في أي نظام للحماية من الحرائق، تعتبر مضخة الحريق هي القلب الذي يضمن تدفقًا كافيًا وموثوقًا للمياه عند الحاجة إليها. ومع ذلك، فإن فعالية مضخة الحريق تكون بنفس فعالية مصدر المياه الذي يغذيها. بدون كمية كافية من الماء والضغط، حتى نظام مضخات الحريق الأكثر تقدمًا لا يمكن أن يعمل على النحو المنشود. فهمالحد الأدنى من متطلبات إمدادات المياه لمضخات الحريقيعد أمرًا ضروريًا لمصممي الأنظمة وأصحاب المباني والمهندسين الذين يهدفون إلى الالتزام بهNFPA 20ورموز الحرائق المحلية.
ستناقش هذه المقالة المعلمات الرئيسية التي تحدد الحد الأدنى من متطلبات إمدادات المياه لمضخات الحريق، بما في ذلك اختيار المصدر، ومعايير الضغط والتدفق، والمدة، واعتبارات التصميم العملي.
الغرض من مضخة الحريق هو تعزيز ضغط المياه داخل نظام الحماية من الحرائق - سواء للرشاشات أو الصنابير أو بكرات الخراطيم - لضمان وصول كمية كافية من المياه إلى منطقة الحريق بتدفق وضغط مناسبين.
إذا كانت إمدادات المياه غير كافية، فإن موثوقية النظام بأكمله معرضة للخطر. نقص المياه يمكن أن يسبب:
انخفاض الضغط عند منافذ الخراطيم أو رؤوس الرشاشات.
إخماد الحرائق بشكل غير كامل، مما يسمح بانتشار النيران.
التجويف داخل المضخة، مما يؤدي إلى أضرار ميكانيكية.
الفشل في تلبية متطلبات NFPA أو السلطة المحلية، مما يؤدي إلى عدم الامتثال.
ولذلك، التأكد من أنإمدادات المياه كافية ومستدامةهو جزء غير قابل للتفاوض من تصميم مضخة الحريق.
الNFPA 20: معيار تركيب المضخات الثابتة للحماية من الحرائقيحدد المعيار لتحديد متطلبات إمدادات المياه. وفقًا للمعيار NFPA 20، يجب أن تتمتع مضخة الحريق بمصدر مياه موثوق وكافٍ وقادر على توفير الاحتياجات المطلوبةمعدل التدفق (GPM أو L/min)والضغط (PSI أو بار)طوال مدة الحريق.
تؤكد المدونة أيضًا على أن إمدادات المياه يجب أن تكون قادرة على الاستمرار في التشغيلعلى الأقل للمدة المطلوبة لنظام الحماية من الحرائق الأكثر تطلبًا- تتماشى عادةً مع NFPA 13 (للرشاشات) أو NFPA 14 (لأنظمة الأنابيب الرأسية).
الالحد الأدنى من متطلبات إمدادات المياهيتم تعريفه في المقام الأول من خلال عاملين:
ويعتمد معدل التدفق المطلوب على نوع النظام وتصنيف مخاطر الحريق في المبنى.
أنظمة الرش:يتم تحديده حسب منطقة طلب النظام وكثافته (على سبيل المثال، 500-1500 جالون في الدقيقة لمعظم المباني التجارية).
أنظمة الأنابيب العمودية:تتطلب عادة500 جالون في الدقيقة للأنبوب الرئيسي الأولبالإضافة إلى250 جرام لكل واحد إضافي، ما يصل إلى إجمالي 1000 جالونًا في الدقيقة.
الأنظمة المجمعة:استخدم أعلى الطلبين (الرش أو الأنبوب العمودي).
يجب أن توفر مضخة الحريق ضغطًا كافيًا في أبعد نقطة في النظام. الالضغط المتبقييجب أن تستوفي متطلبات تصميم النظام بعد حساب جميع الخسائر في الأنابيب والتجهيزات والارتفاعات.
على سبيل المثال، يمكن تصنيف مضخة الحريق النموذجية على أنها750 جالونًا في الدقيقة عند 100 رطل لكل بوصة مربعةأو2000 جالون في الدقيقة @ 150 رطل لكل بوصة مربعة، حسب حجم المبنى وارتفاعه.
جانب آخر حاسم هوالمدة التي يجب أن تحافظ فيها إمدادات المياه على التدفق والضغط المطلوبين. يحدد معيار NFPA 22 (المعيار الخاص بخزانات المياه للحماية من الحرائق الخاصة) الفترات بناءً على نوع النظام:
الإشغالات الخفيفة الخطرة:الحد الأدنى 30 دقيقة.
الوظائف الخطرة العادية:الحد الأدنى 60-90 دقيقة.
وظائف عالية الخطورة:الحد الأدنى 90-120 دقيقة.
بالنسبة للمنشآت الصناعية أو مرافق التخزين الكبيرة، يمكن أن تمتد المدة إلى2 ساعة أو أكثرمما يضمن استمرار القدرة على مكافحة الحرائق قبل وصول المساعدة الخارجية.
يسمح NFPA 20 بمصادر مياه متعددة، ولكن يجب أن يكون كل منها كذلكموثوقة وقادرة على توفير التدفق والضغط المناسبين. الأنواع الرئيسية تشمل:
يوفر خزان التغذية بالجاذبية أو خزان الشفط مصدرًا ثابتًا للمياه متصل مباشرة بشفط مضخة الحريق. الدبابةحجم قابل للاستخداميجب أن يفي بالمدة المطلوبة ومعدل التدفق للنظام.
عند توصيله بنظام مياه المدينة، يجب التحقق من الإمداد من خلال أاختبار تدفق الصنبورللتأكد من أن التدفق والضغط المتاحين يلبيان متطلبات التصميم - حتى خلال فترات ذروة الاستخدام.
بالنسبة للمرافق التي يمكنها الوصول إلى المسطحات المائية الطبيعية، يجب أن يمنع تصميم السحب الرواسب أو الحطام أو الهواء من دخول المضخة. غالبًا ما يتم استخدام مصافي الشفط وصمامات القدم لضمان ظروف شفط نظيفة ومستقرة.
تجمع بعض الأنظمة بين المصادر، مثل المياه البلدية المكملة بخزان الشفط، لضمان التكرار والموثوقية في حالة انقطاع الإمدادات.
يجب أن تعمل مضخة الحريقرأس الشفط الإيجابي الصافي (NPSH) المناسبلمنع التجويف. يمكن أن يؤدي التجويف إلى إتلاف دافعات المضخة بشدة وتقليل الكفاءة.
للحفاظ على ظروف الشفط الآمنة:
المستوى الماءفي الخزان أو المصدر يجب أن يكون دائمًا فوق مدخل المضخة.
الأنابيب الشفطيجب أن تكون قصيرة ومستقيمة قدر الإمكان.
يجب ألا ينخفض ضغط الشفط في المضخة عن مستوى NPSH المطلوب المتوفر (NPSHA).
لمضخات الحريق التوربينية العمودية، لا يمثل NPSH عادةً مشكلة نظرًا لأن دافعات المضخة مغمورة في مصدر المياه.
عند تحديد المطلوبسعة الخزان أو حجم الخزان، توفر المعادلة التالية تقديرًا بسيطًا:
الحجم المطلوب (جالون) = معدل التدفق (GPM) × المدة (بالدقائق)
على سبيل المثال:
إذا كان تدفق النار المطلوب هو 1000 جالون في الدقيقة والمدة 90 دقيقة:
1000 × 90 = 90.000 جالون
يجب أن يتم تصميم هذا الخزان بسعة إضافية يمكن وضعها في الاعتبارحجم غير قابل للاستخدام(تحت مستوى أنبوب الشفط) والتسرب المحتمل.
قبل الانتهاء من تصميم مضخة الحريق، يجب اختبار مصدر المياه والتحقق منه لضمان الأداء المتسق. تتضمن خطوات التحقق ما يلي:
إجراءاختبارات التدفقعند صنابير إطفاء الحرائق أو رؤوس الاختبار.
القياسالضغوط الساكنة والمتبقية والتدفقية.
محاكاة أسوأ السيناريوهات، مثل الاستخدام المنزلي المتزامن.
مراجعة التأثيرات الموسمية أو آثار الجفاف على المصادر الطبيعية.
يتطلب NFPA 25 (فحص واختبار وصيانة أنظمة الحماية من الحرائق القائمة على الماء) إجراء اختبارات دورية لضمان استمرار عمل كل من إمدادات المياه ومضخة الحريق كما هو مصمم.
عند تصميم أو تركيب مضخات الحريق، هناك عدة عوامل عملية تؤثر على كفاية إمدادات المياه:
فرق الارتفاع:تتطلب المباني الواقعة على المنحدرات أو الأراضي المرتفعة ضغطًا إضافيًا للرأس.
خسائر الاحتكاك:يمكن أن تتسبب الأنابيب الطويلة أو الأصغر حجمًا في حدوث انخفاض كبير في الضغط.
التوسع المستقبلي:خطط دائمًا للزيادات المحتملة في طلب النظام.
التكرار:تعمل مصادر المياه المزدوجة أو المضخات الاحتياطية على تعزيز موثوقية النظام.
ومن الضروري أيضًا التنسيق مع السلطات المحلية وشركات التأمين لضمان الامتثال لكليهماNFPA 20وAHJ (السلطة ذات الاختصاص)المتطلبات.
تنبع العديد من حالات فشل أنظمة مكافحة الحرائق من سوء فهم احتياجات إمدادات المياه أو التقليل من تقديرها. تشمل الأخطاء الشائعة ما يلي:
الاعتماد فقط على الإمدادات البلدية دون التحقق من القدرة الفعلية.
حجم أنبوب الشفط غير صحيح أو رفع الشفط المفرط.
استخدام خزان بحجم أقل من المدة المطلوبة.
تجاهل فقدان الضغط في تخطيطات الأنابيب المعقدة.
عدم وجود تفتيش روتيني وصيانة لمصادر المياه.
إن تجنب هذه المخاطر يضمن أن نظام مضخة الحريق الخاص بك يعمل بشكل فعال أثناء حالات الطوارئ.
الالحد الأدنى من متطلبات إمدادات المياه لمضخات الحريقإنه أكثر من مجرد مربع اختيار للامتثال - فهو عامل أساسي في أداء وموثوقية نظام الحماية من الحرائق بالكامل. يضمن مصدر المياه المصمم بشكل صحيح أن مضخة الحريق الخاصة بك يمكنها توفير التدفق والضغط اللازمين في جميع ظروف الطوارئ.
سواء كان مصدرها مصدر رئيسي أو خزان أو خزان بلدي، يجب أن يكون الإمداد موثوقًا ومستدامًا وكافيًا للوفاء بمعايير NFPA 20. من خلال التقييم الشامل لسعة مصدر المياه، وظروف الشفط، والمدة، يمكن للمصممين وأصحاب المباني التأكد من أن أنظمة الحماية من الحرائق الخاصة بهم ستعمل على النحو المنشود عندما تكون الأرواح والممتلكات على المحك.
