapotrzebowanie systemu zmieni się po zainstalowaniu zbiornika?Rezerwę należy ponownie wyliczyć na podstawie nowego zapotrzebowania i sprawdzić istniejący zbiornik pod tym kątem. Fizyczna objętość zainstalowanego zbiornika nie zmienia się, więc jeśli nowe zapotrzebowanie jest większe, należy albo uzupełnić dostawę, albo ponownie przeanalizować wydajność, albo wyraźnie zaakceptować niezgodność przez organ. Zmiana sposobu użytkowania, magazynowania lub schematu ochrony jest zwykle czynnikiem wyzwalającym.
Jak udokumentować niestandardowy czas trwania?
Jak udokumentować niestandardowy czas trwania?Załącz pisemny warunek, podaj nazwę dokumentu lub klauzuli, z której pochodzi, określ przepływ projektowy, którego dotyczy, i przedstaw wynikową objętość zapotrzebowania, pojemność netto oraz wpływ na płaszcz i fundament. Celem załącznika jest to, aby recenzent mógł zweryfikować wymaganie bez kontaktowania się z nikim. Niewyjaśniony czas trwania w arkuszu obliczeniowym jest traktowany jako założenie.
Jak udokumentować obliczenie doboru wielkości?
Jak udokumentować obliczenie doboru wielkości?W ustalonej kolejności: przepływ projektowy i jego źródło, czas trwania i jego źródło, dodatek na węże jako odrębne zapotrzebowanie, zaliczane zaopatrzenie publiczne i podstawa zaliczenia, objętość zapotrzebowania brutto, objętość nieużyteczna z podaniem przyczyn, pojemność netto zgodnie z 4.1.3 i 4.1.3.1 oraz rozwiązanie uzupełniania sprawdzone zgodnie z 4.2.1.4. Podaj wydanie każdej użytej normy, podawaj objętości w jednostkach, w których zbiornik będzie zamawiany, i określ poziom odniesienia, od którego mierzona jest objętość.
Wniosek
Obliczanie zbiornika na wodę przeciwpożarową to prosta arytmetyka owinięta w długi łańcuch decyzji. Arytmetyka to przepływ razy czas trwania. Łańcuch to miejsce, w którym traci się wartość: czas trwania musi być prześledzony do dokumentu, dodatek na węże musi być traktowany jako odrębne zapotrzebowanie, zaliczane zaopatrzenie publiczne musi być wykazalne, objętość nieużyteczna musi być dodana z powrotem, a rozwiązanie uzupełniania musi przywrócić objętość w ciągu 8 godzin, na które pozwala 4.2.1.4.
Wszystko to jest łatwiejsze przed zamówieniem zbiornika niż po jego dostawie. Czas trwania ustalony wcześnie to wiersz w arkuszu obliczeniowym. Czas trwania ustalony późno to zmiana płaszcza, fundamentu i zatwierdzenia, które już zostało udzielone.
Prześlij nam schemat projektowy systemu, czas trwania i dokument, z którego pochodzi, sposób traktowania zapasu wężowego, ograniczenia terenu i obowiązującą edycję przepisów, a my zwrócimy obliczenia wydajności, zestawienie objętości netto i brutto, geometrię spadku zwierciadła oraz zestaw dokumentacji, którego będzie wymagać organ zatwierdzający.
Porozmawiaj z naszym zespołem inżynierów
Prześlij nam wymagania eksploatacyjne, podstawę obliczenia objętości, obowiązujące przepisy i ograniczenia terenowe, a nasz zespół inżynierów przedstawi specyfikację, którą dostawca będzie mógł wycenić, a recenzent zatwierdzić. Powiemy Ci również wprost, kiedy lepszym rozwiązaniem jest inny typ zbiornika lub inny zakres.
WhatsApp