تعرف على كيفية تحديد حجم مضخة الحريق للمباني التجارية باستخدام التدفق والضغط والحسابات الهيدروليكية وطلب النظام ومنحنيات المضخة ومتطلبات المشروع.
يعد تحديد حجم مضخة الحريق جزءًا مهمًا من تصميم نظام موثوق للحماية من الحرائق في المباني التجارية. يجب أن توفر مضخة الحريق تدفقًا وضغطًا كافيًا للمياه لتزويد الرشاشات والأنابيب العامة والصنابير ومحطات الخراطيم ومعدات مكافحة الحرائق الأخرى في ظل ظروف التشغيل المطلوبة.
يمكن أن يؤدي اختيار مضخة صغيرة جدًا إلى عدم كفاية الضغط أو التدفق في النقطة الأكثر تطلبًا في النظام. يمكن أن يؤدي اختيار مضخة أكبر بكثير من اللازم إلى خلق مشكلات أخرى، بما في ذلك الضغط المفرط للنظام وارتفاع تكاليف المعدات ومشكلات التوافق المحتملة.
لهذا السبب، يجب أن يعتمد حجم مضخة الحريق على الحسابات الهيدروليكية والمتطلبات الفعلية لنظام الحماية من الحرائق بدلاً من مجرد اختيار المضخة وفقًا لحجم المبنى أو عدد الطوابق.
تشرح هذه المقالة العوامل الرئيسية التي تدخل في تحديد حجم مضخة الحريق لمبنى تجاري وتوفر إطارًا عمليًا للمهندسين والمقاولين وفرق المشروع.
.jpg)
قبل اختيار مضخة الحريق، ينبغي تحديد العديد من المعلمات الرئيسية للمشروع.
وأهم المعلومات تشمل:
تدفق المياه المطلوبة
ضغط النظام المطلوب
ارتفاع المبنى
عدد الطوابق
تصميم نظام الرش
متطلبات نظام الأنبوب العمودي أو الخرطوم
متطلبات الصنبور
إمدادات المياه المتاحة
ضغط الماء الثابت
فرق الارتفاع
أحجام وأطوال الأنابيب
خسائر الاحتكاك
التجهيزات والصمامات
الضغط المتبقي المطلوب
معايير الحماية من الحرائق المطبقة
الطاقة الكهربائية المتاحة
شروط التثبيت
تُستخدم هذه المعلمات لتحديد نقطة عمل مضخة الحريق المطلوبة.
تتكون نقطة العمل عادة من معدل التدفق والضغط المطلوب. على سبيل المثال، قد يتطلب المشروع مضخة حريق لتوصيل تدفق محدد عند ضغط تفريغ محدد.
تختلف القيم الفعلية بشكل كبير من مبنى تجاري إلى آخر، لذلك لا يوجد حجم واحد لمضخة الحريق مناسب لكل مبنى.
الخطوة الأولى في تحديد حجم مضخة الحريق هي تحديد كمية المياه التي يحتاجها نظام الحماية من الحرائق.
يعتمد التدفق المطلوب على الأنظمة التي توفرها المضخة والتصميم الهيدروليكي للمبنى.
قد يحتوي المبنى التجاري على العديد من أنظمة الحماية من الحرائق، بما في ذلك الرشاشات الأوتوماتيكية والأنابيب العامة ومحطات الخراطيم والصنابير. اعتمادًا على متطلبات التصميم المعمول بها، قد يلزم النظر في الطلب من الأنظمة المختلفة معًا.
بالنسبة لأنظمة الرش، تحدد الحسابات الهيدروليكية التدفق المطلوب بناءً على عوامل مثل مساحة التصميم وخصائص الرش والمسافات والكثافة وتصنيف الإشغال.
ولذلك يجب أن يأتي التدفق المطلوب من تصميم الحماية من الحرائق للمشروع '؛ وليس من قاعدة عامة مثل "؛ مضخة واحدة لكل عدد من الطوابق."؛
يمكن التعبير عن التدفق بالجالون في الدقيقة (GPM)، أو اللتر في الدقيقة (LPM)، أو المتر المكعب في الساعة (m³؛/h)، اعتمادًا على المشروع والمنطقة.
إن إنشاء التدفق المطلوب بدقة هو أساس الحجم المناسب لمضخة الحريق.
بعد تحديد التدفق المطلوب، الخطوة التالية هي حساب الضغط الذي يجب أن توفره المضخة.
يجب أن تتغلب مضخة الحريق على عدة أنواع من فقدان الضغط قبل أن يصل الماء إلى النقطة الأكثر تطلبًا هيدروليكيًا.
يمكن أن تشمل هذه:
فقدان ضغط الارتفاع
فقدان احتكاك الأنابيب
خسائر التركيب
خسائر الصمامات
خسائر معدات منع التدفق العكسي
خسائر المعدات
الضغط المتبقي المطلوب في النظام البعيد
بالنسبة لمبنى تجاري متعدد الطوابق، يمكن أن يكون للارتفاع تأثير كبير على ضغط المضخة المطلوب.
ومع انتقال الماء إلى الأعلى، يلزم ضغط إضافي للتغلب على فرق الارتفاع. كلما ارتفعت المنطقة المحمية فوق المضخة، زادت متطلبات الضغط بشكل عام.
ولهذا السبب يمكن أن يتطلب المبنى التجاري الشاهق ضغط مضخة أكبر بكثير من المبنى منخفض الارتفاع، حتى لو كان تدفق المياه المطلوب مشابهًا.
يعد إجمالي الرأس الديناميكي، أو TDH، معلمة مهمة عند اختيار مضخة الحريق.
وهو يمثل إجمالي الطاقة أو الرأس الذي تحتاج المضخة إلى توفيره لنقل المياه عبر النظام بالتدفق المطلوب.
الطريقة المبسطة لفهم الحساب هي:
رأس المضخة المطلوب = رأس ثابت + فقدان الاحتكاك + الرأس المتبقي المطلوب & ناقص؛ رأس الشفط المتاح
يمكن أن يكون الحساب الهندسي الفعلي أكثر تفصيلاً اعتمادًا على تكوين النظام ومنهجية التصميم المعمول بها.
يرتبط الرأس الثابت بالارتفاع الرأسي بين مصدر المياه والنقطة التي تتطلب الماء.
تحدث خسائر الاحتكاك عندما ينتقل الماء عبر الأنابيب والتجهيزات والصمامات والمكونات الأخرى.
الضغط المتبقي هو الضغط الذي يجب أن يظل متاحًا عند النقطة الأكثر تطلبًا هيدروليكيًا.
يمثل ضغط الشفط المتوفر الضغط الذي يوفره مصدر المياه بالفعل. إذا كان مصدر المياه يوفر بالفعل ضغطًا مفيدًا، فقد لا تحتاج مضخة الحريق إلى توليد كل ضغط النظام من الصفر.
يساعد فهم هذه المكونات المهندسين على تحديد نقطة العمل الفعلية لمضخة الحريق.
يعد مصدر المياه المتاح عاملاً حاسماً آخر في تحديد حجم مضخة الحريق.
قد يتلقى المبنى التجاري المياه من مصدر بلدي، أو خزان مخصص لمياه الإطفاء، أو خزان، أو مصدر آخر معتمد.
قبل اختيار المضخة، يجب على فريق المشروع تحديد خصائص إمدادات المياه المتاحة.
معلومات هامة تشمل:
الضغط الساكن
الضغط المتبقي
التدفق المتاح
ارتفاع مصدر المياه
سعة الخزان
الحد الأدنى لمستوى المياه
الحد الأقصى لمستوى المياه
تكوين أنبوب الشفط
على سبيل المثال، إذا كان مصدر المياه البلدي يمكن أن يوفر جزءًا من الضغط والتدفق المطلوبين، فيمكن استخدام مضخة الحريق لتكملة الإمداد المتاح.
إذا كان مصدر المياه عبارة عن خزان يقع أسفل المضخة، فيجب أيضًا تقييم ظروف الشفط بعناية.
يجب اختيار مضخة الحريق بناءً على أسوأ ظروف التشغيل المتوقعة لإمدادات المياه، وليس فقط أدائها الاسمي أو المتوسط.
يجب أن تعتمد سعة مضخة الحريق المطلوبة على الحالة الهيدروليكية الأكثر تطلبًا في نظام الحماية من الحرائق.
في المبنى التجاري، قد تكون هذه منطقة رش بعيدة، أو أرضية مرتفعة، أو منفذ أنابيب عمودية، أو أي موقع آخر يتطلب هيدروليكيًا.
تقوم الحسابات الهيدروليكية بتتبع مسار المياه من المضخة عبر شبكة التوزيع إلى نقطة الطلب.
يحسب الحساب خسائر الضغط في جميع أنحاء النظام ويحدد مقدار الضغط والتدفق المطلوب عند تفريغ المضخة.
هذه واحدة من أهم الخطوات في تحجيم مضخة الحريق.
مضخة تم اختيارها فقط وفقًا للمبنى '؛ قد لا توفر المساحة الأرضية الإجمالية الأداء الصحيح. يمكن أن يكون لمبنيين تجاريين لهما مساحات أرضية متشابهة متطلبات مختلفة جدًا لمضخة الحريق بسبب الاختلافات في الارتفاع والإشغال وتصميم الرشاشات وإمدادات المياه وتكوين الأنابيب وأنظمة الحماية من الحرائق.
بمجرد تحديد التدفق والضغط المطلوبين، يجب مراجعة منحنى أداء المضخة.
يوضح منحنى مضخة الحريق العلاقة بين تدفق المضخة والضغط.
يجب أن توفر المضخة المحددة نقطة العمل المطلوبة أثناء التشغيل ضمن نطاق الأداء المقبول المحدد للتطبيق.
يجب على المهندسين مراجعة أكثر من مجرد النقطة المقدرة. يعد أداء المضخة '؛s في ظروف التدفق المختلفة مهمًا أيضًا.
قد تشمل النقاط المهمة التي يجب فحصها ما يلي:
التدفق المقدر
الضغط المقدر
ضغط الاغلاق
الأداء عند التدفق المقدر بنسبة 100%
الأداء في ظروف التدفق الأعلى
متطلبات قوة المحرك أو المحرك
يجب تقييم منحنى المضخة مع نظام الحماية من الحرائق والحسابات الهيدروليكية #39؛s.
يساعد هذا الأسلوب على ضمان أن المضخة المحددة قادرة على تلبية طلب النظام المطلوب بدلاً من مجرد مطابقة قيمة التدفق والضغط الاسمية.
بمجرد معرفة نقطة العمل، يمكن تحديد التكوين المناسب لمضخة الحريق.
قد تستخدم المباني التجارية تصميمات مختلفة لمضخات الحريق حسب متطلبات المشروع.
تُستخدم مضخات الحريق ذات العلبة الأفقية بشكل شائع في تطبيقات الحماية من الحرائق التجارية والصناعية، خاصة عندما تكون هناك حاجة إلى قدرة تدفق عالية نسبيًا.
يمكن أن يوفر بنائها وصولاً سهلاً للفحص والصيانة ويجعلها مناسبة للعديد من منشآت مضخات الحريق الأكبر حجمًا.
يمكن أن توفر مضخات إطفاء الحرائق ذات الشفط النهائي حلاً مدمجًا للتطبيقات التي يقع فيها التدفق والضغط المطلوب ضمن نطاق الأداء المتاح.
قد تكون مناسبة لبعض المباني التجارية ذات مساحة المعدات المحدودة.
يمكن أن تكون مضخة حريق التوربينات العمودية مناسبة عندما يكون مصدر المياه موجودًا أسفل المضخة، مثل خزان مياه الحريق العميق أو الخزان.
يسمح التكوين الرأسي للمضخة بسحب الماء من مصدر منخفض المستوى مع توصيل الضغط المطلوب إلى نظام الحماية من الحرائق.
يجب أن يعتمد الاختيار بين أنواع المضخات على المتطلبات الهيدروليكية، وظروف مصدر المياه، ومساحة التثبيت، والمعايير المعمول بها، وبيانات أداء الشركة المصنعة.
يجب أيضًا تحديد حجم سائق مضخة الحريق بشكل صحيح.
تستخدم المباني التجارية عادة المحركات الكهربائية أو محركات الديزل كمحركات لمضخات الحريق.
تتطلب مضخة الحريق الكهربائية مصدر طاقة كهربائي مناسب ووحدة تحكم ومحرك متطابقين بشكل صحيح.
تستخدم مضخة حريق الديزل محرك ديزل وتتطلب معدات داعمة مثل البطاريات وتخزين الوقود والتبريد والعادم وأنظمة التهوية.
يجب أن يتمتع السائق بالطاقة الكافية للمضخة المحددة طوال نطاق التشغيل المطلوب.
بالنسبة للمشاريع التي تعتبر فيها الموثوقية الكهربائية أحد الاعتبارات الرئيسية، قد يشتمل تصميم الحماية من الحرائق على مضخات تعمل بالكهرباء والديزل.
يجب أن يعتمد الاختيار على البنية التحتية الكهربائية للمشروع '؛s واللوائح المعمول بها وتصميم الحماية من الحرائق ومتطلبات المالك.
لا يتم تحديد حجم مضخة الفارس بنفس حجم مضخة الحريق الرئيسية.
والغرض منه في المقام الأول هو الحفاظ على ضغط النظام والتعويض عن خسائر الضغط الصغيرة.
عندما ينخفض الضغط بسبب تسرب بسيط أو تغيرات في درجة الحرارة، يمكن لمضخة الفارس استعادة ضغط النظام دون تشغيل مضخة الحريق الرئيسية.
يجب أن يكون تدفق المضخة الفارسة عادةً أصغر بكثير من مضخة الحريق الرئيسية مع توفير ضغط كافٍ للحفاظ على النظام في حالة الاستعداد المطلوبة.
يساعد الحجم الصحيح لمضخة الفارس على منع التشغيل غير الضروري لمضخة الحريق الرئيسية ويدعم ضغط النظام المستقر.
يجب أن يأخذ حجم مضخة الحريق أيضًا في الاعتبار المعايير ومتطلبات الاعتماد المطبقة على المشروع.
اعتمادًا على الموقع ومواصفات المشروع، قد تتضمن المتطلبات NFPA 20 أو المعدات المدرجة في UL أو متطلبات FM أو قوانين مكافحة الحرائق المحلية أو لوائح البناء أو غيرها من المعايير المعمول بها.
يمكن أن تؤثر متطلبات الشهادة على نماذج المضخات والمحركات وأجهزة التحكم ومحركات الديزل وحزم مضخات الحريق الكاملة المتاحة.
بالنسبة للمشاريع التي تتطلب معدات معتمدة، يجب التحقق من نموذج المضخة وتكوينها الدقيق بدلاً من افتراض أن جميع المنتجات من الشركة المصنعة لها نفس حالة الشهادة.
يجب مراجعة مواصفات المشروع في وقت مبكر من عملية الشراء حتى تتمكن المعدات المختارة من تلبية المعايير المطلوبة.
يمكن أن تؤثر العديد من الأخطاء الشائعة على اختيار مضخة الحريق.
منطقة البناء وحدها لا تحدد سعة مضخة الحريق. ويجب أيضًا مراعاة الطلب الهيدروليكي والارتفاع وإمدادات المياه وتصميم الرشاش وتكوين النظام.
في المباني متعددة الطوابق، يمكن أن يكون للارتفاع تأثير كبير على ضغط المضخة المطلوب.
إن النظر فقط إلى التدفق والضغط المقننين يمكن أن يخفي معلومات مهمة حول أداء المضخة في ظروف التدفق الأخرى.
يمكن أن يؤثر مصدر المياه الحالي بشكل كبير على الضغط الذي تحتاج مضخة الحريق إلى توليده.
المضخة الأكبر حجمًا ليست حلاً أفضل تلقائيًا. يمكن أن يؤدي الضغط المفرط إلى حدوث مشكلات في تصميم النظام وتكاليف غير ضرورية للمعدات.
قد تفشل المضخة الصغيرة الحجم في توفير التدفق أو الضغط المطلوب عند نقطة طلب النظام.
يجب عادةً اختيار المضخة بعد تحديد متطلبات النظام. قد يؤدي اختيار المضخة مبكرًا جدًا إلى نقطة عمل غير مناسبة.
قبل طلب عرض أسعار مضخة الحريق، قم بإعداد المعلومات التالية:
ارتفاع المبنى
منطقة بناء
نوع الإشغال
تصميم نظام الرش
متطلبات الأنابيب
التدفق المطلوب
الضغط المطلوب
نتائج الحساب الهيدروليكي
إمدادات المياه المتاحة
الضغط الثابت والمتبقي
معلومات خزان المياه
أبعاد غرفة المضخة
نوع المضخة المطلوبة
سائق كهربائي أو ديزل
متطلبات مضخة الفارس
المعايير المطبقة
متطلبات الشهادة
الظروف البيئية
متطلبات المراقب المالي
الاختبارات والوثائق المطلوبة
إن توفير هذه المعلومات إلى الشركة المصنعة لمضخة الحريق يسمح للشركة المصنعة بالتوصية بالمعدات بناءً على متطلبات المشروع الفعلية.
.jpg)
الحجم المناسب لمضخة الحريق هو مزيج من الهندسة الهيدروليكية واختيار المعدات والمتطلبات الخاصة بالمشروع.
يجب أن تبدأ العملية بتحديد التدفق والضغط المطلوبين. يحتاج المهندسون بعد ذلك إلى النظر في الارتفاع، وفقدان الاحتكاك، وإمدادات المياه المتاحة، والطلب على النظام، ومنحنيات المضخة، ومتطلبات السائق، والمعايير المعمول بها.
الهدف ليس اختيار أكبر مضخة حريق متاحة. الهدف هو اختيار مضخة يمكنها توفير الأداء المطلوب بشكل موثوق في ظل الظروف التي يحددها نظام الحماية من الحرائق.
بالنسبة لمشاريع البناء التجارية، يمكن أن يساعد العمل مع شركة مصنعة لمضخات الحريق ذات الخبرة في سد الفجوة بين الحسابات الهيدروليكية وحزمة المعدات النهائية. يمكن للشركة المصنعة المؤهلة توفير بيانات أداء المضخة والوثائق الفنية واختبار المصنع وحلول المضخة والسائق ووحدة التحكم المنسقة.
من خلال اتباع نهج منظم لتحديد حجم مضخة الحريق، يمكن لفرق المشروع تقليل مخاطر الاختيار غير الصحيح للمعدات والتأكد من تصميم نظام الحماية من الحرائق حول أداء مضخة موثوق به ويمكن التحقق منه.
.jpg)
