Sprinklerijärjestelmän määrälaskenta

Märkäputkinen puumallinen järjestelmä hahmottuu hierarkiana. Pystysuora nousu syöttää järjestelmää palovesirunkolinjasta ja sisältää hälytys- tai takaiskuventtiilin, mittarit ja päätyhjennyksen. Syöttörunkolinjat johtavat poikkirunkolinjoihin, poikkirunkolinjat syöttävät haaralinjoja, ja haaralinjat palvelevat suuttimia ylinousujen ja pudotusten kautta.

Tästä hierarkiasta syntyy viisi määräryhmää: sprinklerisuuttimet kappaleittain laskettuina; putki mitattuna kehitettynä keskiviivapituutena, jaoteltuna nimelliskoon ja järjestelmän mukaan; putkiosat ja venttiilit laskettuina kappaleittain tai putken lisämääränä (extra over), ei koskaan vähennettyinä; kannakkeet putken pituudesta johdettuina; ja erikoisosat kuten nousu, palokunnan liitäntä ja takaisinvirtauksenestin omina kappaleinaan laskettuina.

Suuttimien lukumäärä on kustannusarvion selkäranka. Kun suuttimet on piirretty asemapiirrokseen, laske jokainen ja jaottele lukumäärä tyypin (alaspäin suuntautuva, ylöspäin suuntautuva, seinäsuutin, piilosuutin, kuivasuutin, ESFR), lämpötilaluokan, K-kertoimen ja pintakäsittelyn mukaan.

Kun suuttimia ei ole piirretty, lukumäärä johdetaan jakamalla suojattu lattiapinta-ala suuttimen suurimmalla suoja-alalla kyseiselle palovaaraluokalle. NFPA 13 määrittää nämä enimmäisarvot: enintään 225 neliöjalkaa (noin 20,9 neliömetriä) suutinta kohti kevyessä palovaarassa palamattomalla, esteettömällä rakenteella, vähennettynä 200 ja 130 neliöjalkaan palavalla tai esteellisellä rakenteella; 130 neliöjalkaa (noin 12,1 neliömetriä) tavanomaisessa palovaarassa; ja noin 130 neliöjalkaa 12 jalan välein suuressa palovaarassa, joka on mitoitettava hydraulisesti. Nämä ovat enimmäisarvoja, joten johdettu lukumäärä on alaraja: pyöristä se ylöspäin, koska todellinen asemapiirros sisältää enemmän suuttimia palkkien ja seinien kiertämiseksi.

Suoja-ala ei ole ainoa lukumäärän määräävä tekijä. Neljä NFPA 13 -rajaa pätee samanaikaisesti, ja pitkissä tai kapeissa tiloissa yksi niistä usein määrää. Tavanomaisten suihkusuuttimien suurin väli on 15 jalkaa (4,6 metriä) kevyessä ja tavanomaisessa palovaarassa, laskien 12 jalkaan (3,7 metriin) suuremman tiheyden suuressa palovaarassa ja varastoinnissa. Pienin väli on 6 jalkaa (1,8 metriä). Uloimman rivin on sijaittava puolen sallitun välin sisällä kustakin seinästä, eli 7,5 jalan päässä 15 jalan asettelussa, vähintään 4 tuumaa seinästä. Kevyen palovaaran pienessä huoneessa, jonka pinta-ala on enintään 800 neliöjalkaa ja jonka rakenne on esteetön, suutin saa sijaita enintään 9 jalan päässä yhdestä seinästä. Kaikkien rajojen ollessa voimassa lukumäärä kullakin akselilla on jänne jaettuna suurimmalla välillä, ylöspäin pyöristettynä, otettuna suurempana pinta-alasta ja välistä johdetuista luvuista.

NFPA 13 sallii kaksi tapaa mitoittaa sprinkleriputki, ja valinta muuttaa sitä, miten putken pituus jaetaan nimelliskokojen kesken. Hydraulisesti laskettavat järjestelmät mitoittavat putken virtaus- ja painelaskelmasta mitoitusalaa ja tiheyskäyrää vasten; tämä on nykyaikainen oletus ja vaaditaan suuressa palovaarassa ja varastoinnissa. Putkitaulukko (pipe schedule) lukee putken koon taulukosta alavirran sprinklereiden lukumäärän perusteella, ja se on sallittu vain uusille kevyen tai tavanomaisen palovaaran järjestelmille, joiden ala on enintään 5 000 neliöjalkaa (tai laajennuksille olemassa oleviin), siten että haaralinjoissa on enintään 8 sprinkleriä poikkirunkolinjan kummallakin puolella, laajennettavissa 9:ään. Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Euroopassa BS EN 12845 määrittää vastaavan menettelyn.

Putki mitataan kehitettynä keskiviivapituutena, akselina joka kulkee jokaisen kulman, T-osan ja siirtymän läpi, ei koskaan vinottain putkiosan poikki eikä koskaan lyhennettynä putkiosien vuoksi. Tämä noudattaa International Plumbing Code -standardin kehitetyn pituuden määritelmää sekä RICS NRM2:n ja POMI:n käyttämää keskiviivaperiaatetta. Lisää pystysuorat osuudet nousukaaviosta: syöttönousu kerros kerrokselta, ylinousut ja pudotus kuhunkin suuttimeen. Pudotukset ovat yksittäinen useimmin unohdettu sprinklerimäärä, koska piirros näyttää vain vaakasuoran haaran. Mitatusta osuudesta ei vähennetä mitään; keskiviiva kulkee suoraan jokaisen putkiosan, venttiilin ja läpiviennin läpi.

Erittele putki järjestelmän (märkä, kuiva, esitoiminta, kuivanousu), nimelliskoon ja materiaalin (mustateräs schedule 10 tai 40, CPVC, kupari) mukaan. Kuivaputkiset ja esitoimivat haaralinjat on kallistettava niin, että järjestelmä tyhjenee, vähintään puoli tuumaa 10 jalkaa kohti haaralinjoissa ja neljäsosatuuma 10 jalkaa kohti runkolinjoissa; pitkillä kuivilla osuuksilla kertyvä lasku lisää pystyputkea ja edellyttää apukuivatusrumpuja (drum drip) matalimmissa kohdissa. Märkäputkisissa järjestelmissä ei ole kallistusta, ja ne mitataan vaakatason piirroksen pituutena.

Kannakkeet johdetaan putken pituudesta, niitä ei mitata suoraan. NFPA 13:n taulukko 17.4.2.1 määrittää kannakkeiden suurimman välimatkan putken koon ja materiaalin mukaan: teräs on tyypillisesti 12 jalkaa 1 tuuman ja 1,25 tuuman putkelle ja 15 jalkaa 1,5 tuuman ja sitä suuremmalle, kuparin ja CPVC:n ollessa tiheämpiä. Peruslukumäärä on kehitetty pituus jaettuna suurimmalla välillä, ylöspäin pyöristettynä osuutta kohti, lisättynä lisäkannakkeilla vähintään yhdestä kannakkeesta putken vakiopituutta kohti, kannakkeesta kunkin nousun lähellä sekä rajasta tukemattomalle pituudelle viimeisestä kannakkeesta päätesprinkleriin (36 tuumaa 1 tuumalla, 48 tuumaa 1,25 tuumalla, 60 tuumaa 1,5 tuumalla ja suuremmilla teräksellä; kuparilla noin puolet).

Kun seisminen suunnitteluluokka sitä edellyttää, NFPA 13:n luku 18 lisää heilumistuennan, joka on painovoimakannakkeista erillinen ryhmä. Poikittaistuet sijoitetaan syöttö- ja poikkirunkolinjoille enintään noin 40 jalan välein, pitkittäistuet noin 80 jalan välein, nelisuuntaisella tuennalla nousuissa ja joustavilla liitoksilla rakennuksen seismisissä liikuntasaumoissa. Ei-seismisillä kohteilla tämä lukumäärä on nolla.

Putken ja suuttimien lisäksi sprinklerijärjestelmässä on määritelty joukko erillisiä erikoisosia, joista kukin lasketaan koon ja tyypin mukaan: nousuyksikkö (nousuputki, hälytys- tai takaiskuventtiili tai kuivaputkiventtiili, mittarit ja päätyhjennys), sulku- ja eristysventtiilit, tarkastajan koeliitäntä, palokunnan liitäntä, takaisinvirtauksenestin ja tunnistekilvet.

Nousujen lukumäärä määräytyy siitä lattiapinta-alasta, jonka yksittäinen nousu saa suojata. NFPA 13 rajaa tämän 52 000 neliöjalkaan kerrosta kohti kevyessä ja tavanomaisessa palovaarassa ja 40 000 neliöjalkaan suuressa palovaarassa ja varastoinnissa; vuoden 2025 painos nostaa kevyen palovaaran märkäputkisen rajan 78 000 neliöjalkaan. Nousujen lukumäärä on suojattu pinta-ala kerrosta kohti jaettuna kyseisellä rajalla, ylöspäin pyöristettynä. Kaksi liittyvää kokonaisuutta muodostaa omat ryhmänsä: NFPA 14:n mukaiset kuivanousut sisältävät omat nousunsa ja paloposti­venttiilinsä, joissa palopostiventtiilien lukumäärä määräytyy standardin edellyttämistä sijainneista kuten poistumisportaista eikä pinta-alasta; ja NFPA 20:n mukainen palopumppu luetteloidaan käyttömoottoreineen, ohjauskeskuksineen, painepito­pumppuineen ja koevirtauspäineen yhtenä kappalejoukkona.

Mitattu raja on netto kehitetty pituus, ja se, lisätäänkö hukkavara, riippuu käyttötarkoituksesta. Hankintamäärä lisää hukan, jotta putkea ostetaan riittävästi; tarjouksen nettomäärä on mitattu pituus, jossa hukka sisältyy yksikköhintaan; ja maksuerälaskutuksen määrä on nettoasennetun pituuden mukainen ilman hukkaa. Tavanomaiset katkaisuvarat ovat 5–10 prosenttia pitkillä runkolinjoilla ja suurempia pienissä haara- ja pudotustöissä, mutta mikään standardointielin ei julkaise sprinkleriputken hukkalukua, joten kalibroi se todellisen hukan mukaan.

Geometria on kaikkialla sama; muuttuvat tekijät ovat suunnittelustandardi, yksikkö ja se, miten putkiosat käsitellään. Yhdysvalloissa ja Kanadassa NFPA 13 ohjaa suunnittelua, putken pituus on juoksevina jalkoina, suoja-ala neliöjalkoina, ja jokainen putkiosa ja venttiili lasketaan erillisenä kappaleena. Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Euroopassa suunnittelu noudattaa BS EN 12845:tä, kun taas mittaus noudattaa RICS NRM2:ta tai POMI:a: putkisto juoksevina metreinä keskiviivaa pitkin, putkiosat lisämääränä (extra over), ja pienten putkien (POMI:ssa sisähalkaisija enintään 60 millimetriä) osat katsotaan sisältyviksi. Australia ja Uusi-Seelanti suunnittelevat AS 2118:n ja NZS 4541:n mukaan ja mittaavat AIQS:n ja NZIQS:n ANZSMM-standardin mukaan, jälleen metrisesti ja putkiosat lisämääränä. Näiden metristen standardien mukaan palovaaraluokilla on omat pinta-ala suutinta kohti- ja tiheysarvonsa edellä mainittujen NFPA-arvojen sijaan.

Koska putkigeometria on yhdenmukainen ja vain yksikkö ja putkiosien käsittelytapa vaihtuvat, sama piirros voidaan mitata sitä standardia vasten, jonka projekti omaksuu. Exayard lukee piirrokset ja soveltaa näitä mittaussääntöjä pitäen suuttimien lukumäärän, putken erittelyn ja johdetut nimikkeet voimassa olevan standardin mukaisina.