Hệ thống phun nước chữa cháy chỉ đáng tin cậy như đường ống dẫn nước vào đám cháy. Khi đầu phun nước kích hoạt, mạng lưới đường ống phải ngay lập tức cung cấp đủ lưu lượng và áp suất-không rò rỉ, không hạn chế, không có điểm yếu. Lỗi thiết kế hoặc lựa chọn vật liệu không chính xác có thể khiến hệ thống hoạt động không hiệu quả khi tính mạng và tài sản đang bị đe dọa.
Hướng dẫn này bao gồm các yếu tố cần thiết của đường ống phun nước chữa cháy: tiêu chuẩn áp dụng, tùy chọn vật liệu (thép, CPVC, thép không gỉ), nguyên tắc bố trí và kích thước ống, phương pháp nối và cân nhắc lắp đặt. Cho dù bạn đang thiết kế một tòa nhà thương mại mới, trang bị thêm cơ sở hiện có hay chỉ định sản phẩm cho nhà kho thì việc hiểu rõ những nguyên tắc cơ bản này sẽ giúp bạn xây dựng một hệ thống đáng tin cậy,-tuân thủ quy tắc.
Các tiêu chuẩn và quy tắc áp dụng
Đường ống phun nước chữa cháy được quản lý chặt chẽ. Ở Bắc Mỹ, tài liệu tham khảo chính là NFPA 13 (Tiêu chuẩn lắp đặt hệ thống phun nước). Các tài liệu quan trọng khác bao gồm:
NFPA 13: Yêu cầu lắp đặt, bao gồm vật liệu ống, khoảng cách hỗ trợ và giằng chống địa chấn
NFPA 13R: Giảm yêu cầu về sức chứa nhà ở tối đa bốn tầng
NFPA 13D: Một- và hai-nhà ở gia đình và nhà tiền chế
ASTM A135 / A795: Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn-điện trở-dùng để chống cháy
ASTM F442/F437: Tiêu chuẩn đường ống chữa cháy CPVC
Phê duyệt UL và FM: Danh sách-bên thứ ba mà hầu hết các mã đều yêu cầu đối với các bộ phận của vòi phun nước
Luôn tham khảo ý kiến sửa đổi của địa phương. Một số khu vực pháp lý hạn chế một số vật liệu nhất định hoặc yêu cầu xếp hạng áp suất cao hơn mức tối thiểu.
Tùy chọn vật liệu cho đường ống phun nước chữa cháy
Ống thép đen
Thép đen là vật liệu truyền thống và phổ biến nhất cho hệ thống phun nước chữa cháy thương mại. Nó là thép cacbon không tráng phủ, thường được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A795 hoặc A135. Thép đen có độ bền cao, khả năng chống cháy tuyệt vời và hiệu suất thủy lực có thể dự đoán được. Nó phù hợp với các hệ thống-ướt, khô và trước tác động.
Ưu điểm:Mạnh mẽ, phổ biến rộng rãi, mã-được chấp nhận ở mọi nơi,-hiệu quả về mặt chi phí ở đường kính lớn hơn, xử lý áp suất cao
Nhược điểm:Nặng, cần ren hoặc hàn, dễ bị ăn mòn bên trong trong hệ thống ẩm ướt theo thời gian, tường nặng làm giảm đường kính trong một chút
Tốt nhất cho:Tòa nhà thương mại, nhà kho, cơ sở công nghiệp, nhà ở dành cho nhiều hộ gia đình
Ống thép mạ kẽm
Thép mạ kẽm là thép đen có lớp phủ kẽm nhúng nóng-. Nó chống ăn mòn tốt hơn thép đen, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho đường ống khô và hệ thống tác động trước{2}}khi nước có thể đọng lại trong đường ống trong thời gian dài.
Ưu điểm:Khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép đen, đặc biệt là trong hệ thống khô
Nhược điểm:Lớp phủ kẽm có thể bong tróc và làm tắc đầu phun nước theo thời gian trong hệ thống ẩm ướt, chi phí cao hơn, ren làm hỏng lớp phủ
Tốt nhất cho:Đường ống khô và hệ thống tác động trước{0}}, môi trường ăn mòn (phải được phê duyệt)
Ống thép không gỉ
Thép không gỉ (thường là Loại 304 hoặc 316) có khả năng chống ăn mòn vượt trội và bề mặt bên trong mịn màng. Nó ngày càng được chỉ định cho các môi trường khắc nghiệt, phòng sạch và nơi ưu tiên tuổi thọ lâu dài.
Ưu điểm:Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, lỗ khoan trơn tru (mất ma sát thấp hơn), bề ngoài nhẹ, sạch sẽ
Nhược điểm:Chi phí vật liệu cao hơn, đòi hỏi các công cụ cắt và ép chuyên dụng, không được dự trữ rộng rãi
Tốt nhất cho:Cơ sở ven biển, nhà máy hóa chất, chế biến thực phẩm, trung tâm dữ liệu, bệnh viện, trang bị thêm ở những nơi trọng lượng quan trọng
CPVC (Polyvinyl clorua clo hóa)
CPVC là vật liệu ống nhựa được NFPA 13 phê duyệt cho các khu vực có nguy cơ nhẹ (văn phòng, phòng khách sạn, khu dân cư). Nó nhẹ và được nối bằng xi măng dung môi, loại bỏ công việc sử dụng nhiệt.
Ưu điểm:Rất nhẹ, lắp đặt nhanh, không cần ren hoặc hàn, chống ăn mòn-, chi phí lắp đặt thấp
Nhược điểm:Giới hạn ở mức nguy hiểm ánh sáng, hạn chế ở những không gian kín có khả năng chịu nhiệt cao, có thể trở nên giòn theo tuổi tác hoặc tiếp xúc với tia cực tím, không được phép ở tất cả các khu vực pháp lý
Tốt nhất cho:Khu dân cư, hành lang khách sạn, tòa nhà văn phòng, cơ sở hỗ trợ sinh hoạt
Ống đồng
Đồng đôi khi được sử dụng trong các hệ thống phun nước chữa cháy, thường là trong các ứng dụng dân dụng hoặc chuyên dụng. Nó được nối bằng cách hàn hoặc hàn đồng.
Ưu điểm:Nhẹ, chống ăn mòn (với thành phần hóa học nước phù hợp), tiếp xúc có tính thẩm mỹ cao
Nhược điểm:Đắt tiền, yêu cầu hàn hàn cho các hệ thống che giấu (hàn không được phép bởi một số mã), mềm hơn thép
Tốt nhất cho:Hệ thống tiếp xúc trong các khu vực nhạy cảm về mặt kiến trúc, trang bị thêm một số
Kích thước ống và thiết kế thủy lực
Kích thước đường ống thích hợp đảm bảo rằng mọi đầu phun nước đều nhận được lưu lượng và áp suất phù hợp. NFPA 13 yêu cầu tính toán thủy lực cho hầu hết các hệ thống thương mại (phương pháp lịch trình đường ống đã lỗi thời ngoại trừ các hệ thống rất nhỏ).
Nguyên tắc thủy lực chính
Lưu lượng (Q): Được đo bằng gallon trên phút (gpm). Đầu phun nước có lưu lượng định mức dựa trên hệ số K- và áp suất.
Áp suất (P): Đo bằng psi. Tổn thất ma sát qua đường ống và phụ kiện làm giảm áp lực giữa nguồn cấp nước và vòi phun nước.
Tổn thất do ma sát: Phụ thuộc vào vật liệu ống (hệ số C{0}}), đường kính và tốc độ dòng chảy. Thép có hệ số C-là 120; CPVC thường là 150; lỗ khoan trơn bằng thép không gỉ có thể sử dụng 140-150.
Hướng dẫn định cỡ
Các đường nhánh thường dao động từ 1 đến 2 inch
Vượt qua nguồn điện thường từ 2 đến 4 inch
Nguồn cấp dữ liệu chính có thể từ 4 đến 8 inch hoặc lớn hơn tùy theo nhu cầu hệ thống
Vận tốc thường phải ở mức dưới 20 feet mỗi giây để ngăn búa nước
Sử dụng phần mềm tính toán thủy lực (ví dụ SprinkCAD, Elite, HASS) để xác minh rằng tất cả các vòi phun nước đều hoạt động trong phạm vi áp suất của chúng.
Nguyên tắc bố cục
Lưới so với hệ thống cây và vòng lặp
Hệ thống cây:Một nguồn cấp dữ liệu chính cung cấp các dòng nhánh. Tổn hao ma sát đơn giản nhất nhưng cao nhất. Được phép cho các hệ thống nhỏ.
Hệ thống vòng lặp:Thân chính tạo thành vòng quanh khu vực, các nhánh hướng vào trong. Cung cấp hai đường dẫn dòng chảy, giảm tổn thất áp suất.
Hệ thống lưới:Nhiều đường dây chính và đường nhánh được kết nối với nhau. Hiệu quả về mặt thủy lực nhất và phổ biến cho các không gian thương mại lớn.
Khoảng cách dòng nhánh
Khoảng cách giữa các vòi phun được điều chỉnh bởi diện tích che phủ trên đầu (thường là 100-225 mét vuông đối với các vòi phun tiêu chuẩn). Các đường nhánh được phân cách theo danh sách vòi phun nước. Khoảng cách chung:
Nguy hiểm nhẹ:Các đường nhánh cách nhau 15 feet, vòi phun nước 15 feet dọc theo nhánh (225 mét vuông)
Nguy hiểm thông thường:Khoảng cách 12-15 feet
Nguy hiểm thêm:Khoảng cách 8-10 feet
Độ dốc cho hệ thống khô
Đường ống khô và hệ thống-tác động trước phải được bố trí để thoát nước ngưng tụ và nước khỏi quá trình thử nghiệm. NFPA 13 yêu cầu độ dốc tối thiểu là 1/2 inch trên 10 feet (hoặc 1/4 inch trên 10 feet đối với một số cấu hình nhất định). Cần có cống phụ ở những điểm thấp.
Các phương pháp nối ống phun nước chữa cháy
Kết nối theo luồng
Việc tạo ren là phổ biến đối với ống thép có đường kính lên đến 6 inch, mặc dù việc tạo ren tại hiện trường trên 4 inch là rất hiếm. Các sợi chỉ phải được cắt, doa và bịt kín bằng chất bịt kín ren được liệt kê (băng Teflon hoặc chất khử ống). Việc ren loại bỏ lớp phủ mạ kẽm trên ống mạ kẽm, đòi hỏi phải sửa lại-tại hiện trường.
Kết nối hàn
Hàn cung cấp các mối nối có độ bền-đầy đủ nhưng cần có giấy phép làm việc nóng và thợ hàn có trình độ. Thường được sử dụng cho đường kính lớn hơn hoặc nơi không có phụ kiện ren. Không được phép hàn trên ống mạ kẽm mà không mài bỏ lớp phủ và -lớp phủ lại.
Kết nối có rãnh (cơ khí)
Khớp nối có rãnh đã trở thành tiêu chuẩn cho hệ thống phun nước chữa cháy thương mại trên 2 inch. Một rãnh được cắt hoặc cuộn vào các đầu ống và khớp nối bằng các miếng đệm và bu lông vỏ với nhau.
Thuận lợi:Cài đặt nhanh, cho phép một số sai lệch và di chuyển, không cần ren hoặc hàn, dễ dàng sửa đổi sau này.
Cân nhắc:Cần có thiết bị lăn-có rãnh, khớp nối có giá cao hơn khớp nối có ren.
Chiếm ưu thế ở:Hầu hết các hệ thống phun nước chữa cháy thương mại hiện nay.
Nhấn vào-Fit Connections
Hệ thống báo chí{0}}phù hợp có sẵn cho dịch vụ phun nước chữa cháy (được liệt kê trong danh sách UL{1}}). Họ cung cấp khả năng kết nối nhanh chóng, dễ dàng nhưng bị giới hạn ở một số kích thước nhất định và có thể yêu cầu danh sách cụ thể.
Danh sách kiểm tra lựa chọn sản phẩm
Khi lựa chọn các bộ phận cho hệ thống đường ống phun nước chữa cháy, hãy xác minh:
Vật liệu ống:Được liệt kê cho dịch vụ phun nước chữa cháy (UL hoặc FM). Ống nước tiêu chuẩn không được chấp nhận.
Độ dày của tường:Lịch 10, Lịch 40 hoặc Lịch 80 tùy theo áp suất và mã địa phương. Tường nhẹ (Bảng 10) là loại phổ biến cho thép trong các hệ thống thương mại.
Phụ kiện:Được liệt kê để sử dụng phun nước chữa cháy. Sắt dễ uốn hoặc sắt dẻo dùng làm ren, được liệt kê cụ thể cho loại có rãnh.
Móc treo và giá đỡ:Yêu cầu về khoảng cách NFPA 13 (thường là 10-12 feet đối với ống thép, ít hơn đối với CPVC). Chống chấn động theo yêu cầu.
Bảo vệ chống ăn mòn:Đối với hệ thống khô, hãy xem xét mạ kẽm hoặc thép không gỉ. Đối với các hệ thống ẩm ướt có nước ăn mòn, hãy xem xét lớp phủ không gỉ hoặc lớp phủ bên trong.
Van:Các van điều khiển được liệt kê (OS&Y, bướm hoặc PIV) có công tắc giả mạo.
Những lỗi thiết kế phổ biến cần tránh
Nguồn điện nhỏ
Ống quá khổ tốn nhiều vật liệu hơn nhưng kích thước quá nhỏ gây ra dòng chảy không đủ. Tính toán thủy lực phải xác minh rằng vòi phun nước ở xa nhất nhận được áp suất yêu cầu tối thiểu.
Không có hệ thống thoát nước trong hệ thống khô
Nước bị mắc kẹt trong hệ thống đường ống khô sẽ đóng băng hoặc gây ăn mòn. Đảm bảo độ dốc và cống phụ tại mọi điểm thấp.
Khoảng cách hỗ trợ không phù hợp
CPVC yêu cầu khoảng cách hỗ trợ gần hơn thép (thường là 6 feet so với . 10-12 feet). Các giá đỡ bằng thép cách nhau quá xa sẽ dẫn đến hiện tượng võng và căng khớp.
Trộn các kim loại khác nhau
Tiếp xúc trực tiếp giữa thép và đồng hoặc thép không gỉ gây ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Sử dụng các hiệp hội điện môi hoặc các phụ kiện chuyển tiếp đã được phê duyệt.
Bỏ qua các yêu cầu về địa chấn
Trong vùng có địa chấn, đường ống phải có khớp nối linh hoạt, giằng lắc và khoảng trống xung quanh các điểm xuyên thấu. NFPA 13 có các điều khoản thiết kế địa chấn cụ thể.
Thực hành tốt nhất về cài đặt
Cắt ống vuông vức và mài nhẵn kỹ lưỡng, đặc biệt đối với các kết nối có rãnh hoặc ren.
Đừng-siết chặt các phụ kiện có ren. Siết quá-có thể làm nứt các phụ kiện hoặc làm biến dạng các sợi chỉ.
Sử dụng chất bôi trơn được liệt kê trên các miếng đệm có rãnh và tuân theo các thông số kỹ thuật về mô-men xoắn của nhà sản xuất.
Lắp móc treo trước khi đổ nước vào. Trọng lượng ống tăng đáng kể với nước.
Xả hệ thống sau khi lắp đặt để loại bỏ các mảnh vụn có thể làm tắc vòi phun nước.
Kiểm tra áp suất thủy tĩnh ở mức tối thiểu 200 psi hoặc 50 psi trên áp suất hệ thống (tùy theo mức nào cao hơn) trong 2 giờ.
Phần kết luận
Một hệ thống đường ống phun nước chữa cháy được thiết kế tốt sẽ cân bằng được việc tuân thủ quy tắc, hiệu suất thủy lực, lựa chọn vật liệu và tính khả thi của việc lắp đặt. Thép đen với khớp nối có rãnh vẫn là tiêu chuẩn công nghiệp cho hầu hết các ứng dụng thương mại. CPVC cung cấp tùy chọn gọn nhẹ,{3}}chi phí thấp cho những nơi có nguy cơ nhẹ. Thép không gỉ cung cấp khả năng chống ăn mòn vượt trội cho các môi trường đòi hỏi khắt khe. Lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào phân loại nguy cơ chiếm dụng, quy mô tòa nhà, quy định địa phương và ngân sách.
Kích thước phù hợp, bố cục chính xác và lựa chọn sản phẩm cẩn thận đảm bảo rằng khi xảy ra hỏa hoạn, hệ thống sẽ cung cấp nước đến nơi cần thiết-mọi lúc.
Cần trợ giúp xác định đường ống phun nước chữa cháy cho dự án tiếp theo của bạn?
Chúng tôi cung cấp ống, phụ kiện, khớp nối có rãnh và van chống cháy được liệt kê theo tiêu chuẩn UL/FM- bằng thép, thép không gỉ và CPVC. Nhóm của chúng tôi có thể hỗ trợ lựa chọn vật liệu, các câu hỏi về tuân thủ quy tắc và thông số kỹ thuật của sản phẩm.
Liên hệ với chuyên gia phòng cháy chữa cháy của chúng tôingay hôm nay để được hỗ trợ kỹ thuật hoặc báo giá.