كيفية حساب سعة خزان مياه الحريق

سعة خزان مياه الحريق ليست رقمًا ثابتًا يتم اختياره من مساحة المبنى فقط. الطريقة الصحيحة تبدأ من التصرف الحاكم لنظام مكافحة الحريق × مدة الإمداد المطلوبة، مع إضافة أي طلب متزامن للـHose أو Standpipe عندما تشترطه معايير التصميم المطبقة.

في هذا الدليل نشرح بصورة عملية كيفية حساب سعة خزان الحريق لأنظمة الرشاشات والـStandpipe، ودور كل من NFPA 22 وNFPA 13 وNFPA 14.

أي كود NFPA يحدد سعة الخزان؟

NFPA 22 يغطي متطلبات خزانات المياه المستخدمة للحماية الخاصة من الحريق من حيث الإنشاء والترتيب والحماية، لكنه لا يستبدل كود التصميم الهيدروليكي الذي يحدد كمية المياه التي يحتاجها النظام.

في أنظمة الرشاشات، يأتي التصرف والمدة من معايير التصميم المطبقة في NFPA 13. وفي أنظمة الـStandpipe يأتي طلب المياه من NFPA 14. لذلك لا يصح تصميم خزان نظام مشترك بقاعدة عامة مثل عدد لترات ثابت لكل متر مربع.

معادلة حساب سعة خزان الحريق

عندما يكون الخزان هو مصدر المياه الذي سيغطي كامل الطلب التصميمي:

حجم المياه القابل للاستخدام = التصرف التصميمي الحاكم × مدة الإمداد المطلوبة.

بالوحدات الأمريكية:

الحجم بالجالون = GPM × الزمن بالدقيقة.

وبالوحدات المترية:

الحجم بالمتر المكعب = L/min × الزمن بالدقيقة ÷ 1000.

المهم هنا أن التصرف الحاكم والمدة لا يتم افتراضهما، بل يؤخذان من معايير تصميم النظام.

الخطوة 1: تحديد Hydraulic Demand للرشاشات

نستخدم الحسابات الهيدروليكية المعتمدة لتحديد طلب الرشاشات عند نقطة مصدر المياه. وإذا كانت معايير التصميم تشترط Hose Stream Allowance فيجب إدخاله ضمن إجمالي طلب المياه.

لا يتم حساب التصرف من عدد الرشاشات الموجودة في المبنى كله؛ التصميم الهيدروليكي يعتمد على Design Area ومعايير الخطورة أو التخزين المطبقة.

الخطوة 2: مراجعة طلب الـStandpipe

إذا كان المبنى يحتوي على Automatic أو Semiautomatic Standpipe، تتم مراجعة التصرف والمدة المطلوبة وفق NFPA 14. وتوضح مواد NFPA الخاصة بالـStandpipe وجود حد أدنى 30 دقيقة لإمداد المياه في الأحكام ذات الصلة بالأنظمة الأوتوماتيكية وشبه الأوتوماتيكية.

إذا كان الـSprinkler والـStandpipe يشتركان في نفس الخزان والطلمبة، فيجب تحديد الطلب المشترك الذي تشترطه القواعد المطبقة، وليس حساب خزان كامل لكل نظام ثم جمع الحجمين بصورة آلية.

الخطوة 3: اختيار مدة الإمداد الصحيحة

مدة إمداد المياه ليست قيمة واحدة لكل المشروعات. معايير NFPA 13 قد تفرض مددًا مختلفة حسب نوع الإشغال والـCommodity وارتفاع وطريقة التخزين ونوع تصميم الرشاشات. وتوجد في مواد NFPA المنشورة أمثلة تصميم تخزين بمدد 60 و90 و120 وحتى 180 دقيقة.

لذلك عبارة مثل “كل خزان رشاشات يتحسب على 60 دقيقة” ليست قاعدة عامة صحيحة؛ يجب مراجعة Design Criteria الخاصة بالمشروع.

مثال حسابي

لنفترض أن الحسابات الهيدروليكية أعطت طلبًا حاكمًا للرشاشات قدره 750 gpm شامل الـHose Allowance المطلوب، ولمدة 60 دقيقة.

حجم المياه القابل للاستخدام:

750 × 60 = 45,000 gallon.

وبالتحويل إلى متر مكعب:

45,000 × 3.785 ÷ 1000 ≈ 170.3 m³.

إذًا نحتاج تقريبًا إلى 170 م³ مياه حريق قابلة للاستخدام لهذا الطلب، قبل استكمال تصميم أبعاد الخزان والمنسوب غير القابل للاستخدام وترتيب السحب وأي متطلبات إضافية للمشروع أو الجهة المختصة.

ملاحظة SESCO الهندسية: السعة الهندسية الإجمالية للخزان ليست بالضرورة هي كمية المياه المتاحة فعليًا للطلمبة. منسوب المياه الأدنى، مكان وصلة السحب، ترتيب الـAnti-Vortex ومناسيب التشغيل قد تجعل جزءًا من الحجم الفعلي غير قابل للاستخدام كاحتياطي حريق.

ماذا لو كان هناك مصدر مياه من الشبكة العمومية؟

إذا كان مصدر مياه خارجي معتمد ومسموحًا له بالمساهمة في طلب الحريق، فقد يؤثر ذلك على كمية التخزين المطلوبة حسب ترتيب التصميم المعتمد. يجب إثبات قدرة المصدر ببيانات موثوقة وقبولها من الجهة المختصة. لا يتم تقليل حجم الخزان اعتمادًا على قراءة Static Pressure واحدة.

Usable Volume أم Nominal Tank Volume؟

بعد حساب كمية المياه المطلوبة، يجب تصميم الخزان بحيث تكون هذه الكمية متاحة فعليًا لنظام الحريق. ومن النقاط التي يجب مراجعتها:

• أقل منسوب تشغيل للمياه؛
• وصلة سحب طلمبة الحريق ومتطلبات الـAnti-Vortex؛
• الـOverflow والـFreeboard؛
• تقسيم الخزان إلى Compartments إذا اشترطه المشروع؛
• طريقة ومعدل إعادة الملء؛
• الدخول والصرف والفحص والصيانة؛
• الأحمال الإنشائية والأساسات؛
• ظروف الحرارة والتآكل وجودة المياه بالموقع.

أخطاء شائعة في حساب سعة خزان الحريق

• تحديد السعة من مساحة المبنى فقط.
• استخدام Rated Flow للطلمبة بدل الطلب الحاكم الفعلي للنظام.
• نسيان Hose Stream Allowance عندما يكون مطلوبًا.
• افتراض مدة ثابتة 30 أو 60 أو 90 دقيقة دون مراجعة Design Criteria.
• جمع حجم خزان كامل للرشاشات مع حجم كامل للـStandpipe دون مراجعة الطلب المتزامن المطلوب.
• اعتبار إجمالي الحجم الهندسي للخزان كله Usable Fire Water.
• تقليل التخزين لأن ضغط الشبكة العمومية يبدو جيدًا دون أساس Water Supply معتمد.

البيانات المطلوبة قبل اختيار الخزان

• الحسابات الهيدروليكية ومعايير تصميم الرشاشات؛
• طلب الـStandpipe إن وجد؛
• مدة إمداد المياه المطلوبة؛
• متطلبات سحب طلمبة الحريق؛
• بيانات إعادة الملء أو مصدر المياه العمومي؛
• نوع الخزان والمساحة والارتفاع المتاحان؛
• مواصفات المشروع ومتطلبات الجهة المختصة.

كيف تساعدك SESCO؟

يمكن لـSESCO تنسيق سعة تخزين مياه الحريق مع الحسابات الهيدروليكية واختيار طلمبة الحريق وترتيب السحب بحيث يتم تصميم الخزان والطلمبة والشبكة كنظام واحد. يمكنك الاطلاع على خدمات طلمبات الحريق أو إرسال الحسابات الهيدروليكية للمشروع إلى فريقنا الهندسي.

هذا المقال إرشادي عام. السعة النهائية للخزان يجب أن تعتمد على الحسابات الهيدروليكية الخاصة بالمشروع، وإصدارات الأكواد المعتمدة، ومتطلبات المصنع والجهة المختصة.