ISO 21805:2023
(Main)Guidance and recommendations on design, selection and installation of vents to safeguard the structural integrity of enclosures protected by gaseous fire-extinguishing systems
Guidance and recommendations on design, selection and installation of vents to safeguard the structural integrity of enclosures protected by gaseous fire-extinguishing systems
This document gives guidelines for fulfilling the requirements contained in ISO 6183:2022, 6.4.1 and 7.4.1 and ISO 14520‑1:2023, 5.2.1 h) and 5.3 h), in respect to over- and under-pressurization venting and post-discharge extract. It considers the design, selection and installation of vents to safeguard the structural integrity of enclosures protected by fixed gaseous extinguishing systems and the post-discharge venting provisions where used.
Lignes directrices et recommandations relatives à la conception, à la sélection et à l'installation d'évents pour préserver l'intégrité structurelle des enceintes protégées par des systèmes d'extinction d'incendie à gaz
Le présent document donne des lignes directrices relatives à la manière de satisfaire aux exigences contenues dans l’ISO 6183:2022, 6.4.1 et 7.4.1 et dans l’ISO 14520‑1:2023, 5.2.1 h) et 5.3 h), en ce qui concerne les évents en cas de surpression et de dépression et l’extraction post-émission. Il couvre la conception, la sélection et l’installation d’évents permettant de préserver l’intégrité structurelle des enceintes protégées par des systèmes fixes d’extinction d’incendie à gaz et les dispositions de ventilation post-émission lorsqu’ils sont utilisés.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21805
First edition
2023-02
Guidance and recommendations on
design, selection and installation
of vents to safeguard the structural
integrity of enclosures protected by
gaseous fire-extinguishing systems
Lignes directrices et recommandations relatives à la conception,
à la sélection et à l'installation d'évents pour préserver l'intégrité
structurelle des enceintes protégées par des systèmes d'extinction
d'incendie à gaz
Reference number
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms.2
5 Use and limitations . 3
6 Safety . 4
6.1 Structural safety . 4
6.2 Personnel safety . 4
7 System design — Pressure-relief venting . 4
7.1 General . 4
7.2 Extinguishant characteristics . . 5
7.2.1 Positive and negative pressurization . 5
7.2.2 Pressure graphs . 5
7.3 Enclosure characteristics . 6
7.4 Pressure-relief vent paths . 6
7.5 Types of pressure-relief vents . 7
7.5.1 General . 7
7.5.2 Gravity vents . 7
7.5.3 Counterweighted flap vent . 7
7.5.4 Electrically-operated vents . 8
7.5.5 Pneumatically-operated vent . 8
7.5.6 Vent accessories . 8
7.6 Pressure-relief vent characteristics . 9
7.6.1 Vent efficiency. 9
7.6.2 Minimum opening pressure . 10
7.6.3 Minimum closing pressure . 10
7.6.4 Fire rating . 10
7.7 Vent location and mounting . 10
7.7.1 Vent location . 10
7.7.2 Vent mounting. 11
7.8 Pressure-relief vent area calculations .12
7.8.1 Use of agent-specific formulae .12
7.8.2 Vent area requirement (non-liquefiable gases) .13
7.8.3 Vent area requirement carbon dioxide . 16
7.8.4 Vent area requirements (liquefiable gases) . 16
7.8.5 Leakage . 22
7.9 Cascade venting calculations . 22
7.9.1 Example calculation 3: Cascade venting calculations for IG-541 (peak
discharge) . 23
7.9.2 Cascade vent arrangements . 24
7.9.3 Venting into adjacent enclosures . 25
8 System design — Post-discharge venting .27
9 Acceptance .27
10 Service and maintenance . .27
Annex A (informative) Development of agent-specific formulae for liquefiable gases.29
Annex B (informative) Method for development of agent-specific formulae for liquefiable
gases .34
iii
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ISO 21805:2023(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 21, Equipment for fire protection and
firefighting, Subcommittee SC 8, Gaseous media and firefighting systems using gas. in collaboration with
the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 191, Fixed firefighting
systems, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
This first edition cancels and replaces the first edition (ISO/TS 21805:2018), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— subclause 7.8.3 has been amended to cross-reference ISO 6183 for vent area calculations for CO ;
2
— Annex A has been added, providing guidance on how testing in order to derive the agent-specific
formulae;
— Annex B has been added, providing guidance on the procedure for developing coefficients for any
new agents in the ISO 14520 series.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 21805:2023(E)
Introduction
The guidance presented in this document is based on the results of a joint research programme
conducted in 2006 and 2007 by several fire protection system manufacturers and interested parties.
The programme of work consisted of several series of tests to evaluate the peak pressure response and
pressure-relief vent area effects for each agent addressed in this document. The key data used in the
development of this document were the values of peak enclosure pressure response (PMAX) at each
value of the volume-normalized pressure-relief vent area of the test enclosure, hereinafter referred to
as the “leakage-to-volume ratio” or LVR. Other test parameters (enclosure temperature, agent quantity,
discharge time and humidity) were held constant or varied in a specified manner. For each test series
employing a single agent, the several pairs of LVR and resultant PMAX values were graphically analysed,
and a best-fit correlation curve was determined.
The LVR vs. PMAX correlation curve for each agent or system forms the basis of the associated formulae
in cases where the discharge of the agent results in cooling the air temperature below its dew point.
Only halocarbon agents cause sufficient cooling to cause humidity-related effects on the peak enclosure
pressure. Thus, a correction for humidity effects is included in the formulae for estimating vent area
and maximum pressure on the discharge of the following agents:
— FK-5-1-12
— HFC-23
— HFC-125
— HFC-227ea
The humidity corrections used in this document are based on the results of tests conducted with HFC-
227ea at different conditions of humidity.
The resulting values for humidity correction will be assumed to be equally applicable to the agents FK-
5-1-12, HFC-125 and HFC-23 until further data or analyses indicate otherwise.
The correlations of LVR to maximum negative pressure and maximum positive pressure were based
on test work performed in a test chamber at a relative humidity (RH) of approximately 38 %. If the RH
in a protected enclosure differs from 38 % then a correction to the estimated maximum negative and
positive pressures can be required. See 7.8 and 7.9 for further information on the effect of humidity. The
temperature of the test enclosure was 21°C (nominal) for all tests that form the basis of the estimating
methods given in this document.
In conducting the research programme described above, a large number of different venting
arrangements were created in the test enclosure. The equivalent leakage area (ELA) for each test was
determined by a “door fan test” and data analysis. The average enclosure pressure in effect during
the many door fan tests varied from test to test. All values of ELA were normalized to an equivalent
enclosure differential pressure of 125 Pa. The resulting enclosure correlations of peak pressure vs. LVR,
and any resulting estimate of enclosure pressure-relief vent area, reflect a pressure-relief vent area
calculated at an effective enclosure pressure of 125 Pa for a vent with a discharge coefficient of 0,61.
The effectiveness of a gaseous total flooding firefighting system depends, in part, on retention of
the air-extinguishant mixture within the protected volume for a period of time. Retention of the
extinguishant-air mixture requires that gas exchange (“leakage”) between the enclosure and the
ambient environment be restricted. To limit the rate of gas exchange, the enclosure boundary should
have a high degree of integrity. To put it another way, the total of the areas of the various penetrations
in an enclosure’s bounding surfaces should be low, at least during the gas-retention period (hold time)
after the end of the extinguishant discharge.
The addition of a gaseous firefighting extinguishant to an enclosure having a limited pressure-relief
vent area will naturally result in a change of pressure therein. If the enclosure is sealed too tightly
during the extinguishant discharge, i.e. too little pressure-relief vent area, the pressure change could
exceed the structural strength of one or more of its bounding surfaces — windows, doors, walls,
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ceiling. Conversely, if the enclosure has too much pressure-relief vent area then gas exchange with the
ambient atmosphere will occur rapidly, leading to a short retention time of the extinguishant within the
protected volume.
Thus, the use of gaseous firefighting systems should address two performance considerations:
a) pressure management within the protected volume during the period of extinguishant discharge,
and;
b) retention of the extinguishant-air mixture within the enclosure for a specified period of time after
the completion of the discharge.
This document provides guidance for limiting pressure extremes in an enclosure during the discharge
of a clean agent fire extinguishing system. This document does not provide the information necessary to
determine all of the requirements related to the design, installation, service, maintenance, inspection,
test and/or requalification of fire suppression systems.
Some limitations and restrictions apply to the use of the formulae contained in this document. Please
refer to the text and notes that follow them.
The information in this document does not supersede the manufacturer’s guidance. The information
contained in this document is presented as being supplementary to the guidance provided by the
respective system manufacturers. Guidance from the system manufacturer should always be followed
and used for purposes of system design, installation, operation and maintenance.
It has been assumed in the preparation of this document that the execution of its provisions is entrusted
to people appropriately qualified and experienced in the specification, design, installation, testing,
approval, inspection, operation and maintenance of systems and equipment, for whose guidance it has
been prepared, and who can be expected to exercise a duty of care to avoid unnecessary release of
extinguishant.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21805:2023(E)
Guidance and recommendations on design, selection and
installation of vents to safeguard the structural integrity
of enclosures protected by gaseous fire-extinguishing
systems
1 Scope
This document gives guidelines for fulfilling the requirements contained in ISO 6183:2022, 6.4.1 and
7.4.1 and ISO 14520-1:2023, 5.2.1 h) and 5.3 h), in respect to over- and under-pressurization venting and
post-discharge extract.
It considers the design, selection and installation of vents to safeguard the structural integrity of
enclosures protected by fixed gaseous extinguishing systems and the post-discharge venting provisions
where used.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
NOTE For the purposes of this document, the term “bar” signifies “gauge”, unless otherwise indicated.
Concentrations or quantities expressed in percentages (%) signify by volume unless otherwise indicated.
3.1
free pressure-relief vent area
sum of all free vent areas of the pressure-relief vents provided
Note 1 to entry: This is determined by the gross pressure-relief vent area multiplied by the vent efficiency.
3.2
gross pressure-relief vent area
total area of the pressure-relief vent
3.3
negative pressure
pressure in the protected room which is lower than the pressure immediately outside the enclosure
boundary
3.4
peak pressure
maximum pressure (positive and negative) generated within an enclosure caused by the discharge of
the gaseous agent
1
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ISO 21805:2023(E)
3.5
positive pressure
pressure in the protected room which is higher than the pressure immediately outside the enclosure
boundary
3.6
enclosure strength
specified differential pressure limit for the protected enclosure
3.7
pressure-relief area
sum of the free pressure-relief vent area and the enclosure leakage area
3.8
pressure-relief vent
device that provides a flow path through an enclosure boundary to limit the pressure therein
3.9
authority
organization, office or individual responsible for approving equipment, installations or procedure
4 Symbols and abbreviated terms
2
A pressure-relief vent area (m )
2 2
A pressure-relief vent area to limit negative pressure to a specified P (cm or in )
N N
2 2
A pressure-relief vent area to limit positive pressure to a specified P (cm or in )
P P
2
A total pressure-relief vent area (m )
T
C agent design concentration (vol. %)
E positive pressure excursion
p,P
E negative pressure excursion
p,N
3 3
f flooding factor (m /m )
F
H relative humidity within the enclosure (%)
L enclosure positive pressure limit
e,p,P
L enclosure negative pressure limit
e,p,N
m minimum design quantity of agent (kg)
M molecular weight of the agent (kg/mol)
AGT
M molecular weight of air (0,029; kg/mol)
AIR
M is the mixture molecular weight of the agent (kg/mol)
H
P pressure (Pa or psf)
P maximum room strength (Pa)
max
P negative pressure (Pa or psf)
N
P positive pressure (Pa or psf)
P
2
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P and P represent either
N P
— design pressure limits for estimating A or A , or
N P
— estimates of maximum values of P or P for given values of A or A
N P N P
3
Q quantity of agent required at reference temperature of 20 °C (m )
R
R gas law constant, 8,314 (J/mol-K)
3
S specific volume of the agent at the design temperature (m /kg)
3
S specific volume of air (m /kg)
AIR
3
S specific volume of the agent at the reference temperature (m /kg)
R
t discharge time (s)
t gaseous firefighting system discharge time (s)
d
T temperature (K)
3
V volume of the protected space (m )
3
V specific volume of the agent at the design temperature (m /kg)
A
3
V specific volume of the homogenous agent-air mixture (m /kg), which is the inverse of the density
H
3
V specific vapour volume of extinguishant (m /kg)
V
w maximum mass flow rate of the agent
ρ agent-air mixture density
H
5 Use and limitations
This document is for the use by those competent in the design, installation, servicing and maintenance
of fixed gaseous firefighting systems. It also serves as guidance for those involved in the design,
construction and operation of buildings in which such systems are installed.
It does not replace the need for the person responsible for the design, construction and operation of the
building to fulfil their obligations in respect to providing adequate structural provisions.
Other trades and services are involved in the complete system and this document is limited to providing
the guidance outlined in the Scope.
After applying the enclosure peak pressure and pressure-relief vent area analysis of this document,
the user can potentially conclude that an enclosure can require additional pressure-relief vent areas to
avoid exceeding specified maximum pressure values upon discharge of a gaseous agent system. If that
is the case, it is recommended that the user advise the supplier of a supplemental venting device, which
can be specified and selected by use of this document.
The maximum pressure developed in an enclosure on the discharge of a clean agent fire extinguishing
system is affected by several characteristics of the system itself and the enclosure being protected. Of
particular importance are the thermodynamic properties of the agent and the discharge characteristics
of the hardware. Each of the following clauses contains correlation formulae that are specific to the
agent type and manufacturer’s hardware. The formulae can be used to make estimates of the following:
a) enclosure pressure-relief vent area, given a specified enclosure pressure limit;
3
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b) maximum positive or negative pressure developed in an enclosure given a stated or calculated
pressure-relief vent area.
NOTE The formulae in this document for halocarbon agents have a limited range of applicability based on
the parametric limitations of the data from which they were derived. Table 1 indicates the applicable limits of
design concentration, discharge time and enclosure pressure response for use in this document. The maximum
peak pressure estimates (both positive and negative) based on data obtained for each agent are given in Table 1.
CAUTION — It is physically possible to develop pressures greater than those covered by this
document during system discharges.
Table 1 — Summary of formulae application limits
Agent Minimum Maximum Minimum Maximum Maximum Maximum
agent agent discharge discharge over pres- under pres-
conc. conc. time time sure sure
vol. % vol. % Pa (pfs) Pa (pfs)
FK-5–1-12 4,2 6 6 10 239 (5) 1 197 (25)
HFC-23 18 30 6 10 1 437 (30) n/a
HFC-125 8 10,5 6 10 479 (10) 479 (10)
HFC-227ea 6,25 10,5 6 10 383 (8) 958 (20)
6 Safety
6.1 Structural safety
The provision of correctly designed and engineered pressure venting of enclosures protected by
gaseous fire-extinguishing systems is essential for preventing the possibility of failure of structural
integrity. This is essential for mitigating forces exerted by the changes in enclosure pressure when
gaseous fighting media are discharged into an enclosure.
6.2 Personnel safety
The operation of pressure-relief vents or extract systems requires the displacement of mixtures of air/
gaseous media from a protected enclosure to the atmosphere or another area not necessarily protected.
Safety issues can arise due to exposure to the extinguishants themselves or products of combustion
and/or extinguishant breakdown products. Also, any hazards arising from the operation of the over/
under pressurization vents themselves should be considered.
7 System design — Pressure-relief venting
7.1 General
The basic design principle is to limit the pressure excursions imposed on the structure of the protected
enclosure by the discharge of gaseous extinguishant to that within the limits the enclosure can
withstand.
A room integrity test can be used to determine the equivalent leakage area, or simply the "vent” area
that exists at the time of evaluation. The methods of this document can use the known or estimated
pressure-relief vent area to estimate the maximum pressure that will be developed on the discharge
of a clean agent system. If the estimated maximum pressure exceeds a specified design threshold, the
methods of this document may be used to estimate a pressure-relief vent area sufficient to limit the
development of pressure upon system discharge to an acceptable value.
4
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ISO 21805:2023(E)
7.2 Extinguishant characteristics
7.2.1 Positive and negative pressurization
Consideration should be given to positive pressurization created by all extinguishants and additionally
to negative pressurization created by some extinguishants as shown in Table 2.
Table 2 — Pressure effects of gaseous extinguishant
Extinguishant name Positive pressure created Negative pressure created
FK-5–1-12 Yes Yes
HFC-125 Yes Yes
HFC-227ea Yes Yes
HFC-23 Yes No
IG 01 Yes No
IG 100 Yes No
IG 55 Yes No
IG 541 Yes No
a
CO Yes No
2
a
Negative pressure has been observed, with adverse effects. It can occur in certain cases where large quantities of CO
2
are released into a space having low leakage to ambient.
7.2.2 Pressure graphs
The graphs shown in Figure 1 illustrate the typical pressure excursions that would occur during
discharge within the protected area.
a) Inert gas
b) Inert gas (constant flow)
5
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ISO 21805:2023(E)
c) Halocarbon gas
Key
X1 positive pressure
X2 negative pressure
Y time
Figure 1 — Typical pressure excursions
7.3 Enclosure char
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21805
Première édition
2023-02
Lignes directrices et
recommandations relatives à la
conception, à la sélection et à
l'installation d'évents pour préserver
l'intégrité structurelle des enceintes
protégées par des systèmes
d'extinction d'incendie à gaz
Guidance and recommendations on design, selection and installation
of vents to safeguard the structural integrity of enclosures protected
by gaseous fire-extinguishing systems
Numéro de référence
ISO 21805:2023(F)
© ISO 2023
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ISO 21805:2023(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et termes abrégés .2
5 Utilisation et limitations .3
6 Sécurité . 4
6.1 Sécurité structurelle . 4
6.2 Sécurité du personnel . 4
7 Conception du système — Évents de surpression . 4
7.1 Généralités . 4
7.2 Caractéristiques de l’agent extincteur. 5
7.2.1 Pressions positive et négative créées . 5
7.2.2 Graphiques de pression . 5
7.3 Caractéristiques de l’enceinte . 6
7.4 Trajets d’évent de surpression . 6
7.5 Types d’évents de surpression . 7
7.5.1 Généralités . 7
7.5.2 Évents gravitaires . 7
7.5.3 Évent à volets à contrepoids . 8
7.5.4 Évents électriques . 8
7.5.5 Évent pneumatique . 8
7.5.6 Accessoires d’évent . 8
7.6 Caractéristiques de l’évent de surpression . 10
7.6.1 Efficacité de l’évent . 10
7.6.2 Pression d’ouverture minimale . 10
7.6.3 Pression de fermeture minimale . 10
7.6.4 Degré de résistance au feu . 11
7.7 Emplacement et montage de l’évent. 11
7.7.1 Emplacement de l’évent . 11
7.7.2 Montage de l’évent . . 11
7.8 Calculs des aires d’évent de surpression .12
7.8.1 Utilisation de formules propres à l’agent .12
7.8.2 Exigence relative à l’aire d’évent (gaz non liquéfiables) .13
7.8.3 Exigence relative à l’aire d’évent pour le dioxyde de carbone . 16
7.8.4 Exigences relatives à l’aire d’évent (gaz liquéfiables) . 16
7.8.5 Fuite . 22
7.9 Calculs en cas d’évents en cascade . 22
7.9.1 Exemple de calcul n° 3: calculs en cas d’évents en cascade pour IG-541
(émission maximale) . 24
7.9.2 Agencements d’évents en cascade . . 25
7.9.3 Évents vers des enceintes adjacentes. 26
8 Conception du système — Ventilation post-émission .28
9 Acceptation .28
10 Service et maintenance .28
Annexe A (informative) Développement des formules propres à l’agent pour
les gaz liquéfiables .30
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ISO 21805:2023(F)
Annexe B (informative) Méthode de développement des formules propres à l’agent
pour les gaz liquéfiables .35
Bibliographie .37
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ISO 21805:2023(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 21, Équipement de protection et de
lutte contre l’incendie, sous-comité SC 8, Matériel à gaz et systèmes fixes de lutte contre l’incendie à gaz,
en collaboration avec le comité technique CEN/TC 191, Installations fixes de lutte contre l’incendie, du
Comité européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO
et le CEN (Accord de Vienne).
Cette première édition annule et remplace la première édition (ISO/TS 21805:2018) qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— modification du paragraphe 7.8.3 afin d’inclure une référence à l’ISO 6183 en ce qui concerne les
calculs de l’aire d’évent pour le CO ;
2
— ajout de l’Annexe A, qui fournit des recommandations relatives à la manière de réaliser les essais
pour définir les formules propres à l’agent;
— ajout de l’Annexe B, qui fournit des recommandations relatives à la procédure pour obtenir les
coefficients des nouveaux agents indiqués dans la série ISO 14520.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
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ISO 21805:2023(F)
Introduction
Les recommandations présentées dans le présent document sont fondées sur les résultats d’un
programme de recherche conjoint mené en 2006 et 2007 par plusieurs fabricants de systèmes de
protection contre l’incendie et différentes parties intéressées. Le programme de travail se composait
de plusieurs séries d’essais visant à évaluer le pic de pression obtenu et l’influence de l’aire d’évent de
surpression pour chaque agent traité dans le présent document. Les données clés qui ont été utilisées
lors de l’élaboration du présent document sont les valeurs de pics de pression (PMAX) d’une enceinte
d’essai à chaque valeur de rapport aire d’évent de surpression sur volume de l’enceinte d’essai, appelé ci-
après «rapport fuite sur volume» ou LVR (de l’anglais, «leakage-to-volume ratio»). D’autres paramètres
d’essai (température de l’enceinte, quantité d’agent, temps d’émission, et humidité) ont été maintenus
constants ou ont varié d’une manière spécifiée. Pour chaque série d’essais employant un seul agent, les
différentes paires de valeurs de LVR et de PMAX résultante ont été analysées graphiquement, et une
courbe de régression a été déterminée.
La courbe de corrélation de LVR en fonction de PMAX pour chaque agent ou système forme la base
des formules associées pour les cas où l’émission de l’agent provoque un refroidissement de la
température de l’air qui descend sous son point de rosée. Seuls les agents halocarbonés provoquent
un refroidissement suffisant pour générer des effets associés à l’humidité sur la pression maximale
de l’enceinte. Par conséquent, une correction des effets de l’humidité est incluse dans les formules
d’estimation de l’aire d’évent et de la pression maximale concernant l’émission des agents suivants:
— FK-5-1-12;
— HFC-23;
— HFC-125;
— HFC-227ea.
Les corrections d’humidité utilisées dans le présent document sont fondées sur les résultats d’essais
menés avec HFC-227ea à différentes conditions d’humidité.
Les valeurs résultantes de correction d’humidité seront présumées s’appliquer également aux agents
FK-5-1-12, HFC-125 et HFC-23 tant que d’autres données ou une autre analyse ne prouvent le contraire.
Les corrélations de LVR par rapport à la pression négative maximale et à la pression positive maximale
ont été établies sur la base du travail d’essai effectué dans une chambre d’essai à une humidité
relative (HR) d’approximativement 38 %. Si l’humidité relative au sein d’une enceinte protégée n’est
pas de 38 %, une correction des pressions négative et positive maximales estimées peut alors être
requise. Voir 7.8 et 7.9 pour de plus amples informations sur l’effet de l’humidité. La température de
l’enceinte d’essai était de 21 °C (valeur nominale) pour tous les essais qui forment la base des méthodes
d’estimation du présent document.
Lors de la mise en œuvre du programme de recherche décrit ci-dessus, un grand nombre de différents
agencements d’évent ont été créés dans l’enceinte d’essai. L’aire de fuite équivalente (ELA, de l’anglais
«equivalent leakage area») pour chaque essai a été déterminée par un essai d’infiltrométrie aussi appelé
«fan test» et par analyse des données. La pression moyenne régnant dans l’enceinte lors des nombreux
essais d’infiltrométrie fluctuait d’un essai à l’autre. Toutes les valeurs d’ELA ont été ramenées à une
pression différentielle d’enceinte équivalente de 125 Pa. Les corrélations d’enceinte résultantes de
pression maximale en fonction de LVR, et toute estimation résultante d’aire d’évent de surpression,
reflètent une aire d’évent de surpression calculée à une pression d’enceinte effective de 125 Pa pour un
évent ayant un coefficient de débit de 0,61.
L’efficacité d’un système de lutte contre l’incendie à gaz en protection d’ambiance (noyage total) dépend,
entre autres, de la rétention du mélange agent extincteur-air dans la zone protégée pendant un certain
laps de temps. La rétention du mélange agent extincteur-air exige que l’échange gazeux («fuite») entre
l’enceinte et l’environnement ambiant soit limité. Pour limiter le taux d’échange gazeux, il convient
que l’enveloppe de l’enceinte ait un haut degré d’étanchéité. Autrement dit, il convient que le total des
aires des diverses ouvertures pratiquées dans les surfaces de cloison d’une enceinte soit faible, au
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ISO 21805:2023(F)
moins pendant la période de rétention gazeuse (temps de rétention) après la fin de l’émission de l’agent
extincteur.
L’ajout d’un agent extincteur gazeux de lutte contre l’incendie dans une enceinte ayant une aire d’évent
de surpression limitée génèrera naturellement une variation de pression en son sein. Si l’enceinte est
trop hermétique pendant l’émission de l’agent extincteur, c’est-à-dire si l’aire d’évent de surpression est
trop faible, la pression pourrait dépasser la résistance structurelle d’une ou de plusieurs surfaces de
cloison (fenêtres, portes, murs, plafond). À l’inverse, si l’enceinte a une aire d’évent de surpression trop
importante, alors l’échange gazeux avec l’atmosphère ambiante se produira rapidement, ce qui aboutira
à un court temps de rétention de l’agent extincteur dans la zone protégée.
Il convient donc que l’utilisation de systèmes de lutte contre l’incendie à gaz traite deux aspects de
performance:
a) gestion de la pression dans le volume protégé durant la période d’émission de l’agent extincteur; et
b) rétention du mélange agent extincteur-air dans l’enceinte pendant un laps de temps spécifié après
la fin de l’émission.
Le présent document donne des recommandations pour limiter les pics de pression dans une enceinte
durant l’émission d’un système de lutte contre l’incendie à agent gazeux. Le présent document ne fournit
pas les informations nécessaires pour déterminer la totalité des exigences associées à la conception,
à l’installation, à l’exploitation, à la maintenance, à l’inspection, à l’essai et/ou à la requalification des
systèmes d’extinction d’incendie.
Des limitations et restrictions s’appliquent à l’utilisation des formules figurant dans le présent
document. Veuillez consulter le texte et les notes qui les suivent.
Les informations données dans le présent document ne remplacent pas les recommandations du
fabricant. Les informations données dans le présent document sont présentées en complément des
recommandations données par les fabricants des systèmes respectifs. Il convient de toujours suivre
les recommandations du fabricant du système et de les appliquer à la conception, à l’installation,
à l’exploitation et à la maintenance du système.
Il a été pris pour hypothèse, lors de la préparation du présent document, que la mise en œuvre de ses
dispositions est confiée à des personnes convenablement qualifiées et expérimentées dans les domaines
de la spécification, de la conception, de l’installation, des essais, de l’approbation, de l’inspection, de
l’exploitation et de la maintenance des systèmes et des équipements, considérant que ces personnes,
pour qui les recommandations ont été préparées, feront preuve de prudence de manière à éviter toute
émission inutile de l’agent extincteur.
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NORME INTERNATIONALE ISO 21805:2023(F)
Lignes directrices et recommandations relatives à la
conception, à la sélection et à l'installation d'évents pour
préserver l'intégrité structurelle des enceintes protégées
par des systèmes d'extinction d'incendie à gaz
1 Domaine d’application
Le présent document donne des lignes directrices relatives à la manière de satisfaire aux exigences
contenues dans l’ISO 6183:2022, 6.4.1 et 7.4.1 et dans l’ISO 14520-1:2023, 5.2.1 h) et 5.3 h), en ce qui
concerne les évents en cas de surpression et de dépression et l’extraction post-émission.
Il couvre la conception, la sélection et l’installation d’évents permettant de préserver l’intégrité
structurelle des enceintes protégées par des systèmes fixes d’extinction d’incendie à gaz et les
dispositions de ventilation post-émission lorsqu’ils sont utilisés.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
NOTE Pour les besoins du présent document, le terme «bar» est utilisé au sens de «jauge», sauf indication
contraire. Les concentrations ou les quantités exprimées sous forme de pourcentages (%) désignent des
concentrations ou quantités volumiques, sauf indication contraire.
3.1
aire libre d’évent de surpression
somme de toutes les aires libres des évents de surpression prévus
Note 1 à l'article: Celle-ci est déterminée en multipliant l’aire brute d’évent de surpression par l’efficacité de
l’évent.
3.2
aire brute d’évent de surpression
aire totale de l’évent de surpression
3.3
pression négative
pression dans le local protégé qui est inférieure à la pression immédiatement à l’extérieur de la limite
de l’enceinte
3.4
pression maximale
pression maximale (positive et négative) dans une enceinte générée par l’émission de l’agent gazeux
1
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ISO 21805:2023(F)
3.5
pression positive
pression dans le local protégé qui est supérieure à la pression immédiatement à l’extérieur de la limite
de l’enceinte
3.6
résistance de l’enceinte
limite de pression différentielle spécifiée pour l’enceinte protégée
3.7
aire d’évacuation de pression
somme de l’aire libre d’évent de surpression et de l’aire de fuite de l’enceinte
3.8
évent de surpression
dispositif qui fournit un trajet d’écoulement à travers une cloison de l’enceinte pour limiter la pression
en son sein
3.9
autorité
organisme, bureau ou personne responsable de l’approbation de l’équipement, des installations ou de la
procédure
4 Symboles et termes abrégés
2
A aire d’évent de surpression (m )
A aire d’évent de surpression pour limiter la pression négative à une valeur P spécifiée
N N
2 2
(en cm ou en )
A aire d’évent de surpression pour limiter la pression positive à une valeur P spécifiée
P P
2 2
(en cm ou en )
2
A aire totale d’évent de surpression (m )
T
C concentration nominale de l’agent (% vol.)
E fluctuation de pression positive
p,P
E fluctuation de pression négative
p,N
3 3
f facteur de noyage (m /m )
F
H humidité relative dans l’enceinte (%)
L limite de pression positive de l’enceinte
e,p,P
L limite de pression négative de l’enceinte
e,p,N
m quantité nominale minimale d’agent (kg)
M masse molaire de l’agent (kg/mol)
AGT
M masse molaire de l’air (égale à 0,029 kg/mol)
AIR
M masse molaire du mélange contenant l’agent (kg/mol)
H
P pression (Pa ou psf)
P résistance maximale du local (Pa)
max
2
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ISO 21805:2023(F)
P pression négative (Pa ou psf)
N
P pression positive (Pa ou psf)
P
P et P représentent soit
N P
— des limites de pression nominale pour l’estimation de A ou A , soit
N P
— des estimations de valeurs maximales de P ou P pour des valeurs données de A ou A
N P N P
3
Q quantité d’agent requise à une température de référence de 20 °C (m )
R
R constante de la loi des gaz parfaits, égale à 8,314 (J/mol-K)
3
S volume massique de l’agent à la température nominale (m /kg)
3
S volume massique de l’air (m /kg)
AIR
3
S volume massique de l’agent à la température de référence (m /kg)
R
t temps d’émission (s)
t temps d’émission du système de lutte contre l’incendie à gaz (s)
d
T température (K)
3
V volume de l’espace protégé (m )
3
V volume massique de l’agent à la température nominale (m /kg)
A
3
V volume massique du mélange homogène agent-air (m /kg), qui est l’inverse de la masse
H
volumique
3
V volume massique de vapeur de l’agent extincteur (m /kg)
V
w débit massique maximal de l’agent
ρ masse volumique du mélange agent-air
H
5 Utilisation et limitations
Le présent document est destiné à être utilisé par des personnes compétentes en matière de conception,
d’installation, d’exploitation et de maintenance de systèmes fixes de lutte contre l’incendie à gaz. Il sert
également de document d’orientation pour les personnes impliquées dans la conception, la construction
et le fonctionnement de bâtiments où de tels systèmes sont installés.
Il n’exempte pas les personnes en charge de la conception, de la construction et du fonctionnement de
bâtiments de leurs obligations de prévoir des dispositions structurelles adéquates.
L’ensemble du système implique d’autres métiers et services et le présent document se limite à fournir
les recommandations soulignées dans le domaine d’application.
En appliquant l’analyse de la pression maximale d’enceinte et de l’aire d’évent de surpression du
présent document, l’utilisateur peut éventuellement conclure qu’une enceinte peut exiger des aires
d’évent de surpression supplémentaires pour éviter de dépasser les valeurs de pression maximales
spécifiées au moment de l’émission d’un système à agent gazeux. Si tel est le cas, il est recommandé que
l’utilisateur informe le fournisseur d’évent qu’un dispositif supplémentaire peut être spécifié et choisi
par application du présent document.
La pression maximale développée dans une enceinte lors de l’émission d’un système d’extinction
d’incendie à agent gazeux est influencée par plusieurs caractéristiques du système lui-même et de
3
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l’enceinte à protéger. Les propriétés thermodynamiques de l’agent et les caractéristiques d’émission du
matériel sont particulièrement importantes. Chacun des paragraphes ci-après contient des formules
de corrélation qui sont propres au type d’agent et au matériel du fabricant. Les formules peuvent être
utilisées pour établir des estimations des grandeurs suivantes:
a) aire d’évent de surpression d’enceinte correspondant à une limite de pression d’enceinte spécifiée;
b) pression positive ou négative maximale développée dans une enceinte correspondant à une aire
d’évent de surpression calculée ou estimée.
NOTE Les formules du présent document pour des agents halocarbonés ont un domaine d’applicabilité
limité fondé sur des limitations paramétriques des données desquelles elles sont issues. Le Tableau 1 indique les
limites applicables de concentration nominale, de temps d’émission et de réponse en pression d’enceinte pour une
utilisation dans le cadre du présent document. Les estimations de pression maximale (tant positive que négative)
fondées sur les données obtenues pour chaque agent sont données dans le Tableau 1.
ATTENTION — Il est physiquement possible de développer des pressions supérieures à celles
couvertes par le présent document pendant les émissions de système.
Tableau 1 — Récapitulatif des limites d’application des formules
Agent Conc. mini- Conc. maxi- Temps Temps Surpression Dépression
male d’agent male d’agent d’émission d’émission maximale maximale
minimal maximal
% vol. % vol. Pa (pfs) Pa (pfs)
FK-5-1-12 4,2 6 6 10 239 (5) 1 197 (25)
HFC-23 18 30 6 10 1 437 (30) s.o.
HFC-125 8 10,5 6 10 479 (10) 479 (10)
HFC-227ea 6,25 10,5 6 10 3
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.