1
Fundamental Concepts forDesign of Special Hazard andFire Alarm Systems
Chapter 1
2
Objectives
List the items that comprise a set ofcontract documents for the design of aspecial hazard or fire alarm system
List the categories of drawings thatcomprise a contract drawing package
Explain the differences among thecategories of contract drawings
3
Objectives
Evaluate a set of contract drawings todetermine the value of each drawingrelative to the accurate development of aspecial hazard or fire alarm system design
Explain the problems associated with thedesigner of a special hazard or fire alarmsystem failing to reference drawingsrelevant to fire protection systems in acontract drawing package
4
Objectives
List the divisions of the contractspecifications
Explain the relationship between a set ofcontract drawings and the contractspecifications
Determine the divisions of thespecifications that are of most value to thedevelopment of a fire protection systemdesign
5
Objectives
Identify the problems that could develop ifthe contract specifications conflict with thecontract drawings
List the items that should be found in everydesigner’s survey kit
Perform a survey of a building to be usedfor the design of a fire protection system
6
Objectives
Survey and accurately determinedimensions of a reflected ceiling plan
Survey a building using the structuralelements as the primary points of reference
Field-check a drawing of a fire protectionsystem
Perform metric conversions whereappropriate
6
7
Objectives
Evaluate design objectives for specialhazard suppression systems
Know the characteristics that define aspecial hazard
Evaluate branches of the Fire SafetyConcepts Tree
Know the difference between prescriptiveand performance-based design
8
Fire Protection as a Profession
Fire professionals are dedicated to savinglives
Serious errors or less than minimal fireprotection can lead to death
Application of technical knowledge isfundamental
Ethical behavior on the same level astechnical knowledge
9
Fire Protection Engineers andTechnicians
Fire protection engineer:
Licensed professional engineer
Can apply science and engineering to protectthe public from the impacts of fire
Fire protection technician:
Achieved NICET Level III of IV certification inthe appropriate subfield
Knowledge, experience and skills necessaryto lay out fire protection systems
10
Fire Protection Engineers andTechnicians
Functions of a fire protection engineer
Fire protection analysis
Fire protection management
Fire science and human behavior
Fire protection systems
Passive building systems
11
Fire Protection Engineers andTechnicians
Functions of a fire protection engineer
Evaluation of the hazards and protectionschemes required to develop a workable,integrated solution to a fire safety problem
Preparation of design documents
Layout of fire protection systems
12
Fire Protection Engineers andTechnicians
 Functions of a fire protection engineer (co
Affixing a professional seal to documents
Review fire protection installation shopdrawings for compliance with engineer’s design
Monitor installation of fire protection systems
Responsibility for designing and maintainingcompetency through continued education
13
Fire Protection Engineers andTechnicians
Functions of a fire protection technician
The system layout in accordance with theengineer’s design
Shop drawings in accordance with theengineer’s design or as otherwise permittedby state regulations
Supplemental calculations based on theengineer’s design
14
Authority Having Jurisdiction (AHJ)
Authority having jurisdiction (AHJ): individual or agency whoreviews and approves drawings and completed installations
Examples of AHJs
Municipal permitting organization
Fire prevention officer of the municipality
Insurance company
Governmental organization
Code official
15
Metric Conversions, SignificantFigures, and Rounding
Metric Conversion Act of 1975: requiresconversion to the metric system for allfederal projects by 1992
Buildings not designed using the metricsystem can cause problems
Most fire protection calculations performedwith two significant figures to the right ofthe decimal point
16
Metric Conversions, SignificantFigures, and Rounding
Metric units
Quantity
Unit
Symbol
Length
Meter
m
Mass
Gram
g
Time
Second
s
Temperature
Kelvin
K
17
The National Fire ProtectionAssociation
Publishes more than 290 codes, standards,recommended practices, and guides for firesafety and design of fire protection systems
Codes: mandatory requirement suitable foradoption into law
Standards: mandatory NFPA requirements thatmay be used to approve a fire protection system
Recommended practices: NFPA documents thatprovide non mandatory advice
Guides: informative NFPA documents
18
Oral, Written, and GraphicCommunication
Fire protection professionals depend onthe ability to clearly communicate complexideas to a wide audience
Communications skills include writtencommunication, oral communication, andgraphic communication
19
Graphic Communication:Drawing Fire Protection Systems
Graphic communication - conveyed throughdrawings
Drawing: graphic representation of adesigner’s ideas
Computer-aided design (CAD):computerized method of preparing drawings
Fire protection system drawings are drawnto scale
20
Graphic Communication: DrawingFire Protection Systems
Figure 1-1 Computer aided design process for firedrawings
21
Figure 1-4. An architect’s scale is needed for design of fire protection systems
Graphic Communication: DrawingFire Protection Systems (con’t.)
22
Graphic Communication:Drawing Fire ProtectionSystems
Drawing medium - the reproduciblesurface on which a drawing exists
Size of the print medium must be largerthan the drawing you are printing, to allowroom for notes and a title block
Cover sheet of a contract drawing containsa wealth of information for the fireprotection designer
23
Site (Underground) Drawings
Civil drawings: coordinate undergroundutilities entering and leaving a building orgroup of buildings
Profile plan: shows reference elevationswith respect to finished grade
Invert elevation: references the bottom of apipe with respect to the referenceelevation
24
Architectural Plans
Architectural drawings: drawings that showdimensions of walls, floors, ceilings, andother building features
Plan job: design performed using newarchitectural plans as the basis for design
Survey job: a project involving an existingbuilding for which plans cannot be obtained
25
Structural Drawings
Structural drawings: provide details relatedto the floors, roof, and structural elementsof a building
Foundation plans: show floor and wallstructural details and sectional views
Framing plans: show beam and joist sizeand elevation
26
HVAC Drawings
HVAC drawings: heating, ventilating, andair conditioning drawings
Supply diffuser: ceiling element used todistribute fresh air to a room
Return diffuser: ceiling element used todraw stale air from a room
Plenum space: space above a suspendedceiling that is kept under negative pressurefor return air
27
Plumbing Drawings
Designated in the contract set with a “P”prefix
May show fire protection system pipinglayout or schematic
Water supply and other fire protection-related information may be in the plumbinggeneral notes
28
Fire Protection Contract Drawings
Strong preference in the profession todisplay all fire protection and detectionrequirements on a separate set of contractdrawings
29
Electrical Drawings
Contract drawing set has an “E” prefix
Useful to special hazard and fire alarmsystem designers
Provide the location and powerrequirements of lighting and otherelectrical devices
Locations of other electrical devices mayalso be shown on electrical drawings
30
Specifications
Developed by architects and engineers from
Standardized computer specification database
Revisions to specifications for a project thatmay conflict with the contract drawings
Performance specification: a generalspecification that provides the minimuminformation necessary to estimate, design,and install a fire protection system
31
Specifications
Detailed specification: requirements for thedesign of a fire protection system
Little latitude for interpretation or alternatives
Specification divisions: categories ofbuilding component groupings standardizedby the Construction Specifications Institute
Specification sections: detailedrequirements for each CSI division
32
Specification Division Numbersand Titles
Procurement and ContractingRequirements Group
General Requirements Subgroup
Facility Construction Subgroup
Facility Services Subgroup
Site and Infrastructure Subgroup
Process Equipment Subgroup
33
Specification Division Numbersand Titles
Fire protection systems and fire alarmsystems are within Division 21
Formerly part of Division 15
Change resulted in better coordination andreduced conflict between two differentcontractors or subcontractors
34
Fire Protection Surveys
Survey: investigation of a building and itscomponents to take detailed measurementsof the building as a reference for a fireprotection drawing
Get your bearings
Determine the general building layout
Bring proper survey equipment
35
Fire Protection Surveys (con’t.)
Figure 1-11. Survey equipment
36
Fire Protection Surveys
Survey building details
Develop a system design strategy
Building elevations and ceilingmeasurements
Water supply information
Draw the building, layout the system, field-check the drawing and inspect the systemafter installation
37
Special Hazard SuppressionSystems
Protects hazards not amenable forprotection by an automatic sprinkler system
Special hazard categories
Large quantities of flammable liquids
Facilities containing valuable or irreplaceablecommodities
Facilities where water may pose a danger
38
Special Hazard SuppressionSystems
Special hazard categories
Automatic sprinkler systems are not alwaysfast enough for effective suppression
Mobile facilities where the transport of water isunfeasible
Facilities where service loss is intrinsicallylinked to facility loss or water damage
Facilities where high-tech research lost by fireor water damage could be significantly morethan the dollar loss
39
Design Approaches for SpecialHazard Design
Requires evaluation of design objectivesand design concepts, and implementationof design methodology
Design objectives
Property protection and preservation
Life safety and preservation
Business continuity
Protection of the environment
40
Design Approaches for SpecialHazard Design
Design concepts: Fire Concepts SafetyTree (see Figure 1-13, Page 40)
Design methodologies
Prescriptive design: direct use of national,local, or manufacturer standards to design asuppression or detection system
Performance-based design: an engineeringapproach to fire protection design (seeFigure 1-14, Page 43)
41
Figure 1-14. Steps in the Performance-Based Analysis and theConceptual Design  Procedure for Fire Protection Design
Design Approaches for SpecialHazard Design
42
Summary
Must understand differences between afire protection engineer and a fireprotection technician
Knowledge of oral and writtencommunication and media is essential,particularly computer-aided design
Contract documents consist of contractdrawings and specifications
43
Summary
Contract drawings consist of the coversheet and civil, architectural, structuralHVAC, plumbing, fire protection andelectrical drawings
All documents used to minimize conflictsor omissions that could affect performanceof a fire protection system
Specifications generally take precedenceover contract drawings
44
Summary
Specifications divided into specificationdivisions
Specifications for fire suppression systemsare located in Division 21
Fire alarm systems are in Division 28
An organized and well-planned strategy forconducting a survey assures a successfulresult
45
Summary
Fundamental approaches, objectives,concepts, and methodologies related tospecial hazard and fire alarm design mustbe understood and evaluated beforecommencing design