Hidrolik hesap sprinkler tasarımının kalbidir: yangın suyu kaynağının (şebeke + pompa) sistem talebine yetip yetmediğini gösterir. FM DS 3-0 bu hesabın temel yöntemini, K faktörü kullanımını, friction loss-statik basınç-hız basıncı bileşenlerini ve talep noktası (demand point) ile su kaynağı eğrisinin nasıl üst üste konulduğunu ayrıntılı verir. Bu makale FM hidrolik mantığının saha pratiği özetidir.
Hidrolik Hesabın 4 Temel Denklemi
- Hazen-Williams (sürtünme): p = 6,05×10⁵ × Q^1,85 / (C^1,85 × d^4,87) bar/m, L/dk, mm
- K faktörü (sprinkler debi): Q = K × √P (Q L/dk, P bar). K80 = 80, K115 = 115, K200 = 200, K360 = 360.
- Statik basınç: p = ρ × g × h (1 m yükseklik = 0,098 bar)
- Hız basıncı: p_v = ρ × v²/2 (genelde ihmal edilir, 6 m/sn altı için)
Sprinkler K Faktörü ve Tasarım Yoğunluğu
Sprinkler debisi K faktörü ve giriş basıncı ile belirlenir. Tasarım yoğunluğu (örn HC-2 için 6,1 mm/dk) sağlanması için sprinkler kapsama alanı × yoğunluk = sprinkler debisi olmalıdır.
Örnek: HC-2, 12 m² kapsama, 6,1 mm/dk yoğunluk. Sprinkler debisi = 12 × 6,1 = 73,2 L/dk. K80 sprinkler için gerekli basınç: P = (73,2/80)² = 0,84 bar. K115 sprinkler için: P = (73,2/115)² = 0,40 bar.
- K80: Standart spray, HC-1 hafif kullanım
- K115: Standart spray, HC-2 orta hazard
- K200, K240: CMSA storage
- K360, K480: ESFR storage
Talep Noktası Hesaplama Adımları
- En uzaktaki / en yüksekteki / en zorda sprinkler grubu seçilir (hydraulically most demanding area)
- Operasyon alanı kapsamındaki sprinklerlar listelenir (örn 6,1 mm/dk × 232 m² = ~22 sprinkler)
- Her sprinkler için Q ve P hesaplanır, en uçtan başlanır
- Branch line'da sprinklerlar arası sürtünme + statik eklenir
- Cross main üzerinde branch giriş noktasına kadar toplanır
- Riser üzerinden zemin seviyesine inilir, statik kayıp eklenir
- System riser'da tüm friction + valve loss eklenir
- Sonuç: talep noktası (Q_total, P_required)
Su Kaynağı Eğrisi vs Talep Noktası
Şehir şebekesi veya pompa eğrisi (Q-P) kâğıda işlenir. Talep noktası bu eğri altında kalmalıdır — yani kaynak basıncı talep basıncını karşılayabilmeli. Aradaki marj safety factor'dur (FM minimum 0,3-0,5 bar tavsiye).
- Şehir suyu eğrisi: Hidrant flow test ile çıkarılır (statik + 4-5 noktada akış-basınç)
- Pompa eğrisi: Üretici fabrika eğrisi, %0/%100/%150 kontrol
- Pompa + şehir kombinasyonu: pompa giriş basıncı şehir akış noktasına eşittir
- Çift pompa (paralel): Q toplanır, P aynı kalır
FM vs NFPA 13 Hidrolik Farkları
- Yoğunluk-alan: NFPA density-area eğrisi (yoğunluk azalırken alan artar); FM hazard sınıfı sabit Q × A tablosu
- C faktör: NFPA 120, FM 100 (muhafazakâr)
- Hız basıncı: NFPA bazı durumlarda dikkate alır; FM genelde ihmal eder (<6 m/sn)
- K faktör listesi: Aynı: K80, K115, K200, K360 vs
- Sprinkler örnekleme: NFPA en uzak/en zor 4 sprinkler; FM operasyon alanı tüm sprinkler
Hızlı Kontrol Listesi
- Hazen-Williams + K faktör + statik + hız (varsa) ile tam denklem
- C faktörü doğru (FM C=100 önerisi)
- K faktör hazard sınıfına uygun
- Operasyon alanı (m²) ve kapsama alanı (m²/sprinkler) doğru
- Talep noktası altında safety factor 0,3-0,5 bar marj
- Pompa eğrisi %150 noktasında %65 basınç verir
- Şehir suyu testi son 12 ay içinde yapılmış
Hidrolik Hesap Otomasyonu SprinkCalc ile
SprinkCalc DS 3-0 hidrolik hesap akışını tam otomatize eder: K faktör, sürtünme, statik, talep noktası, kaynak eğrisi karşılaştırması.
SprinkCalc'i App Store'dan indirBirincil: FM Global DS 3-0, Hydraulics of Fire Protection Systems, March 2010. Atıf: §2 Hesap yöntemi, §3 Su kaynağı, §4 Saha doğrulama. İlgili: DS 2-89 Friction tabloları, DS 3-7 Pumps, DS 3-2 Tanks. Karşılaştırmalı: NFPA 13 §28, TS EN 12845 §10.