Руководство по выбору размеров противопожарного резервуара NFPA 22
Создано Сегодня
Руководство по расчёту размеров пожарного резервуара NFPA 22
Продолжительность не является числом из NFPA 22. Она определяется стандартом проектирования системы и органом, имеющим юрисдикцию, а NFPA 22 затем требует, чтобы резервуар обеспечивал полезную ёмкость, которую эта продолжительность даёт с учётом расчётного расхода, запаса на пожарные рукава и непригодного к использованию объёма. Подбирайте размер резервуара на основе прослеживаемой базы продолжительности и документируйте эту базу, чтобы её можно было проверить.
Введение
Любой вопрос о противопожарном резервуаре для воды заканчивается числом, и число, определяющее стоимость резервуара, редко оказывается тем, о котором спорят. Диаметр, высота, листы обечайки и вспомогательное оборудование — всё это обсуждается. Продолжительность же достаётся по наследству.
Вот как резервуар подбирается под цифру, полученную из эмпирического правила, устаревшей спецификации или прецедента, установленного до принятия текущей редакции норм, и как резервуар прибывает на объект с номинальным объёмом, который не несёт нагрузку, одобренную надзорным органом. Требование к продолжительности не является свойством резервуара. Оно вытекает из проектирования системы противопожарной защиты, и NFPA 22 требует, чтобы резервуар соответствовал тому, что даёт это проектирование.
В настоящем руководстве изложено, откуда берётся продолжительность, как она сочетается с расчётным расходом, где стандартные допущения перестают быть действительными, когда налагается более длительная продолжительность и как расчёт должен быть оформлен, чтобы утверждающий орган его принял. Ссылками служат NFPA 22 для резервуара и его принадлежностей, NFPA 13 для проектирования спринклерной системы, создающей потребность, и NFPA 20 для пожарного насоса.
Что представляет собой требование к продолжительности
Требование к продолжительности — это промежуток времени, в течение которого запасённая вода должна оставаться доступной при требуемом расходе. NFPA 22 не устанавливает это требование. Он определяет, каким должен быть резервуар и что он должен обеспечивать, а продолжительность задаётся извне — проектом противопожарной системы и органом, имеющим юрисдикцию. Глава 4 содержит общие требования, включая основу для определения вместимости согласно 4.1.3 и 4.1.3.1, поэтому резервуар, идеально построенный по NFPA 22, всё равно может иметь неверный размер, если продолжительность, заложенная в эту основу, была неверной.
Из этого следуют две вещи. Продолжительность должна быть подтверждена документом: требованием стандарта проектирования систем к заполняемости и опасности или письменным условием, наложенным органом власти. И изменение её после расчёта меняет всё ниже по цепочке — от объёма потребления до высоты оболочки и фундамента.
Как продолжительность и проектный расход сочетаются
Объём, который должен вмещать резервуар, является произведением расхода на время: V_треб = Q_расч x t_прод, где V_треб — объём, который система должна обеспечить, в м3 (фут3); Q_расч — расчётный расход в л/с (гал/мин); t_прод — требуемая продолжительность в минутах. Эта зависимость проста, и именно при её применении допускается большинство ошибок в определении размеров.
Для спринклерной системы потребность представляет собой сумму потребности спринклеров и запаса на пожарные рукава, причём каждая составляющая имеет свою собственную продолжительность. Правильное выражение: V_required = сумма по i от (Q_i x t_i), а не общий расход, умноженный на наименьшую продолжительность. Там, где учитывается муниципальное водоснабжение, может быть зачтено только то количество, которое оно способно подать во время события, и это должно быть продемонстрировано, а не предположено.
Тогда резервуар не вмещает полную потребность, поскольку часть хранимого объёма не может быть подана к насосу. Мёртвый объём ниже всасывающего патрубка, противопихревой зазор на выпускном отверстии, требуемый пунктом 14.2.13, и надводный борт уменьшают полезный объём. Расчёт выполняется так: объём потребности минус зачтённое водоснабжение плюс непригодный объём равно чистой вместимости, которую должен обеспечить резервуар.
Стандартные допущения о продолжительности и их ограничения
Наиболее часто цитируемые значения продолжительности берутся из собственного стандарта проектирования спринклерной системы, а не из NFPA 22, и они варьируются в зависимости от классификации опасности помещения. Важно не само число, а условия, привязанные к нему: каждое значение относится к конкретной редакции норм, конкретной классификации опасности и конкретному типу системы. Продолжительность, взятая из другой редакции или из проекта стояка, а не спринклерной системы, не переносится.
Эти допущения описывают спринклерную систему, работающую с проектной интенсивностью орошения на проектной площади и поддерживающую эту интенсивность. Они не описывают дренчерную систему, одновременно открывающую все выпускные отверстия, технологическую зону с высокой опасностью или объект, у которого общественное водоснабжение не может быть надёжно обеспечено на протяжении всего события. Они также не сохраняются при изменении здания. Если надзорный орган устанавливает собственную продолжительность, это требование определяет резервуар и должно быть задокументировано как письменное условие.
Когда требуется более длительная продолжительность
Более длительная продолжительность требуется, когда стандартное значение по умолчанию не отражает характеристики объекта. Причины знакомы: орган, обладающий юрисдикцией, устанавливает более длительную продолжительность в качестве условия утверждения; вид использования или опасность выходят за пределы диапазона, для которого было разработано значение по умолчанию; водоснабжение недостаточно надёжно, чтобы засчитывать публичный источник; объект удалён, не обслуживается персоналом или имеет длительное время реагирования пожарной службы; владелец принял цель обеспечения устойчивости к пожарам; или страховщик выдвинул собственное условие.
При постоянном расходе последствие является линейным и немедленным. Удвойте продолжительность — и вы удвоите требуемый объём и объём оболочки, а вместе с ними фундамент, вес плиты, подъёмы краном и маршрут транспортировки. Это аргумент в пользу того, чтобы определить продолжительность до проведения тендера на резервуар и предоставить поставщику резервуара продолжительность в письменном виде с указанием документа, из которого она взята.
Применение руководства к спринклерной системе
Для спринклерной системы потребление определяется процедурой проектирования по NFPA 13. Классификация опасности заполняемости фиксирует проектную плотность и проектную площадь, а последующий гидравлический расчёт даёт проектный расход в наиболее требовательной точке системы. Продолжительность затем берётся из требования того же стандарта для данной категории опасности, а не из резервуара.
Расход на пожарные рукава является отдельной потребностью и учитывается отдельно. Он добавляется к потребности спринклерной системы, а не включается в спринклерный поток, поскольку эти два компонента не совпадают по времени одинаковым образом, и он учитывается в течение периода, установленного стандартом. Включение расхода на рукава в спринклерный поток с последующим применением единого периода времени к общей величине обычно занижает объём.
Два требования NFPA 22 лежат в основе этого числа и обеспечиваются компоновкой резервуара, а не арифметикой. Резервуар поддерживается заполненным в пределах 4 дюймов (102 мм) от уровня пожарной службы согласно 14.4.3, а подача должна восстанавливать объём в течение 8 часов согласно 4.2.1.4. Резервуар, который вмещает правильный объём, но не может быть пополнен в этот промежуток времени, не имеет надёжно доступного резерва.
Применение руководства к системе гидрантов
Пожарный гидрант имеет иной профиль потребления. Расход определяется требуемым расходом воды на пожаротушение для данной зоны, а также количеством и размером используемых гидрантов, и система обычно питается от公共 сети через пожарный насос, а не от частного гравитационного резервуара. Если частный резервуар всё же является частью системы водоснабжения, принцип продолжительности по-прежнему применяется, но сначала возникает вопрос о зачёте: то, что может быть зачтено, ограничивается тем, что резервуар может обеспечить, и надёжностью остальной части сети.
Три различия отличают случай с гидрантом от случая со спринклером. Поток представляет собой импульсный профиль, а не поддерживаемый проектный расход, поэтому расположение выпускных отверстий и геометрия всасывания несут большую часть проектной нагрузки. Трение на пути между резервуаром и точкой потребления составляет большую долю требуемого давления, поэтому полезный объём необходимо оценивать с учётом пути подачи, а не только резервуара. И продолжительность обычно определяется собственными критериями пожарного расхода органа власти, поэтому её необходимо получить в письменном виде.
Когда применяется другая продолжительность
Три ситуации регулярно выводят на сцену другую цифру. Первая — это принятие кодекса. За пределами Северной Америки руководящей основой может быть европейский или иной национальный стандарт, и таблица продолжительности работы спринклеров в NFPA 13 просто не является ориентиром; EN 12845 — это параллельная основа для спринклерных систем и их водоснабжения. Резервуар всё ещё может быть построен по NFPA 22 и AWWA D103, но продолжительность, на которую он рассчитан, берётся из принятого местного кодекса, и эти две основы должны быть явно согласованы, а не считаться эквивалентными по умолчанию.
Второй — приёмочные испытания насоса. NFPA 20 требует, чтобы пожарный насос испытывался при расходах, превышающих его номинальную производительность, и резервуар должен обеспечивать этот испытательный расход. Испытание — кратковременное событие, но это реальный забор из запаса, и его нужно планировать так, чтобы после него резервуар был пополнен и запас восстановлен.
Третий — изменение после утверждения. Изменение класса функционального назначения, хранимых материалов или схемы противопожарной защиты может изменить проектную интенсивность подачи, проектную площадь, а значит, и как расход, так и продолжительность. Утверждённое обоснование продолжительности тогда нужно пересмотреть, а не переносить, и заново проверить резервуар на соответствие ему.
Документирование расчёта объёма для утверждения
Расчет размеров — это документ, который проверяет орган власти, и он должен быть обязательным. В нем должны быть последовательно указаны расчетный расход и его источник; продолжительность и документ, который ее требует; запас на пожарные рукава, рассматриваемый как отдельная потребность; любой засчитываемый муниципальный запас воды с обоснованием зачета; результирующий объем потребности в единицах расчета и в единицах, в которых будет заказан резервуар; непригодный к использованию объем и причина для каждого его элемента; чистая вместимость, которую должен обеспечить резервуар, со ссылкой на 4.1.3 и 4.1.3.1; и основание для пополнения, проверенное по 4.2.1.4.
Приложите проектные документы системы, обосновывающие исходные данные, вместо их повторного изложения. Если продолжительность отличается от стандартного значения по умолчанию, приложите письменное условие органа власти и укажите документ или пункт, из которого оно взято.
Будьте точны в отношении того, какой объём вы имеете в виду. Полезная ёмкость, полная ёмкость и рабочий объём — это разные числа, и в разговоре они используются как взаимозаменяемые. Укажите тот, по которому заказывается резервуар, и базовую отметку, к которой относятся измерения уровня. Если резерв распределён более чем по одному резервуару, на чертеже должно быть показано соединение, которое делает объединённый резерв реальным.
Откуда берётся основа продолжительности
Источник продолжительности | Что она определяет | Документальное подтверждение к расчёту |
Стандарт проектирования системы, например NFPA 13 для спринклерной системы | Продолжительность для классификации пожарной опасности помещения и типа системы | Пункт принятой редакции норм, который это требует |
Условие, наложенное органом, имеющим юрисдикцию | Более длительная или изменённая продолжительность для данного объекта | Письменное условие согласования с указанием даты |
Требование страховщика | Продолжительность и любое дополнительное обязательство по водоснабжению | Письменное требование с указанием графика или политики, к которым оно относится |
Цель устойчивости или непрерывности деятельности владельца | Продолжительность, превышающая минимальные требования норм | Подписанный меморандум об обосновании проектирования и комментарий проверяющего |
Анализ зачёта муниципального водоснабжения | Часть потребности, которая может быть зачтена за счёт публичного водоснабжения | Протокол испытания водоснабжения и заявленное допущение о доступности |
Приёмочное испытание пожарного насоса по NFPA 20 | Кратковременный отбор с высоким расходом из резерва во время пусконаладочного прогона | Процедура испытания насоса и следующий за ней план пополнения |
Последовательность расчёта размеров пожарного резервуара
Шаг | Величина | Исходные данные или ссылка | Примечание |
1 | Расчётный расход для потребности спринклерной системы | Гидравлический расчёт по NFPA 13 в наиболее требовательной точке | При расчётной интенсивности на расчётной площади |
2 | Допуск на пожарные стволы | Тот же стандарт системы, как отдельная потребность | Не включено в расход спринклерной системы |
3 | Продолжительность, применяемая к каждой потребности | Стандарт проектирования системы или условие органа власти | Каждая потребность имеет свою собственную продолжительность |
4 | Объём потребности | Сумма Q_i, умноженного на t_i для каждой потребности | Соблюдайте единообразие единиц измерения в расчёте |
5 | Учитываемое публичное водоснабжение | Анализ учёта водоснабжения | Только то, что может быть доказано как подаваемое во время события |
6 | Общий требуемый объём | Вычисляется по шагам 4 и 5 | Объём, который должен быть доступен в течение события |
7 | Неиспользуемый объём | Геометрия резервуара, антивихревое устройство согласно 14.2.13, надводный борт | Всё ниже рабочего уровня на всасывании насоса |
8 | Требуемая полезная вместимость | Рассчитано со ссылкой на NFPA 22 4.1.3 и 4.1.3.1 | Это число, под которое заказывается резервуар |
9 | Проверка пополнения | Общий расход восстановлен в течение 8 часов, допускаемых п. 4.2.1.4 | Определяет схему наполнения и средства контроля уровня |
Ссылка на проект
В библиотеке проектов нет проверенной записи проекта противопожарного водоснабжения, соответствующей области применения данного руководства по расчёту размеров, поэтому статья представлена без примера проекта. Вместо этого в ней содержится то, что можно проверить: откуда берётся основание для продолжительности и кто за него отвечает, последовательность расчёта, превращающая расход и продолжительность в чистый объём, пределы стандартных допущений, ситуации, вынуждающие увеличить продолжительность, и комплект документации, который читает утверждающий орган. Каждый из этих пунктов изложен со ссылкой на стандарт или пункт, из которого он происходит, поэтому его можно проверить, а не принимать на веру.
О Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) проектирует и изготавливает сборные резервуары из болтовых стальных конструкций, сварные стальные резервуары, резервуары с эпоксидным покрытием методом напыления, оцинкованные резервуары, сосуды из нержавеющей стали, сосуды под давлением, алюминиевые геодезические купольные крыши и плавающие крыши. Компания имеет более чем 30-летний производственный опыт и поставляла оборудование для проектов в более чем 100 странах. Алюминиевые геодезические купольные крыши проектируются и изготавливаются в соответствии с API 650 Приложение G, AWWA D108, Руководством по проектированию алюминиевых конструкций, ASCE 7 и IBC, а в 2023 году компания разработала и экспортировала алюминиевую купольную крышу диаметром 72 м. Проектирование, изготовление, нанесение покрытий, контроль качества и сервисное обслуживание на месте выполняются в рамках единого комплекса работ, что обеспечивает взаимную согласованность чертежей, расчётной базы и поставленного оборудования.
Часто задаваемые вопросы
Какую продолжительность требует NFPA 22 для резервуара противопожарного водоснабжения?
Какую продолжительность требует NFPA 22 для противопожарного резервуара?NFPA 22 не устанавливает продолжительность. Он устанавливает основу вместимости, которой должен соответствовать резервуар согласно 4.1.3 и 4.1.3.1, требует, чтобы резервуар поддерживался заполненным в пределах 4 дюймов (102 мм) от уровня пожарной службы согласно 14.4.3, и требует, чтобы подача восстанавливала объём в течение 8 часов согласно 4.2.1.4. Сама продолжительность определяется стандартом проектирования системы для данного типа занятости и опасности, подтверждённым органом, имеющим юрисдикцию.
Устанавливает ли NFPA 22 фиксированный объём резервуара?
Устанавливает ли NFPA 22 фиксированный объём резервуара?Нет. Он устанавливает требования к подаче и основу вместимости, а не количество кубических метров. Объём определяется расчётным расходом, продолжительностью и учётом запаса для рукавов, после чего к нему добавляется непригодный для использования объём, чтобы чистая вместимость, доступная на всасывании насоса, соответствовала требованию.
Как определяется требуемая продолжительность?
Как определяется требуемая продолжительность?Из проекта системы противопожарной защиты. Для спринклерной системы это продолжительность, которую требует принятое издание NFPA 13 для классификации пожарной опасности помещения и типа системы. Для подачи от гидрантов это обычно собственные критерии расхода воды на пожаротушение органа власти. В обоих случаях значение должно быть прослеживаемо до документа, а любое отклонение от него должно быть письменным условием, а не допущением.
Может ли требуемая продолжительность быть больше стандартного минимума?
Может ли требуемая продолжительность быть больше стандартного минимума?Да. Условие согласования органа власти, требование страховщика, опасность за пределами диапазона, покрываемого значениями по умолчанию, или цель устойчивости владельца — всё это может потребовать большего. При постоянном расходе потребный объём масштабируется прямо пропорционально продолжительности, поэтому более длительная продолжительность означает больший резервуар, более тяжёлый фундамент и другой маршрут поставки. Решите это до тендера, а не после изготовления.
Что делать, если потребность системы изменится после установки резервуара?
Что делать, если потребность системы изменится после установки резервуара?Запас необходимо пересчитать исходя из новой потребности и проверить существующий резервуар на соответствие ей. Физический объём установленного резервуара не меняется, поэтому если новая потребность больше, необходимо либо дополнить подачу, либо пересмотреть подачу, либо несоответствие должно быть явно принято органом надзора. Обычно триггером является изменение назначения, хранения или схемы защиты.
Как документировать нестандартную продолжительность?
Как задокументировать нестандартную продолжительность?Приложите письменное условие, укажите документ или пункт, из которого оно взято, укажите расчетный расход, к которому оно применяется, и покажите результирующий объем потребности, чистую вместимость и влияние на оболочку и фундамент. Смысл приложения в том, чтобы проверяющий мог подтвердить требование, ни с кем не связываясь. Необъясненная продолжительность в расчетном листе рассматривается как допущение.
Как задокументировать расчет размеров?
Как задокументировать расчет размеров?В фиксированном порядке: расчетный расход и его источник, продолжительность и ее источник, запас на рукава как отдельная потребность, зачитываемая публичная подача и основание для зачета, объем валовой потребности, непригодный объем с указанием причин, чистая вместимость в соответствии с 4.1.3 и 4.1.3.1, а также схема пополнения, проверенная по 4.2.1.4. Укажите редакцию каждого использованного стандарта, приводите объемы в единицах, в которых будет заказываться резервуар, и укажите отметку уровня, от которой измеряется объем.
Заключение
Расчёт пожарного резервуара — это простая арифметика, обёрнутая в длинную цепочку решений. Арифметика — это расход, умноженный на продолжительность. Цепочка — это то, где теряется ценность: продолжительность должна быть привязана к документу, запас на рукава должен рассматриваться как отдельная потребность, зачитываемый наружный противопожарный водопровод должен быть подтверждён документально, непригодный для использования объём должен быть добавлен обратно, а схема пополнения должна восстанавливать объём в течение 8 часов, которые допускает пункт 4.2.1.4.
Всё это проще сделать до заказа резервуара, чем после его поставки. Продолжительность, установленная заранее, — это строка в расчётном листе. Продолжительность, установленная поздно, — это изменение корпуса, фундамента и уже выданного разрешения.
Пришлите нам схему проектирования системы, продолжительность и документ, из которого она взята, расчёт на пожарные рукава, ограничения площадки и действующую редакцию норм, и мы вернём расчёт производительности, заявление о чистом и общем объёме, геометрию сработки и комплект документации, который запросит утверждающий орган.
Свяжитесь с нашей инженерной командой
Отправьте нам режим работы, основу для расчёта объёма, действующий нормативный документ и ограничения площадки, и наша инженерная команда вернётся со спецификацией, которую поставщик сможет оценить, а проверяющий — утвердить. Мы также прямо сообщим вам, когда другой тип резервуара или другой объём работ является лучшим решением.
WhatsApp