Tanques de Água para Incêndio NFPA 22: Capacidade, Construção e Aceitação
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Tanques de Água de Incêndio NFPA 22: Capacidade, Construção e Aceitação
Um tanque de água de incêndio NFPA 22 deve conter volume utilizável suficiente para fornecer a vazão de incêndio exigida durante o tempo requerido, e é aceito com base em três números que o fornecedor declara no desenho: a capacidade utilizável acima do nível de rebaixamento, o arranjo de sucção de nível baixo e o sistema de revestimento interno e externo. O dimensionamento é um cálculo em quatro etapas: estabelecer a vazão e a duração de projeto determinantes a partir do projeto do sistema, multiplicar para obter o volume de demanda bruta, subtrair o volume morto não utilizável abaixo da sucção e o borda livre para obter a capacidade efetiva, e então selecionar um tanque cuja geometria a forneça. Uma divisão em múltiplos tanques só funciona quando a interligação é projetada de modo que ambos os cascos sejam rebaixados juntos através de uma sucção comum; caso contrário, a reserva efetiva fica abaixo do requisito, mesmo que os volumes nominais somem corretamente. A disciplina é tratar a capacidade efetiva, e não o volume nominal, como o número contratual.
Por que a NFPA 22 é lida como um contrato de aceitação
Um tanque de água para incêndio é incomum porque o número em sua placa de identificação quase nunca é o número que importa. O que importa é o volume que a bomba de incêndio pode efetivamente aspirar, durante o tempo que o projeto do sistema exige, sem que a sucção perca a escorva. A NFPA 22 é redigida em torno dessa diferença, e é por isso que lê-la como um contrato de aceitação, e não como uma norma de construção, muda a forma como uma especificação é redigida, e por isso o submittal do tanque deve ser avaliado com base em três valores declarados, e não em um nome de produto, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Primeiro passo: o fluxo determinante e a duração vêm do projeto do sistema
A NFPA 22 não define a duração exigida para uma instalação. Ela dimensiona o tanque conforme a demanda do projeto do sistema de proteção contra incêndio, portanto, a primeira tarefa é ler a demanda do sprinkler e sua duração a partir do projeto hidráulico, e não a partir da norma do tanque. Para um sistema de sprinklers, a vazão e a duração vêm dos critérios de projeto do sprinkler; para um sistema de standpipe, vêm dos critérios do standpipe. Um projeto que possua ambos deve ser avaliado como um sistema combinado, e não pela soma de dois volumes completos de tanque, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
O fluxo de dimensionamento é o maior entre a demanda dos sprinklers, a reserva para mangueiras onde os critérios exigem uma, e qualquer demanda simultânea, como um sistema de espuma ou de aspersão de água. A duração é um dado de ocupação: ocupações de risco leve geralmente têm durações mais curtas, ocupações de risco ordinário situam-se na faixa de noventa a cento e vinte minutos, e ocupações de alto desafio podem exigir durações maiores. Definir a duração antes do volume é importante, pois, a fluxo constante, passar de noventa para cento e vinte minutos aumenta o volume necessário dos sprinklers em um terço, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Entrada | De onde vem o valor | Efeito no tanque |
Caudal de projeto do sprinkler | Critérios aplicados de projeto hidráulico de sprinklers | Define o termo de vazão primária |
Duração exigida dos sprinklers | Critérios de ocupação e projeto do sistema | Define o multiplicador de volume |
Margem para jato de mangueira | Critérios de projeto quando exigido | Adicionado sobre o volume dos sprinklers |
Duração da mangueira | Normalmente menor que a duração do sprinkler | Acumula em vez de fazer média |
Demanda combinada | Sprinkler e tubulação de incêndio avaliados em conjunto | Define o caso determinante |
Contribuição de reabastecimento | Somente onde um suprimento aprovado é creditado | Deve ser demonstrado, não presumido |
Segundo passo: volume bruto de demanda
Uma vez fixos o caudal de governação e a duração, o volume de procura bruto é o seu produto. Para um sistema com uma procura de sprinklers e uma dotação de mangueira, ambas são consideradas pelas suas próprias durações e somadas, porque cada dotação decorre durante o seu próprio período dentro do evento, em vez de partilharem uma única janela comum. Uma contribuição de reabastecimento proveniente de um abastecimento creditado é deduzida apenas quando a autoridade competente a aprova como fonte fiável, e essa aprovação deve ser demonstrada e não presumida, conforme detalhado para o tanque de água de incêndio da nfpa 22.
O valor calculado usado ao longo deste artigo é ilustrativo e existe apenas para demonstrar o método: uma vazão de projeto do sprinkler de 1.500 galões por minuto mantida por 120 minutos, mais uma margem para o jato de mangueira de 500 galões por minuto mantida por 60 minutos. A demanda bruta resultante é de 210.000 galões. Estes não são números do projeto, e um cálculo real usa a vazão e a duração do próprio local a partir do projeto hidráulico, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Componente | Vazão | Duração | Volume |
Demanda do sprinkler | 1.500 gpm | 120 min | 180.000 gal |
Margem para mangueiras | 500 gpm | 60 min | 30.000 gal |
Demanda bruta | — | — | 210.000 gal |
Etapa três: capacidade utilizável e a lacuna que uma placa de identificação oculta
O volume nominal de um tanque não está totalmente disponível para a bomba de incêndio. A bomba não pode captar água abaixo da conexão de sucção, a folga antivórtice na saída interrompe o rebaixamento estável, e é necessário um bordo livre acima do nível máximo de água de projeto. O volume abaixo do limite utilizável é o armazenamento morto, e a capacidade efetiva é o número que deve satisfazer o requisito, declarado acima do nível de rebaixamento no documento de submissão, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Usando a geometria ilustrativa, em que o borda livre e o armazenamento morto juntos representam cerca de seis por cento do volume nominal do casco, uma exigência efetiva de 210.000 galões implica um casco nominal de aproximadamente 223.400 galões. O engenheiro especificador confirma a fração exata de rebaixamento a partir do diâmetro escolhido e do arranjo de sucção, porque a fração é uma propriedade da geometria e não uma constante. A correção para uma insuficiência é frequentemente uma entrada de sucção adequadamente projetada com um quebra-vórtice, e não necessariamente um casco maior, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
· O volume nominal ou bruto é a capacidade total do casco e é apenas um ponto de partida, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
· A reserva de segurança (freeboard) absorve picos e é excluída do volume utilizável, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
· A folga antivórtice protege a sucção estável e reduz o volume utilizável, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
· O volume morto abaixo da conexão de sucção não pode ser bombeado e não conta, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
· A capacidade efetiva é o número que deve atender ou exceder a demanda exigida, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
· O desenho deve indicar o ponto de nível baixo para que a fração possa ser verificada, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
Etapa quatro: escolher o casco que entrega o número
Com uma capacidade efetiva estabelecida, o casco deve ser selecionado de modo que sua geometria a produza. A capacidade em um tanque cilíndrico é função do diâmetro e da altura, e a escolha entre eles é limitada pelo local, e não pela preferência: área disponível, capacidade do guindaste, rota de transporte, forma do teto e a elevação com a qual a sucção da bomba de incêndio pode operar. Um tanque alto demais para a elevação da bomba comporta-se de maneira diferente de um baixo demais, e um tanque cujo diâmetro excede a capacidade da fundação introduz um problema que nenhuma engenharia de tanque resolve, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
Opções de construção e o que cada uma oferece
O método de construção é uma decisão separada do cálculo de capacidade, e vale a pena mantê-los separados na especificação para que uma alteração em um não invalide silenciosamente o outro. Um tanque de aço aparafusado chega como painéis revestidos e é montado no local; um tanque de aço soldado é fabricado a partir de chapa e soldado no local. Ambos podem atender à NFPA 22 e ambos aparecem nos mesmos documentos de licitação, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Sob carregamento sísmico, a diferença é de ductilidade e não de resistência. As juntas sobrepostas e as costuras com vedação de uma carcaça aparafusada permitem movimentos controlados muito pequenos que dissipam energia, enquanto uma costura soldada contínua é mais rígida e mais propensa a desenvolver uma fissura frágil se for tensionada além do seu limite. Nenhuma é incondicionalmente melhor, e a resposta correta decorre das restrições do local e não de uma preferência padrão, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
· Aço aparafusado: revestimento em fábrica, montagem mais rápida, envio em painéis planos, limitado pelo tamanho da grua e da peça, conforme detalhado para o tanque de água de incêndio NFPA 22.
· Aço soldado: revestimento e soldadura no local, geometria ilimitada, programa de obra mais longo, conforme detalhado para o tanque de água de incêndio NFPA 22.
· Ambos são aceitáveis segundo a NFPA 22, desde que os requisitos de construção e inspeção sejam cumpridos, conforme detalhado para o tanque de água de incêndio NFPA 22.
· O desempenho sísmico favorece o comportamento dúctil da junta aparafusada com vedante em relação à rigidez de uma costura soldada, conforme detalhado para o tanque de água de incêndio NFPA 22.
· Capacidades muito grandes e acesso restrito frequentemente decidem a questão por si só, conforme detalhado para o tanque de água de incêndio NFPA 22.
Revestimento, acessórios e acesso
A proteção interior e exterior de um tanque de água de incêndio em aço é regida por seu próprio capítulo dentro da NFPA 22, e é a parte que mais frequentemente se reduz a uma única palavra. Um sistema de revestimento é um conjunto: um grau de preparação da superfície, uma composição específica de revestimento com espessura de filme seco, um método de detecção de falhas e um procedimento de reparo. Nomear o sistema sem esses componentes deixa a parte mais cara do tanque subespecificada, e a superfície interior também deve satisfazer qualquer requisito de contato imposto pela água armazenada, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Os acessórios e itens de acesso são questões de código, e não detalhes decorativos. Um respiro livre dimensionado para a taxa máxima de enchimento, um extravasor para o nível de soleira, um indicador de nível de água legível a partir da casa de bombas e uma placa antivórtice com tela na sucção são elementos obrigatórios. Um poço de visita para entrada em espaço confinado, uma escada ou degrau com proteção contra quedas e ancoragem projetada são itens de projeto frequentemente omitidos de uma submissão apressada e depois adicionados como uma variação dispendiosa assim que o tanque está no local, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
A visita de aceitação
A aceitação é uma sequência. O tanque é erigido sobre uma fundação construída conforme o desenho do fabricante, a carcaça é verificada quanto ao prumo e ao aperto dos parafusos, o revestimento interior é avaliado com detecção de falhas sobre as superfícies molhadas, o tanque é enchido e o nível e o comportamento de ventilação são observados, e os acessórios e equipamentos de acesso são confirmados em relação ao desenho. Os registros encerram a visita: espessura do revestimento, resultados da detecção de falhas, o registro de aperto dos parafusos, o resultado do teste de enchimento e os desenhos conforme construído. Um inspetor verifica o registro em relação à condição física, de modo que um tanque com documentação completa é aprovado mais rapidamente do que um montado posteriormente, conforme detalhado para tanque de água para combate a incêndio nfpa 22.
O que incluir no pedido de cotação
A submissão de um tanque de água de incêndio torna-se muito mais curta quando o pedido indica a base de projeto em vez de solicitar uma resposta de catálogo. O pedido deve conter a vazão de projeto aplicável, a duração exigida, a margem para jato de mangueira quando aplicável, a capacidade útil exigida, a base sísmica e de vento do local, a água a ser armazenada, a norma e edição aplicáveis e o escopo de fornecimento exigido, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Estudo de Caso de Projeto
Entrega de referência para esta função, citada da biblioteca de projetos verificados. Nível de correspondência B. Uma reserva de água de incêndio em um mercado diferente, citada como capacidade de fabricação e entrega de tanques aparafusados de grande volume. Não é um projeto de data center, e nenhum parâmetro dele é usado como requisito de projeto neste guia, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
ID do Projeto | País | Produto | Capacidade | Quantidade de tanques | Dimensões | Conclusão | Escopo de fornecimento |
IND-FIRE-12261 | Índia | Tanque Parafusado de Aço Revestido com Vidro (GFS) | 12.261 m3 | 3 | φ19,86 × 13,2 m (A) por tanque | 2024-06 | Apenas o Tanque |
Uma reserva de água de incêndio em um mercado diferente, citada como capacidade de fabricação e entrega de tanques aparafusados de grande volume. Não é um projeto de data center, e nenhum parâmetro dele é usado como requisito de projeto neste guia, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Perguntas Frequentes
Q1. Quais condições de capacidade um tanque de água de incêndio NFPA 22 deve atender?
O requisito é a vazão de projeto multiplicada pela duração, menos o volume morto que a bomba não consegue alcançar, o que resulta na capacidade efetiva que deve ser fornecida acima do nível de rebaixamento. A vazão e a duração dos sprinklers vêm dos critérios de projeto do sistema de sprinklers, não da própria norma do tanque, e a margem para o jato de mangueira é adicionada apenas quando o projeto exige uma, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
P2. Onde é que o volume nominal difere da capacidade efetiva utilizável?
O armazenamento morto abaixo da ligação de sucção, a folga antivórtice na saída e o bordo livre acima do nível máximo de água de projeto estão todos excluídos do volume utilizável. Na geometria ilustrativa utilizada neste artigo, o bordo livre e o armazenamento morto juntos representam cerca de seis por cento da carcaça nominal, pelo que uma exigência de 210.000 galões implica um tanque nominal de aproximadamente 223.400 galões, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
P3. A NFPA 22 define um único volume de tanque obrigatório?
A NFPA 22 dimensiona o tanque para a duração estabelecida pelo projeto do sistema, e a duração é um dado de ocupação e não algo inventado pela norma do tanque. Ocupações de risco leve geralmente têm durações mais curtas, ocupações de risco comum ficam na faixa de noventa a cento e vinte minutos, e ocupações de alto desafio podem exigir mais tempo, razão pela qual o projeto do sistema define o número, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
P4. Uma reserva de água de incêndio pode ser dividida entre dois tanques?
Dois tanques interligados a uma tubulação de sucção comum carregam cada um a sua parte e a bomba de incêndio recebe um abastecimento contínuo durante todo o esvaziamento. Dois tanques que são apenas adjacentes e providos de válvulas não se comportam da mesma forma, porque um pode esvaziar enquanto o outro permanece cheio. O detalhe da interligação, e não a soma das placas de identificação, é o que determina a reserva efetiva disponível para a bomba, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
P5. Como as demandas de sprinklers e de tubulação vertical são combinadas?
A demanda de sprinklers dura o tempo de duração dos sprinklers, a margem para o jato de mangueira dura o seu tempo mais curto, e os dois volumes somam-se à reserva total necessária durante o evento. O valor de 210.000 galões aqui utiliza entradas ilustrativas de 1.500 galões por minuto durante 120 minutos e 500 durante 60 minutos; um projeto real substitui pelos seus próprios valores hidráulicos, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
P6. O que abrange o Capítulo 14 da NFPA 22?
Abrange o revestimento e o forro das superfícies interiores e exteriores de tanques de armazenamento de água em aço, juntamente com a preparação da superfície, a espessura da película seca, a deteção de falhas e o procedimento de reparação dos defeitos encontrados. É a base sobre a qual a escolha do revestimento é especificada e inspecionada, e é o capítulo que mais frequentemente é reduzido a um único nome de produto numa submissão fraca, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Q7. O que inspeciona a autoridade competente na aceitação?
A sequência é habitualmente a fundação em relação ao desenho do fabricante, a verticalidade e a estanquidade das juntas aparafusadas, a condição do revestimento interior com deteção de falhas onde especificado, e um teste de enchimento durante o qual o nível e o comportamento da ventilação são observados. Os acessórios, o indicador de nível, o transbordo e o equipamento de acesso são confirmados em relação ao desenho, e o conjunto de registos é verificado em relação ao tanque físico, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
P8. Quais três números devem aparecer em uma submissão em conformidade?
Capacidade efetiva acima do nível de rebaixamento, a elevação de sucção de baixo nível e o sistema de revestimento. Esses três são os valores que uma visita de aceitação pode verificar em relação ao tanque físico, e também mostram se o tanque foi projetado para o serviço. Um fornecedor que não consegue declará-los não concluiu o projeto, o que é útil saber antes do pedido e não depois de ser feito, conforme detalhado para nfpa 22 fire water tank.
Os tanques de água para combate a incêndio conforme a NFPA 22 são aceitos com base em evidências, e não no volume nominal da placa de identificação. O dimensionamento é um cálculo em quatro etapas cujo resultado é uma capacidade efetiva; a geometria deve proporcionar essa capacidade por meio de um arranjo de sucção especificado, e o revestimento, as conexões e o acesso fazem parte da conformidade tanto quanto o casco. Um comprador que solicita a capacidade efetiva, a elevação da sucção de nível baixo e o sistema de revestimento como anotações no desenho, e que fixa o escopo de fornecimento no pedido de cotação, converte uma longa discussão de aceitação em uma breve verificação documental. A reserva que protege a planta será então a reserva que foi calculada, e não a que está implícita em um volume nominal de um folheto.
Fale com um Engenheiro
Para um tanque de água de incêndio NFPA 22, envie a vazão de projeto aplicável, a duração exigida, a reserva para jato de mangueira quando aplicável, a base sísmica e de vento do local, a água a ser armazenada e o escopo de fornecimento requerido. Informe-nos também se uma configuração dividida é preferida por razões de transporte ou de fundação, pois isso altera o detalhe de interligação que projetamos. Retornaremos um estudo de dimensionamento mostrando a demanda bruta, a dedução do volume morto e a capacidade efetiva resultante, uma geometria e arranjo de sucção que a proporcione, uma especificação de revestimento e forro com o método de inspeção indicado, e uma sequência de construção e montagem para o local, com os três números de aceitação fornecidos como anotações no desenho.
Sobre a Center Enamel
A Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) é uma fabricante profissional dedicada ao projeto e fabricação de tanques de armazenamento parafusados desde 2008. A linha de produtos inclui tanques de Aço Vitrificado (GFS), tanques de Epóxi Fundido (FBE), tanques de aço inoxidável, tanques de aço galvanizado e coberturas geodésicas de alumínio, juntamente com suporte técnico EPC e acessórios para tanques. A produção é realizada sob as normas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, e a linha de produtos é certificada pelas normas NSF/ANSI 61, WRAS, CE e EN 1090, ISO 28765, AWWA D103-09 e NFPA onde a aplicação exigir. A empresa possui cerca de 200 patentes de esmaltação, opera uma base de produção de 150.000 m2, produz cerca de 300.000 chapas de aço revestidas com esmalte por ano, concluiu mais de 30.000 projetos instalados e enviou tanques para mais de 100 países. A capacidade de projeto de engenharia abrange volumes de tanques de até 60.000 m3, conforme detalhado para tanque de água de incêndio nfpa 22.
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