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.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
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
© ISO 2023
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Published in Switzerland
ii
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
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 ;
— 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.
iv
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,
v
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.
vi
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
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
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
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
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
Q quantity of agent required at reference temperature of 20 °C (m )
R
R gas law constant, 8,314 (J/mol-K)
S specific volume of the agent at the design temperature (m /kg)
S specific volume of air (m /kg)
AIR
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)
V volume of the protected space (m )
V specific volume of the agent at the design temperature (m /kg)
A
V specific volume of the homogenous agent-air mixture (m /kg), which is the inverse of the density
H
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;
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.
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
a
Negative pressure has been observed, with adverse effects. It can occur in certain cases where large quantities of CO
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)
c) Halocarbon gas
Key
X1 positive pressure
X2 negative pressure
Y time
Figure 1 — Typical pressure excursions
7.3 Enclosure characteristics
It is the client’s responsibility and not the responsibility of the fire protection system supplier to
determine room strength. The client should advise the allowable pressure differential the protected
enclosures can withstand without sustaining damage.
It is generally accepted that normal masonry construction can withstand 500 Pa, while lightweight
structures such as stud partitioning can withstand only 250 Pa. Both figures assume fixings at the
top and bottom. Certain structure types can have even lower limits, particularly suspended ceilings.
However, fire system engineers are not qualified to give guidance on room strengths, so it is up to the
client to provide this information. If the client does not make clear the allowable pressure the enclosure
will withstand, it is necessary to obtain their acceptance of the figures used.
Due to issues related to enclosures utilizing suspended ceilings, it is recommended that protection is
provided to volumes above and below the suspended ceiling where practical.
7.4 Pressure-relief vent paths
It is generally assumed that positive/negative pressure-relief vent paths will lead to/from the
atmosphere. Positive pressure-relief vent paths will assist in the safe transfer of the displaced air/
extinguishant volume to the atmosphere in the most efficient, uncomplicated manner as well as
ensuring air/extinguishant contaminated with fire by-products also finds a safe route to the outside air.
As positive pressure venting can involve the displacement of smoke, the possible effect on fire detection
systems along the vent path should be considered.
Under certain circumstances, it can be necessary to consider the use of adjacent spaces as the means
to dissipate the pressure condition, either directly as a function of the volume of that adjacent space or
where the adjacent space acts as a transit path to the atmosphere. Under the circumstances described
in the latter option, special venting considerations can be required to ensure the pressure condition is
not simply transferred to that adjacent space (see 7.9).
7.5 Types of pressure-relief vents
7.5.1 General
There are various types of pressure-relief vents, which are normally closed to preserve the integrity of
the enclosure and which then open to relieve a pressure impulse and close again. These pressure-relief
vents can fall into several categories, which are described in the following subclauses.
7.5.2 Gravity vents
The blades for these vents are generally hinged on the top edge. They have no electric or pneumatic
actuation but rely totally on the enclosure pressure change to move the vent blades.
This type of vent can provide a free pressure-relief vent area significantly smaller than the gross
pressure-relief vent area. In addition, the vent design creates turbulent flow and therefore is likely to
create higher pressure loss for any given flow. This additional pressure loss should be factored into the
determination of the free pressure-relief vent area required.
Vents, if not fitted with an end stop, for example ‘cat flaps’, could relieve pressures in both directions.
However, these are not recommended unless they can avoid compromising the enclosure fire rating.
See Figure 2.
Figure 2 — Gravity vent
7.5.3 Counterweighted flap vent
This type of vent is configured with the hinge located just off from the centre of gravity so that when
positive pressure is exerted on the upstream side of the vent it allows the vent blades to pivot to their
fully open positions.
The vent can be designed such that there is a minimum operational release pressure, which will ensure
that nuisance movement is avoided.
Typically, these vents are more efficient (i.e. larger discharge coefficient, lower opening pressure, lower
intrinsic inertia) than gravity flap vents.
7.5.4 Electrically-operated vents
This type of vent utilizes blade(s) operated by an electric motor.
This type of vent is reliant upon power at the time of the discharge. Therefore, if no other option is
available, there should be a protected power supply to the vent motor to ensure that failure of mains
does not leave the vent in the closed position.
This type of vent generally opens more slowly than other types of vent and correct operation can be
dependent on the sequence of activation and the time allowed for the vent to open fully.
See Figure 3.
Figure 3 — Electrically-operated vent
7.5.5 Pneumatically-operated vent
Pneumatically operated vents are actuated by pressure, normally that of gas flowing through the
pipework or by pilot containers or compressed air line.
7.5.6 Vent accessories
7.5.6.1 Security provisions
If the vent is located within an external wall at a low level it is feasible that the client will have some
concerns regarding forced entry. Therefore, it is likely that security bars can be fitted across the
aperture to retain the building security.
7.5.6.2 Insect screen
If there is concern that insects can potentially penetrate the building through the vent it can be
necessary to specify insect screens. However, these are made of fine mesh and can have a significant
impact on the free pressure-relief vent areas.
7.5.6.3 Weather louvres
When fitted on exposed, external faces of a building it is possible that rain can penetrate the opening
even with the vent in the closed position. In this case, a weather louvre can be fitted externally. However,
this can have a significant impact on the free pressure-relief vent areas.
See Figure 4.
Figure 4 — Louvres
7.5.6.4 Decorative grilles
A decorative grille can be used to cover the inner face of the vent assembly. However, this can have a
significant impact on the free pressure-relief vent areas.
7.5.6.5 Limit switches
If electrically- or pneumatically-operated vents are inadvertently left in the open position they can
potentially become either a security risk or endanger the equipment within the space by the infiltration
of pollution from external sources. In this case, it can be desirable to fit limit switch(es) to monitor the
position of the vent and create a warning signal, either locally, or through the building management
system, or both.
7.6 Pressure-relief vent characteristics
7.6.1 Vent efficiency
Pressure-relief vents, of any type (see 7.5), control the flow of air by the movement of air control
elements (blades). The design of the blades and the extent to which they open at any given pressure
determines the free pressure-relief vent area of the vent at that pressure. For example, if a vent has a
nominal area of 1,0 m and an efficiency of 50 % at 100 Pa it will provide a free pressure-relief vent area
of 0,5 m at 100 Pa. The blades of the same vent can open further at higher pressures, perhaps having an
efficiency of 80 % at 250 Pa and thus provide a free pressure-relief vent area of 0,8 m at 250 Pa.
Examples of vent efficiencies for gravity and weighted vents are shown in Figure 5. It is therefore
recommended that free pressure-relief vent areas are specified at no less than 3 pressures, for example,
100 Pa, 250 Pa and 500 Pa.
Vent efficiency will be reduced by the addition of other accessories in the vent path, e.g. weather louvres,
grilles, etc. Vent manufacturers should provide a safe assessment of the potential effect based on the
free pressure-relief vent area of the accessory proposed.
NOTE Vent efficiencies are provided by vent manufacturers.
Key
X efficiency (%)
Y pressure (Pa)
1 gravity
2 counter-weighted
Figure 5 — Efficiency of pressure-relief vents
7.6.2 Minimum opening pressure
The vent should be designed to have a minimum opening pressure to avoid nuisance opening. This
should be at least 50 Pa.
7.6.3 Minimum closing pressure
The vent should be designed to have a minimum closing pressure to ensure closure at the end of the
discharge. This should be at least 30 Pa.
7.6.4 Fire rating
Where vents are included in an enclosure, they should not reduce the fire rating of the structure and
should therefore be of equivalent fire rating.
7.7 Vent location and mounting
7.7.1 Vent location
The most favourable location for the vent is on an exterior wall of the building.
The vent should be located taking due account of the discharge nozzles and any objects both inside and
outside the enclosure in the vicinity of the vent.
The vent should be located on an area of wall within the enclosure which is devoid of all services or
other fixtures or fittings that could impede the flow path. Where available free wall space is limited,
consideration should be given to having a bespoke vent manufactured which will fit the available space
constraints.
The most significant hazard which arises from obstructions placed on either side of the vent is those
which are of a non-fixed or temporary arrangement, which can impede flow or prevent the vent
from functioning correctly. Such items are not necessarily present at the time at which the gaseous
firefighting system is designed and ultimately handed over. Examples include skips, packing boxes,
filing cabinets, etc.
Where obstruction of either side of the vent is possible, suitable warning notices or physical barriers
should be provided.
The discharge of a gaseous firefighting system causes concentrated streams of extinguishant from the
discharge nozzles, which dissipate the further the flow gets from the nozzle. It follows therefore that
placing a vent near nozzles and directly in the path of discharge, can cause a disproportionate quantity
of extinguishant to be vented during the discharge.
Vents should be positioned taking into account the above points and any location in the enclosure
boundary may be suitable.
7.7.2 Vent mounting
The following points are provided as general information which can vary between suppliers.
Vents can feature a mounting flange that is fixed to the surface to which the vent is to be mounted, using
suitable screws. The surface to which the vent is to be fitted needs to be flat and where the surface
is stepped or uneven, additional mounting frames are required. Additional mounting frames can also
need to be utilized where the vents are being fitted in very thin enclosure walls such as glass-reinforced
plastic cabins, or where existing window frames are used, or where the vents are to be mounted in a
door.
Vents are generally fabricated from sheet steel and depending on the type of vent, will include items
such as weights on each vent blade, pneumatic actuators, or electric motors. Consequently, the vents
themselves will have a weight, which can be significant where either several small vents are located
together in one area, or where a single large vent is used. The supplier should state the weight of the
vent supplied and the building contractor should make due allowance for this where it is necessary to
build in additional structural members to support the weight.
The rigidity of the vent frame in which the blades are mounted varies between manufacturers.
Furthermore, the larger the vent, the more prone to distortion the frames become. Where manufacturers
fit cross braces to the vent to limit distortion, these are not to be removed until the vent is installed.
Since the vent blades are invariably a close fit with the frame, any distortion of the frame can hamper
the full and correct opening of the damper blades. It is therefore essential that the size of the hole
physically made in the wall has a sufficient degree of slack around the vent frame to ensure that the
frame does not become distorted by the wall. The building contractor should ensure that once the vent
is fitted and the mounting screws are fully tightened, that the vent is free of any distortion and all the
blades can freely move such that they can fully open and intentionally close under gravity (or normal
power source) alone.
Some vents are supplied with a telescopic tube which lines the surface of the hole cut in the wall. The
use of such telescopic tubes reduces the amount of building work necessary in cleaning up the edges of
the hole after it has been formed. All wall linings should retain the fire rating of the structure.
7.8 Pressure-relief vent area calculations
7.8.1 Use of agent-specific formulae
To use the agent-specific formulae, the user needs to know the following:
3 3
a) volume of the protected enclosure (m or ft );
b) agent type;
c) agent design concentration based on an enclosure temperature of 21 °C (vol. %);
d) system discharge time (s)
e) average relative humidity, H, in the protected enclosure (only required for FK-5-1-12, HFC-125, or
HFC-227ea);
2 2
f) equivalent leakage area of an enclosure (cm or in ). See 7.8.4.
NOTE This can be determined by a room-integrity (door-fan) test. See ISO 14520-1:2023, Annex E.
g) the specified maximum allowed enclosure pressure, the “pressure limit,” (Pa or psf).
The calculation of the required pressure-relief vent area and maximum pressure usually consists of the
following steps:
1) Determine the enclosure’s positive pressure (P ) and negative pressure (P ) limits.
P N
2) Determine the equivalent leakage area using the enclosure integrity test. See ISO 14520-1:2023,
Annex E.
3) Use agent-specific formulae and the measured equivalent leakage area, from step 2), to estimate
values of P and P .
P N
4) If pressures P and P are less than or equal to the specified enclosure pressure limit then report
P N
P and P on the system plans.
P N
5) If the measured equivalent leakage area results in pressure P and P that exceed the specified
P N
enclosure pressure limit, use agent-specific formulae and the specified enclosure pressure limits
(for both positive and negative pressure) to calculate the required pressure-relief vent areas, A
P
and A , then report P and P , and A and A on the working plans.
N P N P N
Figure 6 shows the sequence of steps to follow to develop the information required.
Figure 6 — Sequence of steps to follow to calculate P and P
P N
7.8.2 Vent area requirement (non-liquefiable gases)
7.8.2.1 General
The manufacturer’s system flow calculations are used to determine the maximum agent flow rate. The
required pressure-relief vent area depe
...
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
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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
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
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
iii
Annexe B (informative) Méthode de développement des formules propres à l’agent
pour les gaz liquéfiables .35
Bibliographie .37
iv
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 ;
— 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
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
vi
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.
vii
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
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
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 )
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
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
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)
S volume massique de l’agent à la température nominale (m /kg)
S volume massique de l’air (m /kg)
AIR
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)
V volume de l’espace protégé (m )
V volume massique de l’agent à la température nominale (m /kg)
A
V volume massique du mélange homogène agent-air (m /kg), qui est l’inverse de la masse
H
volumique
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
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 10 383 (8) 958 (20)
6 Sécurité
6.1 Sécurité structurelle
Il est essentiel de prévoir une évacuation de pression centralisée et convenablement conçue sur les
enceintes protégées par des systèmes d’extinction d’incendie à gaz pour empêcher toute possibilité de
défaut d’intégrité structurelle. Il est capital d’atténuer les forces exercées par les variations de pression
dans l’enceinte survenant lorsque des milieux gazeux de lutte contre l’incendie sont diffusés dans une
enceinte.
6.2 Sécurité du personnel
Le fonctionnement d’évents de surpression ou de systèmes d’extraction exige le déplacement de
mélanges d’air/milieux gazeux d’une enceinte protégée vers l’extérieur ou une autre zone qui n’est
pas nécessairement protégée. Des problèmes de sécurité peuvent être induits par une exposition aux
agents extincteurs eux-mêmes ou à des produits de combustion et/ou à des produits de dégradation des
agents extincteurs. Il convient également de prendre en considération tous les dangers découlant du
fonctionnement des évents de surpression/dépression.
7 Conception du système — Évents de surpression
7.1 Généralités
Le principe fondamental de conception est de limiter les fluctuations de pression imposées sur la
structure de l’enceinte protégée par l’émission d’un agent extincteur gazeux aux pressions limites que
l’enceinte peut supporter.
Un essai d’infiltrométrie peut être utilisé pour déterminer l’aire de fuite équivalente, ou simplement
l’aire «d’évent» qui existe au moment de l’évaluation. Les méthodes du présent document peuvent
utiliser l’aire d’évent de surpression connue ou estimée pour estimer la pression maximale qui sera
développée lors de l’émission d’un système à agent gazeux. Si la pression maximale estimée dépasse
un seuil nominal spécifié, les méthodes du présent document peuvent être utilisées pour estimer une
aire d’évent de surpression suffisante pour limiter le développement de pression lors de l’émission du
système à une valeur acceptable.
7.2 Caractéristiques de l’agent extincteur
7.2.1 Pressions positive et négative créées
Il convient de prendre en compte la pression positive créée par tous les agents extincteurs et aussi la
pression négative créée par certains agents extincteurs indiqués dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Effets de pression d’agents extincteurs gazeux
Nom de l’agent extincteur Pression positive créée Pression négative créée
FK-5-1-12 Oui Oui
HFC-125 Oui Oui
HFC-227ea Oui Oui
HFC-23 Oui Non
IG 01 Oui Non
IG 100 Oui Non
IG 55 Oui Non
IG 541 Oui Non
a
CO Oui Non
a
Une pression négative a été observée et a eu des effets néfastes. Elle peut survenir dans certains cas lorsque
d’importantes quantités de CO sont libérées dans un espace dont les fuites vers l’extérieur sont minimes.
7.2.2 Graphiques de pression
Les graphiques présentés à la Figure 1 représentent les fluctuations de pression caractéristiques qui
pourraient survenir lors de l’émission dans la zone protégée.
a) Gaz inerte
b) Gaz inerte (débit constant)
c) Gaz halocarboné
Légende
X1 pression positive
X2 pression négative
Y durée
Figure 1 — Fluctuations de pression caractéristiques
7.3 Caractéristiques de l’enceinte
La détermination de la résistance du local relève de la responsabilité du client et non de celle du
fournisseur de système de protection contre l’incendie. Il convient que le client communique la différence
de pression admissible que les enceintes protégées peuvent supporter sans dommage durable.
Il est généralement accepté qu’une construction de maçonnerie normale peut supporter 500 Pa,
tandis que les structures légères telles que des cloisons sur plots peuvent supporter 250 Pa. Ces
deux valeurs ont été fixées en prenant pour hypothèse que des fixations sont prévues en haut et en
bas. Certains types de structure peuvent même avoir des limites inférieures, notamment les plafonds
suspendus. Les concepteurs de système de lutte contre l’incendie ne sont toutefois pas qualifiés pour
donner des recommandations relatives à la résistance des locaux, c’est donc au client de fournir cette
information. Si le client ne précise pas la pression admissible que l’enceinte supportera, il est nécessaire
d’obtenir son acceptation concernant les chiffres utilisés.
En raison des problèmes associés aux enceintes utilisant des plafonds suspendus, il est recommandé de
prévoir si possible une protection au niveau des volumes au-dessus et en dessous du plafond suspendu.
7.4 Trajets d’évent de surpression
Il est généralement présumé que les évacuations de surpression de pression positive/négative iront
vers l’extérieur ou viendront de l’extérieur. Les évacuations de surpression de pression positive
contribueront au transfert sûr du volume déplacé d’air/agent extincteur vers l’extérieur de la manière la
plus simple et la plus efficace possible tout en garantissant que l’air/agent extincteur contaminé par des
sous-produits de combustion trouve une voie sûre vers l’air extérieur.
Dans la mesure où une évacuation de pression positive peut impliquer le déplacement de fumée,
il convient de prendre en considération l’effet possible sur les systèmes de détection d’incendie situés le
long du trajet d’évent.
Dans certaines circonstances, il peut être nécessaire d’envisager l’utilisation d’espaces adjacents comme
moyens de dissiper la surpression, soit directement comme une fonction du volume de cet espace
adjacent, soit lorsque l’espace adjacent sert de trajet de transit vers l’extérieur. Dans les circonstances
de la dernière option, il peut être nécessaire d’envisager une installation d’évents spéciale pour garantir
que la surpression n’est pas simplement transférée à cet espace adjacent (voir 7.9).
7.5 Types d’évents de surpression
7.5.1 Généralités
Il existe divers types d’évents de surpression, qui sont normalement fermés pour préserver l’intégrité de
l’enceinte, puis qui s’ouvrent pour évacuer le pic de pression et se referment. Ces évents de surpression
peuvent être classés dans différentes catégories, lesquelles sont décrites dans les paragraphes suivants.
7.5.2 Évents gravitaires
Les lames de ces évents sont généralement articulées sur le côté supérieur. Leur actionnement n’est
pas de nature électrique ou pneumatique mais repose entièrement sur la variation de pression dans
l’enceinte pour déplacer les lames de l’évent.
Ce type d’évent peut offrir une aire libre d’évent de surpression nettement inférieure à l’aire brute
d’évent de surpression. En outre, la conception d’évent crée un écoulement turbulent et est donc
susceptible de créer une perte de charge plus importante pour un débit donné. Il convient que cette
perte de charge supplémentaire soit prise en compte par un facteur lors de la détermination de l’aire
libre d’évent de surpression requise.
Les évents, s’ils ne sont pas dotés d’une butée terminale, par exemple «volets de type chatière»,
pourraient évacuer les pressions dans les deux sens. Ceux-ci ne sont toutefois pas recommandés sauf
s’ils peuvent éviter de compromettre le degré de résistance au feu de l’enceinte. Voir Figure 2.
Figure 2 — Évent gravitaire
7.5.3 Évent à volets à contrepoids
Ce type d’évent est configuré avec l’articulation située juste à côté du centre de gravité de sorte que
lorsqu’une pression positive est exercée sur le côté amont de l’évent, elle permet de faire pivoter les
lames de l’évent jusqu’à leur position totalement ouverte.
L’évent peut être conçu avec une pression opérationnelle minimale d’évacuation, qui permettra d’éviter
tout mouvement indésirable.
Habituellement, ces évents sont plus efficaces (c’est-à-dire, coefficient de débit plus important,
pression d’ouverture plus faible, inertie intrinsèque plus faible) que les évents à volets gravitaires.
7.5.4 Évents électriques
Ce type d’évent utilise une ou plusieurs lames qui sont actionnées par un moteur électrique.
Ce type d’évent est subordonné à l’énergie électrique au moment de l’émission. Par conséquent, si aucune
autre option n’est disponible, il convient de prévoir une alimentation électrique de secours du moteur
d’évent pour garantir qu’une panne secteur ne laisse pas l’évent en position fermée.
Ce type d’évent s’ouvre généralement plus lentement que les autres types d’évents et le bon
fonctionnement peut dépendre de la séquence d’activation et du temps laissé à l’évent pour s’ouvrir
totalement.
Voir Figure 3.
Figure 3 — Évent électrique
7.5.5 Évent pneumatique
Les évents pneumatiques sont actionnés par pression, habituellement par la pression du gaz s’écoulant
à travers la tuyauterie, ou par des réservoirs pilotes ou une ligne d’air comprimé.
7.5.6 Accessoires d’évent
7.5.6.1 Dispositions de sécurité
Si l’évent est situé dans une cloison externe à une faible hauteur, il est vraisemblable que le client aura
certaines inquiétudes quant au risque d’intrusion. Il est donc probable que des barres de sécurité
puissent être installées en travers de l’ouverture pour préserver la sécurité du bâtiment.
7.5.6.2 Moustiquaire
Si le fait que des insectes puissent pénétrer dans le bâtiment par l’évent est problématique, il peut être
nécessaire de spécifier des moustiquaires. Toutefois, ces dernières sont constituées d’un fin maillage et
peuvent avoir un impact significatif sur l’aire libre d’évent de surpression.
7.5.6.3 Persiennes climatiques
Lorsqu’un évent est installé sur une face externe exposée d’un bâtiment, la pluie peut pénétrer dans
l’ouverture même si l’évent est en position fermée. Dans ce cas, une persienne climatique peut être
installée de manière externe. Toutefois, cela peut avoir un impact significatif sur l’aire libre d’évent de
surpression.
Voir Figure 4.
Figure 4 — Persiennes
7.5.6.4 Grilles décoratives
Une grille décorative peut être utilisée pour recouvrir la face interne de l’assemblage d’évent.
Toutefois, cela peut avoir un impact significatif sur l’aire libre d’évent de surpression.
7.5.6.5 Contacteurs de fin de course
Si des évents électriques ou pneumatiques sont laissés par inadvertance en position ouverte, ils peuvent
éventuellement représenter un risque pour la sécurité ou mettre en péril l’équipement dans l’espace par
l’infiltration de pollution provenant de sources externes. Dans ce cas, il peut être souhaitable d’installer
un ou plusieurs contacteurs de fin de course pour surveiller la position de l’évent et générer un signal
d’avertissement, soit localement, soit via le système de gestion du bâtiment, ou les deux.
7.6 Caractéristiques de l’évent de surpression
7.6.1 Efficacité de l’évent
Les évents de surpression, quel que soit leur type (voir 7.5), régulent le débit d’air par le mouvement
d’éléments de régulation de l’air (lames). La conception des lames et l’ampleur selon laquelle elles
s’ouvrent à une quelconque pression donnée déterminent l’aire libre d’évent de surpression de l’évent à
cette pression. Par exemple, si un évent a une aire nominale de 1,0 m et une efficacité de 50 % à 100 Pa,
il offrira une aire libre d’évent de surpression de 0,5 m à 100 Pa. Les lames de cet évent peuvent s’ouvrir
davantage à des pressions plus élevées, hypothétiquement avec une efficacité de 80 % à 250 Pa et offrir
ainsi une aire libre d’évent de surpression de 0,8 m à 250 Pa.
Des exemples d’efficacité d’évent pour les évents gravitaires et à contrepoids sont présentés à la
Figure 5. Il est donc recommandé de spécifier l’aire libre d’évent de surpression à au moins 3 pressions,
par exemple à 100 Pa, 250 Pa et 500 Pa.
L’efficacité d’un évent sera abaissée par l’ajout sur le trajet de l’évent d’autres accessoires, par exemple
des persiennes climatiques, des grilles, etc. Il convient que les fabricants d’évents délivrent une
évaluation sûre de l’effet potentiel fondée sur l’aire libre d’évent de surpression de l’accessoire proposé.
NOTE Les efficacités d’évent sont données par les fabricants d’évents.
Légende
X efficacité (%)
Y pression (Pa)
1 évent gravitaire
2 évent à contrepoids
Figure 5 — Efficacité d’évents de surpression
7.6.2 Pression d’ouverture minimale
Il convient que l’évent soit conçu avec une pression d’ouverture minimale pour éviter une ouverture
indésirable. Il convient que cette pression soit d’au moins 50 Pa.
7.6.3 Pression de fermeture minimale
Il convient que l’évent soit conçu avec une pression de fermeture minimale pour garantir la fermeture à
la fin de l’évacuation. Il convient que cette pression soit d’au moins 30 Pa.
7.6.4 Degré de résistance au feu
Lorsque des évents sont intégrés sur une enceinte, il convient qu’ils ne réduisent pas le degré de
résistance au feu de la structure et il convient donc qu’ils présentent un degré équivalent de résistance
au feu.
7.7 Emplacement et montage de l’évent
7.7.1 Emplacement de l’évent
L’emplacement le plus favorable pour l’évent est un emplacement sur une cloison extérieure du bâtiment.
Il convient de positionner l’évent en prenant en compte les diffuseurs et tout objet tant à l’intérieur qu’à
l’extérieur de l’enceinte se trouvant à proximité de l’évent.
Il convient de positionner l’évent sur une zone de la cloison à l’intérieur de l’enceinte qui est dépourvue
de tout équipement ou autres fixations ou raccords qui pourraient entraver le trajet d’écoulement.
Si la surface de cloison libre disponible est limitée, il convient d’envisager de faire fabriquer un évent
sur mesure qui correspondra aux contraintes de surface disponible.
Le risque le plus important qui découle d’obstructions placées sur l’un ou l’autre côté de l’évent est le
risque dû à des obstructions non fixes ou temporaires, qui peuvent entraver l’écoulement ou empêcher
l’évent de fonctionner correctement. De tels éléments ne sont pas nécessairement présents au moment
de la conception et de la réception du système de lutte contre l’incendie à gaz. Les bennes, cartons
d’emballage, meubles de rangement, etc., en sont des exemples.
Si une obstruction sur l’un ou l’autre côté de l’évent est possible, il convient de prévoir des messages
d’avertissement ou des barrières physiques adaptés.
L’émission d’un système de lutte contre l’incendie à gaz peut induire des flux concentrés d’agent
extincteur provenant des diffuseurs, qui se dissipent au f
...
Questions, Comments and Discussion
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