FM Global DS 3-0: Hidrolik Olarak En Uzak Sprinkler ve Tasarım Alanı Hesabı

Sprinkler hidrolik hesabı sistemin en zor noktasından başlar. FM DS 3-0 (Hydraulics of Fire Protection Systems, March 2010) bu noktayı "hidrolik olarak en uzak sprinkler" (most hydraulically remote sprinkler) olarak tanımlar ve hesabı oradan kolon tabanına (base of riser, BOR) kadar götürür (Madde 2.1.2.1-2.1.2.3, s.17-34). Tasarım (yoğunluk ve tasarım alanı ya da sprinkler sayısı ve basınç) kullanım alanına özgü veri sayfasından gelir: depolama dışı alanlarda DS 3-26, depolamada DS 8-9.

En Uzak Sprinklerdeki Debi ve Basınç (Madde 2.1.2.2.1)

• Yoğunluk/tasarım alanı biçimi: q = D × S × L (Denklem 3); D yoğunluk, S branşman üzerindeki sprinkler aralığı, L branşmanlar arası aralık. Debi L/dk'da 5'in katına yuvarlanır. Basınç p = (q/K)² (Denklem 4), bar'da 0,01'e yuvarlanır.
• Sprinkler sayısı/basınç biçimi: en uzak sprinklerdeki asgari basınç verilir, debi q = K × √p ile bulunur (Denklem 7).
• DS 3-26'daki yoğunluk/alan tasarımlarında en uzak sprinklerde her durumda en az 0,5 bar sağlanır (DS 3-26 Madde 2.3.1.11).

Tasarım Alanının Büyüklüğü, Biçimi ve Konumu (Madde 2.1.2.2.2-2.1.2.2.5)

• Hesaba giren toplam sprinkler sayısı: TNOS = DA / (S × L) (Denklem 10).
• Branşman başına sprinkler sayısı: NORSBL = SF × √DA / S (Denklem 11). Kullanım veri sayfası aksini söylemiyorsa şekil faktörü SF, eğimi 5° ve altındaki tavanlarda 1,2, 5°'den dik tavanlarda 1,4'tür. Sonuç standart kurala göre yuvarlanır.
• Ağaç tipi sistem: en uzak sprinkler çoğunlukla açıktır; farklı çaplar varsa borular eşdeğer uzunluk yöntemiyle (Denklem 13) tek çap ve C değerine çevrilerek belirlenir.
• Izgara sistem: en uzak sprinkler açık değildir; "düzenli" ızgarada eğiklik (skew) formülü (Denklem 14) yaklaşık konumu verir, diğerlerinde bilgisayar programıyla deneme-yanılma gerekir.
• Tasarım alanı en uzak sprinklerden başlanarak yerleştirilir; TNOS/NORSBL tam sayı değilse artan sprinklerler aynı branşmanda bitişik ve ağaç tipte dağıtım ana hattına, ızgarada yakın ana hatta olabildiğince yakın konur.

Kolon Tabanına Kadar Hesap (Madde 2.1.2.3)

1. En uzak sprinklerden başlayıp Hazen-Williams formülüyle (Denklem 15) bir sonraki sprinklere kadar sürtünme kaybı hesaplanır, basınca eklenir ve o sprinklerin debisi q = K × √p ile bulunur.
2. Tasarım alanındaki son sprinklere, sonra branşmanın dağıtım ana hattına (veya kolon nipeline) bağlantısına kadar devam edilir; burada branşmanın K değeri K_hat = Q / √P ile hesaplanır (Denklem 18).
3. İki akış ortak bir noktada farklı basınçlarla buluşursa düşük basınçlı akış yüksek basınca dengelenir: Q_düz = Q_D × [(P_Y − P_E) / (P_D − P_E)]^0,5 (Denklem 19; iki sistemin dengelenmesi gibi büyük debilerde üs 0,54).
4. Dağıtım ana hattında her branşman için Q = K_hat × √P (Denklem 20) eklenerek kolon tabanına ilerlenir; sürtünme ve kot farkı (0,098 bar/m, Denklem 2) eklenir.
5. FM hesap yönteminde hız basıncı kullanılmaz (Madde 2.1.2.3.1). Bağlantı parçaları, akışın yönünü veya hızını değiştiriyorsa eşdeğer uzunlukla hesaba katılır (s.27).

Hesap Örneği: HC-2 İmalat Alanı

Makine atölyesi (HC-2), tavan 9 m'nin altında, ıslak sistem, düz tavan. DS 3-26 Tablo 2.3.1.10 tasarımı: 8 mm/dk × 230 m². K115 (K8.0) standart sprinkler, S = 3,5 m, L = 3,4 m (11,9 m²; HC-2 sınırı 12,1 m² ve 4,6 m, DS 2-0 Tablo 2.5.2.3.1.1(b)).

• En uzak sprinkler debisi: q = 8 × 3,5 × 3,4 = 95,2 → 95 L/dk
• En uzak sprinkler basıncı: p = (95/115)² = 0,68 bar (DS 3-26'daki 0,5 bar asgarisinin üstünde)
• Tasarım alanındaki sprinkler sayısı: 230 / 11,9 = 19,3 → 20 sprinkler
• Branşman başına sprinkler: 1,2 × √230 / 3,5 = 5,2 → 5; tasarım alanı 4 branşman × 5 sprinkler
• Asgari sprinkler debisi: 20 × 95 = 1.900 L/dk; gerçek kolon tabanı debisi, hat boyunca artan basınç nedeniyle daha yüksektir
• Hortum payı: 950 L/dk (DS 3-26 2.3.1.12); su kaynağı eğrisinden düşülür (DS 3-0 Madde 2.1.2.4.4)
• Süre: 60 dakika (DS 3-26 2.3.1.13); asgari su hacmi (1.900 + 950) × 60 = 171 m³, gerçek sprinkler debisiyle daha fazla

Su Kaynağıyla Karşılaştırma (Madde 2.1.1.6 ve 2.1.2.4)

• Şehir şebekesi test sonucu statik basınç ve ölçülen debideki kalan basınç olarak N^1,85 kâğıdına işlenir; yangın pompasında en az üç nokta kullanılır: kapalı vana, anma debisinin %100'ü ve %150'si (2.1.1.6.1).
• Test sonucu, etkin noktadan kolon tabanına kadar sürtünme ve kot farkına göre taşınır (2.1.1.6.2).
• Sprinkler talep eğrisi, kolon tabanındaki talep noktası ile en yüksek sprinklerin kot basıncından çizilir: P₂ = (Q₂/Q₁)^1,85 × (P₁ − P_E) + P_E (Denklem 25).
• Hortum payı düşülmüş su kaynağı eğrisi talebi gerekli süre boyunca karşılıyorsa sistem "yeterli" (adequate), karşılamıyorsa "yetersiz" (inadequate) sayılır (2.1.2.4.5). DS 3-0 ayrı bir güvenlik payı tanımlamaz.
• Yangın pompası seçiminde pompa, anma debisinin %150'sinde anma basıncının en az %65'ini vermelidir (DS 3-7 Madde 2.4, s.13).
• Mevcut su kaynağı için 12 aydan eski olmayan akış testi verisi kullanılır (DS 2-0 Madde 2.6.4.6).

Hızlı Kontrol Listesi

• Tasarım biçimi (yoğunluk/alan veya sprinkler sayısı/basınç) kullanım veri sayfasından alındı
• En uzak sprinkler debisi ve basıncı Denklem 3-4 veya 7 ile hesaplandı
• Şekil faktörü 1,2 (≤5°) veya 1,4 (>5°) ile branşman başına sprinkler sayısı bulundu
• Izgara sistemde en uzak nokta bilgisayar programıyla belirlendi
• Birleşme noktalarında hidrolik dengeleme yapıldı; hız basıncı kullanılmadı
• Hortum payı su kaynağı eğrisinden düşüldü; süre kontrol edildi
• Akış testi 12 aydan yeni

MEP Calc — 110+ Mühendislik Hesap Modülü

Sprinkler, yangın pompası ve FM-200 gazlı söndürme dahil 21 yangın hesabının yanı sıra ısıtma, soğutma, HVAC, sıhhi tesisat, buhar ve doğalgaz için 110+ modül sunan MEP Calc iOS uygulamasını App Store'dan indirebilirsiniz. Tüm mekanik tesisat hesaplarınız tek uygulamada.

MEP Calc'i App Store'dan indir

Sık Sorulan Sorular

Hidrolik olarak en uzak sprinkler her zaman en uzak veya en yüksek sprinkler midir?

Her zaman değil. FM DS 3-0 Madde 2.1.2.2.4'e göre ağaç tipi sistemlerde en uzak sprinkler çoğunlukla açıktır, ancak farklı boru çapları varsa borular eşdeğer uzunluk yöntemiyle (Denklem 13) karşılaştırılarak belirlenir. Izgara sistemlerde konum açık değildir; düzenli ızgarada eğiklik formülü yaklaşık yer verir, diğer durumlarda bilgisayar programıyla deneme-yanılma gerekir.

Tasarım alanı kaç sprinkler kapsar?

DS 3-0 Denklem 10'a göre TNOS = tasarım alanı / (S × L). Örneğin DS 3-26'nın HC-2 tasarımı 230 m² ve sprinkler başına 11,9 m² ile 19,3, yani 20 sprinkler eder. Branşman başına sayı Denklem 11 ile, düz tavanda 1,2 şekil faktörüyle bulunur: 1,2 × √230 / 3,5 = 5 sprinkler.

Su kaynağı ile talep arasında ne kadar güvenlik payı gerekir?

FM DS 3-0 ayrı bir güvenlik payı tanımlamaz. Madde 2.1.2.4.5'e göre hortum payı düşülmüş su kaynağı eğrisi, talebi gerekli süre boyunca karşılıyorsa sistem yeterli, karşılamıyorsa yetersiz sayılır. Ölçüm belirsizliğine karşı güncel veri esastır: DS 2-0 Madde 2.6.4.6 mevcut kaynak için 12 aydan eski olmayan akış testi ister.

SprinkCalc tasarım alanını otomatik mi seçer?

Evet, geometrik analiz ve sürtünme hesabı ile hidrolik olarak en zor alan otomatik tespit edilir; kullanıcı gerekirse elle değiştirebilir.

Su kaynağı akış testi nasıl yapılır?

FM DS 3-0 Madde 2.1.1.4-2.1.1.5'e göre test önceden yazılı bir planla, nitelikli personel yönetiminde yapılır: statik basınç okunur, akış cihazları tam açılır, basınç oturunca kalan basınç ve pitot basıncı okunur, pitot basıncı Denklem 1 ile debiye çevrilir. Şehir şebekesinde basıncın 1,38 bar'ın altına düşürülmemesi önerilir (2.1.1.3). Sonuç N^1,85 kâğıdına işlenip beklenen değerle karşılaştırılır.