Руководство по расчету размеров противопожарного резервуара для воды по NFPA 22
Создано Сегодня
Руководство по подбору размеров противопожарного резервуара NFPA 22
Подбор размеров по NFPA 22 — это расчет из четырех этапов: определение требуемого расхода и продолжительности пожара, преобразование их в общий потребный объем, вычитание непригодного для использования мертвого запаса для получения полезной (эффективной) емкости и разделение по резервуарам только при условии доказанной общей всасывающей линии и взаимного соединения; приведенный ниже пример расчета определяет резерв объемом 210 000 галлонов исходя из первых принципов.
NFPA 22, Стандарт для противопожарных резервуаров для частной противопожарной защиты*, определяет резервуар как запас воды, который пожарный насос забирает в течение события пожаротушения. Определение размера такого резервуара — это не догадка поставщика; это расчёт, привязанный к требуемому расходу воды на пожаротушение, требуемой продолжительности и геометрии фактического опорожнения резервуара. Это руководство шаг за шагом разбирает логику определения размеров по NFPA 22 и приводит полный пример, чтобы инженер-проектировщик мог воспроизвести расчёт на любом объекте.
Эта статья написана как инженерное руководство, а не как ссылка на проект. Цифры в разобранном примере являются иллюстративными входными данными, используемыми для демонстрации метода; фактические расход и продолжительность для реального объекта определяются на основе проекта спринклерной системы по NFPA 13 и органа, имеющего юрисдикцию.
NFPA 22 определяет размер как требуемый расход, умноженный на требуемую продолжительность
Основное соотношение NFPA 22 простое: резервуар должен вмещать как минимум тот объём, который противопожарная система заберёт за требуемое время. Требуемый расход — это большее из значений: потребности спринклерной системы, запаса на пожарные рукава или суммарной потребности системы; требуемая продолжительность определяется классом функциональной пожарной опасности здания и применимым стандартом проектирования NFPA 13 или иным стандартом.
Общий требуемый объём равен проектному расходу (галлонов в минуту), умноженному на требуемую продолжительность (минуты). Для спринклерной системы это потребность спринклеров плюс запас на пожарные рукава, каждый из которых учитывается на своё требуемое время и суммируется в единый требуемый запас.
Входные данные | Основание | Иллюстративное значение |
Расчетный расход спринклерной системы | Расчет плотности/площади по NFPA 13 | 1 500 галлонов в минуту |
Требуемая продолжительность работы спринклеров | Класс функциональной пожарной опасности (контекст NFPA 13 / NFPA 22) | 120 мин |
Запас на пожарные стволы | Потребность в воде для внутренних/наружных пожарных кранов по NFPA 13 | 500 галлонов в минуту |
Требуемая продолжительность подачи воды для пожарных кранов | Обычно 60 мин в рамках события | 60 мин |
Общий требуемый объём | (1 500 × 120) + (500 × 60) | 210 000 галлонов |
Требуемая продолжительность определяется классом функциональной пожарной опасности, а не стандартом на резервуары
NFPA 22 определяет размер резервуара в зависимости от продолжительности, требуемой проектом системы; он не устанавливает продолжительность самостоятельно. Для помещений с малой и обычной пожарной опасностью обычно используется продолжительность работы спринклерной системы два часа (120 минут), тогда как для помещений с высокой пожарной опасностью или специальных помещений может потребоваться большее время. Запас на пожарный ствол и его продолжительность добавляются к объёму для спринклерной системы.
Продолжительность — это входной параметр, зависящий от типа помещения, который резервуар должен обеспечить, поэтому первым шагом любого расчёта по NFPA 22 является определение продолжительности из проекта системы. Изменение продолжительности с 90 до 120 минут увеличивает требуемый объём для спринклерной системы на одну треть при постоянном расходе, поэтому продолжительность должна быть зафиксирована до выбора резервуара.
Класс помещения | Типичный контекст продолжительности работы спринклерной системы | Влияние на резервуар |
Малая пожарная опасность | Обычно более короткая продолжительность | Меньший запас |
Обычная пожарная опасность | Обычно 90–120 мин | Средний запас |
Высокая пожарная опасность / специальные | Требуется более длительная продолжительность | Большой резерв, проверить CAPEX |
Комбинированный спринклер + рукав | Рукав добавлен сверху | Суммирование объёмов, а не усреднение |
Полезный объём — это общая потребность минус мёртвый запас
Номинальный (или общий) объём резервуара — это не весь объём, доступный для пожарного насоса. NFPA 22 требует, чтобы резервуар подавал воду до нижней точки на всасывании насоса при сохранении стабильного уровня отбора, поэтому объём ниже всасывающего патрубка, противопихревой зазор и любой требуемый запас над уровнем воды являются недоступным мёртвым запасом. Эффективная (полезная) ёмкость — это то, что должно соответствовать требуемому объёму.
Именно полезная ёмкость, а не паспортный объём, должна соответствовать NFPA 22. Указание номинального объёма без учёта отбора приводит к резервуару, который выглядит соответствующим требованиям на бумаге, но не может обеспечить полную продолжительность подачи на всасывании насоса.
Компонент объёма | Роль | Влияние на полезный объём |
Номинальный (общий) объём | Общая ёмкость корпуса | Отправная точка |
Запас над уровнем воды | Запас на перелив / переполнение | Уменьшает полезный объём |
Зазор для предотвращения вихреобразования | Стабильное всасывание насоса | Уменьшает полезный объём |
Мёртвый остаток ниже уровня всасывания | Недоступен для насоса | Уменьшает полезный объём |
Полезный (эффективный) объём | Должен быть ≥ требуемой потребности | Целевой показатель соответствия |
В приведённом примере предположим, что геометрия резервуара оставляет около 6 процентов от номинального объёма в качестве надводного борта и мёртвого остатка вместе. Чтобы обеспечить 210 000 галлонов полезного объёма, номинальная оболочка должна быть рассчитана примерно на 210 000 ÷ 0,94 ≈ 223 400 галлонов. Инженер-проектировщик подтверждает точную долю отбора из выбранного диаметра резервуара и схемы всасывания.
Разделение на несколько резервуаров требует проверенной общей всасывающей линии
Большие запасы часто разделяются на два или более резервуара для управления нагрузками на фундамент, транспортными ограничениями или поэтапной поставкой. NFPA 22 не запрещает несколько резервуаров, но разделение работает только в том случае, если оба резервуара питают общий всасывающий коллектор, так что пожарный насос видит одну непрерывную подачу на протяжении всего забора.
Многобаковый запас соответствует требованиям только тогда, когда взаимное соединение гарантирует равный забор к насосу. Если резервуары недостаточно соединены между собой, один может опустошаться, пока другой остается полным, и эффективный запас падает ниже требуемого объема.
Вариант разделения | Конфигурация | Примечание о соответствии |
Один резервуар | Одна оболочка, одно всасывание | Простейший путь по NFPA 22 |
Два равных резервуара | Соединенные общим всасыванием | Каждый несет половину; проверьте равный забор |
Два неравных резервуара | Отдельные вклады | Рассчитайте каждый на его долю; докажите, что насос видит общий объем |
Для примера с 210 000 галлонов типичным решением является разделение на два перекрёстно соединённых резервуара номинальной ёмкостью около 112 000 галлонов каждый (≈ 223 400 ÷ 2) при условии, что соединение и выравнивание уровней детально проработаны в проекте.
Глава 14 NFPA 22 и сейсмические аспекты завершают спецификацию
Помимо объёма, глава 14 NFPA 22 рассматривает покрытия, облицовки и подготовку поверхности для внутренней и внешней части резервуара, что обосновывает выбор покрытия для болтового резервуара. Сейсмическая и ветровая устойчивость подтверждается на основе нагрузок площадки (ASCE 7 или соответствующая серия EN 1991 / EN 1998), чтобы оболочка выдержала событие, для которого она предназначена.
Требования к покрытию и сейсмостойкости превращают числовое значение объёма в устанавливаемый и утверждаемый резервуар. Правильно подобранный по размеру резервуар, не соответствующий требованиям главы 14 к покрытию или сейсмическому обоснованию, не пройдёт проверку органа власти (AHJ) или страховщика, поэтому оба аспекта должны быть включены в ту же спецификацию, которая задаёт объём.
Точка взаимодействия | Ссылка на NFPA 22 | Действие в спецификации |
Внутреннее/наружное покрытие | NFPA 22 Глава 14 (покрытия) | Название системы покрытия и обеспечение качества |
Подготовка поверхности | NFPA 22 Глава 14 | Укажите стандарт предварительной обработки |
Сейсмическая устойчивость | Основание нагрузок на площадке (ASCE 7 и др.) | Укажите зону и расчетное основание |
Всасывание / сработка | Сопряжение с насосом по NFPA 22 | Зафиксируйте нижний уровень и запас на ветровой подпор |
Пример проекта
Эта статья написана как инженерное руководство по противопожарному хранению воды, а не как ссылка на проект. Способность Center Enamel поставлять крупные болтовые резервуары для противопожарных нужд подтверждается реализованными программами, такими как противопожарный резервуар India GFS (3 резервуара, 12 261 м³, 2024-06) и противопожарная водяная установка Singapore GFS (2 резервуара, 1 666 м³, 2026-01), построенными по тем же стандартам болтовых резервуаров, на которые ссылаются в настоящем документе. Это противопожарные референсы, приведённые в качестве контекста возможностей, а не как рассматриваемая установка данного руководства.
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоплавильной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, выпускает около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование при необходимости ссылается на NFPA 22, NFPA 20, AWWA D103-09 и FM Global DS 1021.
Многоразовые параметры GFS: эмаль обожжена при 820–930 °C; Ra < 0,8 мкм; эмаль 0,25–0,45 мм; адгезия > 3 450 Н/см²; испытание искровым разрядом 1 500 В постоянного тока.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Какова основная формула расчёта объёма резервуара по NFPA 22?
Резервуар должен вмещать как минимум требуемый расход воды на пожаротушение (галлонов в минуту), умноженный на требуемую продолжительность (минуты), суммированный по потребностям спринклеров и пожарных стволов, с последующей корректировкой на непригодный мёртвый запас для достижения полезной ёмкости.
Вопрос 2: Устанавливает ли NFPA 22 требуемую продолжительность?
Нет. NFPA 22 определяет размер резервуара исходя из продолжительности, установленной проектом системы (обычно таблицы занятости NFPA 13). Стандарт на резервуар задаёт объём; тип занятости задаёт время.
Вопрос 3: Почему полезный объём отличается от номинального объёма?
Пожарный насос не может забирать воду ниже всасывающего патрубка, противопихревого зазора или запаса над уровнем воды, поэтому мёртвый запас не может быть использован. Полезная (эффективная) ёмкость — номинальная минус мёртвый запас — должна соответствовать требуемому объёму.
Вопрос 4: Можно ли разделить пожарный запас на два резервуара?
Да, при условии, что оба резервуара подключены к общему всасывающему коллектору, так что они опорожняются одновременно, и насос получает полный суммарный объём. Без подтверждённого объединения эффективный запас становится ниже требуемого.
Вопрос 5: Что охватывает Глава 14 NFPA 22?
Глава 14 рассматривает покрытия, облицовки и подготовку поверхности резервуара, где определяются система антикоррозионной защиты внутренней и наружной поверхностей и её обеспечение качества.
Вопрос 6: Как обеспечивается сейсмостойкость в спецификации резервуара по NFPA 22?
Сейсмическая и ветровая устойчивость подтверждена в соответствии с нормативной базой нагрузок для площадки, такой как ASCE 7 (или соответствующая серия EN 1991 / EN 1998), поэтому оболочка остаётся неповреждённой во время события, для которого она предназначена.
Вопрос 7: Являются ли числа в примерах реальными данными проекта?
Нет. Значения 1500 галлонов в минуту, 500 галлонов в минуту, 120/60 минут и 210 000 галлонов являются иллюстративными входными данными, используемыми только для демонстрации метода расчёта размеров по NFPA 22; реальный резервуар использует собственные расход и продолжительность по NFPA 13 для данной площадки.
Расчет объема противопожарного резервуара по NFPA 22 — это воспроизводимый четырехэтапный расчет: зафиксируйте требуемый расход и продолжительность из проекта системы, вычислите общий потребный объем, преобразуйте его в полезную вместимость, исключив мертвый запас, и распределяйте по резервуарам только при наличии подтвержденного общего всасывающего трубопровода. В приведенном примере полезный резерв в 210 000 галлонов превращается примерно в 223 400 галлонов номинальной емкости корпуса — разница исчезает только тогда, когда сработка заложена в проект, а не принимается как само собой разумеющееся.
Свяжитесь с инженером
Прикладные инженеры Center Enamel могут провести процедуру подбора размеров по NFPA 22 на основе ваших параметров расхода и продолжительности по NFPA 13, подтвердить разницу между полезным и номинальным объемом для выбранного диаметра, а также детализировать соответствующее покрытие и сейсмические обоснования для спецификации вашего противопожарного резервуара.
WhatsApp