یکی از مشکلاتی که معمولا مهندسین تأسیسات مکانیکی جهت طراحی یک شبکه آب تحت فشار آتش نشانی منتهی به جعبه های آتش نشانی در ساختمان‌های بلند مرتبه، با آن برخورد دارند، این است که ارتفاع کل آبدهی پمپ آتش نشانی (Head) معمولاً تابعی از ارتفاع ساختمان است و می‌بایست علاوه بر تأمین فشار مورد نیاز پشت مصرف کننده در بالاترین طبقه، بر ارتفاع استاتیک ناشی از ارتفاع ساختمان و همچنین افت ناشی از طول شبکه لوله کشی نیز غالب گردد
بنابراین ارتفاع کل آبدهی آتش نشانی در یک ساختمان براساس شرایط جعبه آتش نشانی مستقر در بالاترین طبقه، محاسبه و تعیین می‌گردد و نتیجه این خواهد شد که فشار وارده به جعبه های آتش نشانی در طبقات پائین، به مراتب بیشتر ازمحدوده مجاز شبکه آب تحت فشار آتش نشانی ) 7 بار( خواهد شد.
با توجه به موارد ذکرشده، طبق توصیه کد NFPA-14انجمن بین المللی حفاظت از حریق آمریکا، این مشکل را می‌توان با نصب اوریفیس های آتش نشانی که فشار را تقلیل میدهند، رفع نمود و فشارهای بیش از 7 بار را به اندازه کافی کاهش داد.
رابطه و فرمول محاسبه تعداد اوریفیسهای مورد نیاز
اوریفیس ها معمولاً از صفحات فلزی سوراخ داری انتخاب میگردند که فشار آب آتش نشانی شبکه را قبل از مصرف جعبه های آتش نشانی و خروج از نازل جعبه، تقلیل داده و به اندازه کافی کاهش میدهند.
رابطه پیشنهادی کد NFPA- 14 جهت محاسبه تعداد اوریفیس های مورد نیاز بر روی صفحه اوریفیس آتش نشانی به شرح زیر می‌باشد:
که در این رابطه:
- A عبارت است از جمع مساحت سوراخ‌های موردنیاز بر روی صفحه اوریفیس آتش نشانی، برحسب میلی متر مربع
- Q جریان کل آبدهی آتش نشانی، برحسب لیتر در دقیقه
- P1 فشارورودی به اوریفیس، برحسب بار
- P2 فشار خروجی از اوریفیس، برحسب بار
درصورتی که جریان آبدهی در هر جعبه آتش نشانی، معادل 379 لیتر در دقیقه و یا gpm100 باشد و فشار خروجی طبق استاندارد برابر 7 بار در نظر گرفته شود، با داشتن فشار ورودی در هر طبقه از ساختمان، می‌توان به راحتی مساحت کل سوراخ‌های موردنیاز بر روی اوریفیس های فلزی هر طبقه را محاسبه کرد.
از آنجایی که در کد NFPA- 14 قطر هر سوراخ معادل 14 میلی متر می‌باشد، مساحت هر سوراخ برابر 154 میلی متر مربع خواهد شد که از حاصل تقسیم مساحت کلی محاسبه شده بر اساس رابطه فوق، بر مساحت هر سوراخ، تعداد کل سوراخ های مورد نیاز صفحات اوریفیس در هر یک از طبقات ساختمان محاسبه می‌گردد.
جهت جلوگیری از افزایش بیش ازحد اوریفیس های آتش نشانی که باید برای یک ساختمان بلند مرتبه تهیه و تأمین گردد، معمولاً محاسبات را به تعداد هر سه طبقه یک اوریفیس در نظر می‌گیرند.
محاسبه سایز لوله آتش نشانی
به طور معمول سایز لوله هایی که منبع را پر میکنند باید به گونه ای باشد که کل منبع در حدود تقریبی 8 ساعت به طور کامل پر شود. فشار خروجی آب در جعبه آتش نشانی، مطابق با استانداردهای آمریکا باید 4 یا 5 بار باشد و مطابق با استانداردهای اروپا باید 3 بار باشد؛ بر اساس این اطلاعات محاسبات لوله کشی آتش نشانی انجام میگیرد.
نمونه‌ای از محاسبات اوریفیسهای مهندسین آتش نشانی برای یک ساختمان بلند مرتبه
بنابراین به منظور آشنایی بیشتر مهندسین طراح، نمونه‌ای از این محاسبات اوریفیس برای یک ساختمان بلند مرتبه با کاربری مسکونی که جمعاً دارای 23 طبقه می‌باشد، با فرض این که موتورخانه آتش نشانی در آخرین طبقه منفی سه قرار گرفته باشد، به شرح ذیل خواهد بود:
۱- سه طبقه زیر زمین
-2 طبقات همکف، اول، دوم
3- برای طبقات سوم، چهارم و پنجم
-4 طبقات ششم، هفتم و هشتم
برای طبقات نهم به بعد، به دلیل افزایش ارتفاع، مقدار P1 کمتراز 7 بار خواهد شد. لذا نیازی به استفاده اوریفیس نمی‌باشد.