الحسابات الميكانيكية لاختيار سَعة المضخَّة   طبقًا لاشتراطات NFPA 13, 14, 20, 22  

باب السلامة في أنظمة إطفاء الحريق

المقال رقم (9)

الحسابات الميكانيكية لاختيار سَعة المضخَّة 

 طبقًا لاشتراطات NFPA 13, 14, 20, 22

مقدمة:

في هذا المقال سوف نتناول طريقة عمل الحسابات الميكانكية لنظام الإطفاء بالحريق من نوع المياه Water System

فمثلًا: تمَّ الانتهاء من تصميم نظام إطفاء الحريق لمبنى سكنيٍّ، أو تجاري، أيًّا كان نوع المبنى، ونريد اختيار سَعة المضخَّة والضغط المطلوب، فهنا يجب عليك قراءة هذا المقال جيدًا. 

أو إذا كنت مهندس صيانة في أحد المباني، وتريد التأكُّد من أنَّ المضخَّة الموجودة تكفي لنظام الإطفاء الموجود في المبنى.

مراجعة مخططات نظام الإطفاء في المبنى:

قبل البدء في عمل الحسابات الميكانيكية، يجب مراجعة مخططات نظام الإطفاء كاملًا، بدايةً من المضخَّة، صعودًا إلى الصاعد، وتوزيع الرشاشات وصناديق الحريق، وعساكر الحريق إنْ وُجدَت، والتأكُّد من أن تصميم نظام الإطفاء يتبع اشتراطات السلامة NFPA 13, 22, 20, 14، فيجب أن: 

• يجب تحديد نوع الخطورة المُطبَّقة، ومنها نتأكَّد من أقصى مسافة بين الرشاشات في الفرع الواحد، وكذلك المسافة بين الفروع وبعضها Maximum Spacing between sprinklers

وتنقسم إلى:

• Light Hazard الخطورة العادية: أقصى مسافة بين الرشاشات هي (4.6 أمتار) = (15قدمًا).
• Ordinary Hazard Group 1 الخطورة المتوسطة درجة أولى، أقصى مسافة بين الرشاشات هي (4.6 أمتار) = (15 قدمًا).
• Ordinary Hazard Group 2 الخطورة المتوسطة، درجة ثانية: أقصى مسافة بين الرشاشات هي (4.6 أمتار) = (15 قدمًا).
• Extra Hazard Group 1 الخطورة العالية، درجة أولى، أقصى مسافة بين الرشاشات هي (3.7 أمتار)، (12 قدمًا).
• Extra Hazard Group 2 الخطورة العادية درجة ثانية، أقصى مسافة بين الرشاشات هي (3.7 أمتار)، (12 قدمًا).

• التأكُّد من توزيع سُمْك الماسورة طبقًا لتوزيع الرشاشات Pipe Schedules طبقًا لـ NFPA 13 Table 14.5.2
• التأكُّد من أقصى عددٍ من الرشاشات في الفرع الواحد.

• هل صناديق الحريق مُتَّصلة على نفس الصاعد Riser أو لها نظام منفصل Stand Pipe System. 
• بعد الانتهاء من تصميم أو مراجعة نظام الإطفاء في المبنى كاملًا، وأنه يتبع NFPA، يتمُّ عمل الحسابات الميكانيكية لاختيار سَعة المضخَّة. 

خطوات عمل الحسابات الميكانيكية لاختيار سَعة المضخَّة: 

1. يتم اختيار أبعد منطقة، وأعلى طابق فيه نظام رشٍّ آليٍّ، ويُسمَّى HMDA Hydraulic Most Demand Area 
2. Maximum area limitation per sprinkler اختيار أقصى مساحة يغطيها الرشاش، وهي تختلف حسَب درجة الخطورة:

• Light Hazard الخطورة العادية 225 Sq. Feet
• Ordinary Hazard Group 1 الخطورة المتوسطة درجة أولى، أقصى مسافة بين الرشاشات 130 Sq. Feet
• Ordinary Hazard Group 2 الخطورة المتوسطة، درجة ثانية، أقصى مسافة بين الرشاشات 130 Sq. Feet
• Extra Hazard Group 1 الخطورة العالية، درجة أولى، أقصى مسافة بين الرشاشات هي 100 Sq. Feet
• Extra Hazard Group 2 الخطورة العادية، درجة ثانية، أقصى مسافة بين الرشاشات هي 100 Sq. Feet

1. Determine the area of sprinkler operation (sq.feet) المساحة التي يغطيها عدد الرشاشات في أبعد منطقة، ويتم اختيارها طبقًا لنوع الخطورة من NFPA 13

فالخطورة العادية والمتوسطة يتمُّ اختيارها 1500 sq.feet، والخطورة العالية يتمُّ اختيارها 2500 sq.feet 

1. يتم اختيار Density من الجدول الموضوع طبقًا لنوع الخطورة، ومساحة التغطية للرشاشات.
2. يتمُّ اختيار عدد الرشاشات التي تعمل في أبعد منطقة بقسمة المساحة الكلية (وهي مساحة التغطية) على مساحة تغطية الرشاش الواحد، فتصبح 1500 مقسومًا على (130 أو 225 أو 100)، فمثلًا لو تمَّ اختيار 225 sq.feet فيكون عدد الرشاشات 1500/225 = 6.66 أي (7) رشاشات. 
3. يتم تحديد أقل ضغط تشغيل للرشاش Minimum Residual Pressure وطبقًا للكود NFPA 13 فهو 7 PSI 
4. يتم اختيار K-Factor من (الداتا شيت) الخاصة بالرشاش، هل رشاش عادي، أو سريع، أو نوع آخر، فمثلًا تم اختيار K-Factor 5.6 
5. يتم احتساب السَّرَيان المطلوب للرشاش الواحد من العلاقة الموضحة هذه، فيكون السريان (5.6) مضروبًا في جذر (7) يساوي 14.8 GPM للرشاش الواحد وبما أن هناك (7) رشاشات، فيكون السَّرَيان الكلي المطلوب (7) مضروبًا في (14.8) يساوي 103.6 GPM.
6. في حالة وجود صناديق حريق متصلة في نفس الصاعد، يتم إضافة 18.8800 GPM إلى السَّريان الناتج مع تشغيل الرشاشات.

فيكون (203.6 GPM ).

1. في حالة إذا كان نظام الصناديق منفصلة عن نظام الرش الآلي بصاعد خاص، يتمُّ عمل حسابات ميكانيكية خاصة به، ويتبع كود NFPA 14 Stand Pipe System، هل هو نوع I او II او III 
2. بالنسبة للصناديق طبقًا NFPA 14 7.8.1 Minimum Design Pressure for Hydraulically Designe

في النوع الأول والثالث III I أقل ضغط تشغيلي مطلوب 100 PSI، وسريان 500 GPM 

في النوع الثاني II أقل ضغط تشغيلي مطلوب 65 PSI، وسريان 250 GPM.

1. في حالة وجود صناديق الحريق يتمُّ عمل حسابات ميكانيكية خاصة بها عن ضغط تشغيلي 100 PSI وسريان 250 GPM 
2. بعد الانتهاء من عمل الحسابات الميكانيكية لصناديق الحريق المنفصلة، ورشاشات منفصلة، يتمُّ جَمْع السريان المطلوب الذي يعمل في HMDA، وأعلى ضغط مطلوب، وبذلك يتمُّ اختيار سَعة المضخة من حيث السريان المطلوب والضغط.

في النهاية يجب أن يكون مهندس السلامة والوقاية من الحريق على علمٍ كافٍ بعمل حسابات ميكانيكية لاختيار سَعة المضخَّة.