Mengdeberegning av brannsprinkler

Et våtrørs greinsystem leses som et hierarki. En vertikal stigeledning forsyner systemet fra brannledningen og bærer alarm- eller tilbakeslagsventilen, manometrene og hoveddreneringen. Forsyningsledninger går til tverrledninger, tverrledninger forsyner greinledninger, og greinledninger betjener sprinklerhodene via overføringer og nedføringer.

Fem mengdegrupper kommer ut av dette hierarkiet: sprinklerhoder telt per stykk; rør målt som utviklet senterlinjelengde, fordelt på nominell dimensjon og system; rørdeler og ventiler telt per stykk eller tatt som tillegg til røret, aldri fratrukket; opphengsbøyler utledet fra rørlengde; og spesialkomponenter som stigeledningen, brannvesenets tilkobling og tilbakeslagssikringen telt for seg.

Antallet sprinklerhoder er ryggraden i kalkylen. Når hodene er tegnet inn på layouten, teller du hvert eneste og fordeler tellingen på type (hengende, oppadrettet, veggmontert, skjult, tørr, ESFR), temperaturklasse, K-faktor og overflate.

Når hodene ikke er tegnet inn, utledes antallet fra det beskyttede gulvarealet delt på det maksimale dekningsarealet per hode for risikoklassen. NFPA 13 fastsetter disse maksimumsverdiene: opptil 225 kvadratfot (omtrent 20,9 kvadratmeter) per hode i lav risiko med ikke-brennbar, uhindret konstruksjon, redusert mot 200 og 130 kvadratfot for brennbar eller hindret konstruksjon; 130 kvadratfot (omtrent 12,1 kvadratmeter) for normal risiko; og omtrent 130 kvadratfot ved 12-fots avstand for høy risiko, som må beregnes hydraulisk. Dette er maksimumsverdier, så det utledede antallet er et minimum: rund opp, fordi en reell layout pakker inn flere hoder for å komme rundt bjelker og vegger.

Dekningsarealet er ikke det eneste som bestemmer antallet. Fire grenser i NFPA 13 gjelder samtidig, og i lange eller smale rom er det ofte én av dem som styrer. Maksimal avstand mellom standard spraysprinkler er 15 fot (4,6 meter) for lav og normal risiko, redusert til 12 fot (3,7 meter) for høyere tetthet ved høy risiko og lager. Minimumsavstanden er 6 fot (1,8 meter). Den ytterste raden må ligge innenfor halvparten av den tillatte avstanden fra hver vegg, altså 7,5 fot for en 15-fots layout, med minst 4 tommer fra veggen. I et lite rom med lav risiko på 800 kvadratfot eller mindre med uhindret konstruksjon kan et hode plasseres opptil 9 fot fra en enkelt vegg. Med alle grensene aktive er antallet langs hver akse spennet delt på maksimalavstanden, rundet opp, tatt som det største av det arealutledede og det avstandsutledede tallet.

NFPA 13 tillater to måter å dimensjonere sprinklerrør på, og valget endrer hvordan du fordeler rørlengden på nominelle dimensjoner. Hydraulisk beregnede systemer dimensjonerer røret ut fra en strømnings- og trykkberegning mot et dimensjonerende areal og en tetthetskurve; dette er den moderne standarden og er påkrevd for høy risiko og lager. Rørskjemaet leser rørdimensjonen fra en tabell ut fra antallet sprinkler nedstrøms, og er kun tillatt for nye systemer med lav eller normal risiko på 5 000 kvadratfot eller mindre (eller utvidelser av eksisterende), med greinledninger begrenset til 8 sprinkler per side av en tverrledning, utvidbart til 9. I Storbritannia og Europa fastsetter BS EN 12845 den tilsvarende fremgangsmåten.

Rør måles som utviklet senterlinjelengde, aksen som går gjennom hver bend, T-rør og forskyvning, aldri en diagonal tvers over en rørdel og aldri forkortet for rørdelene. Dette følger International Plumbing Codes definisjon av utviklet lengde og senterlinjegrunnlaget som brukes av RICS NRM2 og POMI. Legg til vertikale strekk fra stigeledningsdiagrammet: forsyningsstigeledningen opp hver etasje, overføringene og nedføringen til hvert hode. Nedføringer er den enkeltmengden som oftest glemmes ved sprinklerberegning, siden planen kun viser den horisontale greinen. Ingenting trekkes fra strekket; senterlinjen går rett gjennom hver rørdel, ventil og gjennomføring.

Fordel rør etter system (våt, tørr, forhåndsutløst, stigeledning), nominell dimensjon og materiale (svart stål schedule 10 eller 40, CPVC, kobber). Tørrørs- og forhåndsutløste greinledninger må ha fall slik at systemet dreneres, minst en halv tomme per 10 fot på greinledninger og en kvart tomme per 10 fot på hovedledninger; på lange tørrstrekk legger det akkumulerte fallet til vertikalt rør og krever ekstra dreneringspotter ved lavpunkter. Våtrørssystemer har ikke fall og måles på den horisontale planlengden.

Opphengsbøyler utledes fra rørlengde, ikke målt direkte. NFPA 13 tabell 17.4.2.1 fastsetter maksimal avstand mellom opphengsbøyler etter rørdimensjon og materiale: stål er typisk 12 fot for 1-tommes og 1,25-tommes rør og 15 fot for 1,5-tommes og større, med kobber og CPVC tettere. Grunnantallet er utviklet lengde delt på maksimalavstanden, rundet opp, per strekk, pluss tillegg for minst én bøyle per rørlengde, en bøyle nær hver stigeledning, og grensen for den ustøttede lengden fra siste bøyle til endesprinkleren (36 tommer ved 1 tomme, 48 tommer ved 1,25 tomme, 60 tommer ved 1,5 tomme og større for stål; omtrent halvparten for kobber).

Der den seismiske prosjekteringskategorien krever det, legger NFPA 13 kapittel 18 til svingavstivning, en egen gruppe atskilt fra tyngdekraftsbøylene. Tverravstivere plasseres på forsynings- og tverrledninger med maksimalt omtrent 40 fots mellomrom, langsgående avstivere med omtrent 80 fots mellomrom, med firveis avstivning ved stigeledninger og fleksible koblinger ved bygningens seismiske fuger. På ikke-seismiske byggeplasser er dette antallet null.

Utover rør og hoder har et sprinklersystem et definert sett av enkeltstående spesialkomponenter, hver telt etter dimensjon og type: stigeledningssettet (stigeledningsrør, alarm- eller tilbakeslagsventil eller tørrørsventil, manometre og hoveddrenering), kontroll- og avstengningsventiler, inspektørens prøvetilkobling, brannvesenets tilkobling, tilbakeslagssikringen og merkeskilt.

Antallet stigeledninger følger av gulvarealet én enkelt stigeledning kan beskytte. NFPA 13 setter en grense på 52 000 kvadratfot per etasje for lav og normal risiko og 40 000 kvadratfot for høy risiko og lager; 2025-utgaven hever våtrørsgrensen for lav risiko til 78 000 kvadratfot. Antallet stigeledninger er det beskyttede arealet per etasje delt på den grensen, rundet opp. To beslektede omfang er egne grupper: stigeledninger for brannslangeposter under NFPA 14 har sine egne stigeledninger og slangeventiler, der antallet slangeventiler følger av forskriftspålagte plasseringer som rømningstrapper i stedet for areal; og en brannpumpe under NFPA 20 telles med sin motor, styreenhet, trykkholdepumpe og prøvemanifold som ett samlet komponentsett.

Den målte grensen er den utviklede nettolengden, og om det legges til et svinntillegg avhenger av formålet. En innkjøpsmengde legger til svinn slik at det kjøpes nok rør; en netto anbudsmengde er den målte lengden med svinn innbakt i enhetsprisen; og en mengde for fremdriftsfakturering er den netto installerte lengden uten svinn. Vanlige kapptillegg ligger på 5 til 10 prosent på lange hovedledninger og høyere på smårørs grein- og nedføringsarbeid, men ingen standardorganisasjon publiserer et svinntall for sprinklerrør, så kalibrer det mot faktisk kapp.

Geometrien er den samme overalt; det som endrer seg er prosjekteringsstandarden, enheten og hvordan rørdeler håndteres. I USA og Canada styrer NFPA 13 prosjekteringen, rørlengde angis i løpefot, dekning i kvadratfot, og hver rørdel og ventil telles som et eget stykk. I Storbritannia og Europa følger prosjekteringen BS EN 12845 mens målingen følger RICS NRM2 eller POMI: rørarbeid i løpemeter langs senterlinjen, rørdeler tatt som tillegg, og rørdeler til små rør (60 millimeter innvendig diameter eller mindre under POMI) regnes som inkludert. Australia og New Zealand prosjekterer etter AS 2118 og NZS 4541 og måler etter AIQS- og NZIQS-standarden ANZSMM, igjen metrisk med rørdeler som tillegg. Under disse metriske standardene har risikoklassene sine egne verdier for areal-per-hode og tetthet i stedet for NFPA-tallene ovenfor.

Fordi rørgeometrien er konsistent og bare enheten og rørdelmekanismen byttes ut, kan samme tegning måles mot hvilken standard prosjektet enn velger. Exayard leser tegningene og bruker disse målereglene, og holder antallet hoder, rørfordelingen og de utledede postene i samsvar med den gjeldende standarden.