DIN EN 15004-2:2020-12
Стационарные системы пожаротушения. Системы газового пожаротушения. Часть 2. Физические свойства и конструкция систем газового пожаротушения на огнетушащем ФК-5-1-12 (ИСО 14520-5:2019, измененный); Немецкая версия EN 15004-2:2020

Стандартный №

DIN EN 15004-2:2020-12

Дата публикации

2020

Разместил

German Institute for Standardization

состояние

быть заменен

быть заменен

DIN EN 15004-2 E:2025-02

Последняя версия

DIN EN 15004-2 E:2025-02

сфера применения

Обзор стандарта и история изменений

DIN EN 15004-2:2020, ключевой компонент европейского стандарта для газовых систем пожаротушения, специально определяет физические свойства и требования к проектированию системы для огнетушащего вещества FK-5-1-12 (додекафтор-2-метилпентан-3-он). Этот стандарт заменяет издание 2008 года. Основные обновления включают добавление уровней номинального давления 34,5 бар и 50 бар, пересмотр раздела, посвященного проектированию системы, дополнительные экологические требования и обновленные нормативные ссылки.

---

Анализ характеристик огнетушащего вещества ФК-5-1-12

ФК-5-1-12 — прозрачный, бесцветный, практически без запаха, электроизоляционный газ с плотностью примерно в 11 раз выше плотности воздуха. Механизм его огнетушащего действия основан преимущественно на физических эффектах, а также на некоторых химических реакциях. В таблице 1 стандарта приведены технические характеристики огнетушащего вещества:

Характеристические параметры	Технические требования	Метод испытания
Чистота	≥99,0% (моль/моль)	Газовая хроматография
Кислотность	≤3×10⁻⁶	Титрование
Содержание воды	≤0,001% (массовая доля)	Метод Карла Фишера
Нелетучий остаток	≤0,03% (массовая доля)	Метод испарения

Основные физические параметры показывают, что FK-5-1-12 имеет молекулярную массу 316,04, температуру кипения 49,2 °C (1,013 бар абсолютного давления), критическую температуру 168,66 °C и критическое давление 18,646 бар. Эти параметры напрямую влияют на коэффициент заполнения и расчет давления при проектировании системы.

---

Технические требования к проектированию системы

Уровни давления и коэффициенты заполнения

Стандарт добавляет уровни давления 34,5 бар и 50 бар, предоставляя более гибкие возможности для различных сценариев применения.

Номинальное давление (бар)	Максимальный коэффициент заполнения (кг/м³)	Максимальное давление в сосуде при 50°C (бар)	Давление при 20°C (бар)
25	1480	29	25
34,5	1200	38	34,5
42	1440	48	42
50	1200	57	50

Превышение предельного коэффициента огня может вызвать резкое повышение давления при повышении температуры, что ставит под угрозу целостность контейнера. Стандарт предоставляет подробные кривые зависимости температуры от давления (рисунки 1-4) в качестве основы для инженерного проектирования.

Расчет количества огнетушащего вещества

Количество огнетушащего вещества должно обеспечивать достижение проектной концентрации при наименьшей ожидаемой температуре. В таблице 3 стандарта приведены подробные данные о массе огнетушащего вещества, необходимой для достижения определенных концентраций при различных температурах. Формула расчета:

m/V = c / [S × (100 - c)]

Где S — удельный объем перегретого пара, который можно приблизительно рассчитать как S = k₁ + k₂T (k₁=0,0664, k₂=0,000274)

---

Концентрация пожаротушения и расчетная концентрация

В таблице 4 стандарта указаны концентрация пожаротушения и минимальная расчетная концентрация для различных видов топлива:

Тип топлива	Концентрация пожаротушения (% объема)	Минимальная расчетная концентрация (% объема)	Коэффициент безопасности
Гептан (чашечная горелка)	4,5	5,9	1,3
Гептан (испытание на космический пожар)	4,4	5,7	1,3
Поверхностный пожар класса А (поленница)	3,4	4,4	1,3
Пожар класса А высокого риска	-	5,6	1,3

Для особых рисков следует применять дополнительный коэффициент безопасности рассматриваться и определяться по согласованию с компетентным органом.

---

Вопросы безопасности персонала

В главе 5 стандарта подчеркивается важность безопасности персонала, и необходимо учитывать следующие потенциальные опасности: само огнетушащее вещество, продукты горения, образующиеся при пожаре, и продукты разложения огнетушащего вещества под воздействием огня. Токсикологические данные показывают, что:

Токсикологические параметры	Значения	Объяснение
4-часовая LC50	>10%	Медианная летальная концентрация для крыс
NOAEL	10%	Нет наблюдаемого уровня неблагоприятного воздействия
LOAEL	>10%	Наименьший наблюдаемый уровень неблагоприятного воздействия

Эти данные показывают, что FK-5-1-12 имеет хорошую безопасность при концентрациях для тушения огня, но по-прежнему должен соответствовать EN 15004-1:2019, Глава 5, Требования безопасности.

---

Оценка характеристик окружающей среды

В издании 2020 года добавлена Глава 7, Характеристики окружающей среды, в которой четко указано:

• Потенциал глобального потепления (GWP100): 1 (относительно CO₂)
• Потенциал разрушения озонового слоя (ODP): 0

Поскольку он не содержит основных озоноразрушающих активных веществ, таких как хлор, бром или йод, значение ODP FK-5-1-12 равно нулю, а его экологичность значительно лучше, чем у традиционных заменителей галона.

---

Рекомендации по внедрению и инженерные приложения

Соображения на этапе проектирования

1. Выбор уровня давления: Рассмотрите системы на 25 бар, 34,5 бар, 42 бар или 50 бар в зависимости от объема защищаемой зоны, схемы трубопроводов и экономической эффективности.

2. Поправка на температуру: Количество огнетушащего вещества необходимо рассчитывать на основе ожидаемой минимальной температуры окружающей среды. См. Таблицу 3 для температурной компенсации.

3. Сброс давления безопасности: Учитывайте удар давления во время выброса огнетушащего вещества и убедитесь, что несущая способность корпуса защищаемой зоны составляет ≥1,2 кПа.

Требования к установке и приемке

1. Наддув азотом: Используйте азот с содержанием воды ≤60 ppm и нагнетайте давление до +50% от номинального давления при 20 ° C.

2. Проектирование трубопровода: Следуйте требованиям EN 15004-1 к расчету жидкости в трубопроводе, чтобы гарантировать, что время распыления соответствует стандарту

3. Проверка и приемка: Проведите испытания под давлением и функциональные испытания для проверки целостности системы

Руководство по техническому обслуживанию

1. Периодический осмотр: Проверяйте давление в баллоне каждые шесть месяцев. Доливайте, если давление падает более чем на 10%

2. Анализ состава: Отбирайте образцы каждые пять лет для проверки чистоты огнетушащего вещества, чтобы убедиться в его соответствии требованиям Таблицы 1

3. Системное тестирование: Ежегодное имитационное испытание распыления для проверки логики управления и функции связи

---

Сравнение технического развития и стандартов

По сравнению с изданием 2008 года основное техническое развитие DIN EN 15004-2:2020 отражено в:

Технические элементы	Издание 2008 года	Издание 2020 года	Техническое значение
Уровень давления	25 бар, 42 бар	25 бар, 34,5 бар, 42 бар, 50 бар	Предоставлены более гибкие варианты проектирования
Характеристики окружающей среды	Не включено	Новая глава 7	Акцент на требованиях по защите окружающей среды
Требования к чистоте	98,0%	99,0%	Повышение требований к качеству
Коэффициент безопасности	1,3	1,3 (регулируемый)	Повышенная гибкость для конкретных рисков

Эти обновления отражают последние разработки в области технологии газового пожаротушения, в частности, достижения в области экологических характеристик, оптимизации системы и безопасности.

---

Примеры применения и передовой опыт

Пример защиты центра обработки данных: Центр обработки данных уровня 3 использовал систему FK-5-1-12 с проектной концентрацией 6% и номинальным давлением 34,5 бар. Благодаря точному расчету дозировки огнетушащего вещества и оптимизации размещения насадок система сократила пространство для хранения огнетушащего вещества на 25%, при этом соблюдая требования к тушению пожаров.

Применение для защиты культурного наследия: Исторический архив использует систему FK-5-1-12, чей нулевой озоноразрушающий потенциал и низкая токсичность идеально соответствуют строгим требованиям по защите окружающей среды и артефактов в сфере защиты культурного наследия.

Решение для промышленных предприятий: в нефтехимических диспетчерских используется система высокого давления 50 бар, что значительно сокращает диаметр труб и количество контейнеров, снижает затраты на установку на 30% и повышает надежность системы.

---

Выводы и перспективы

DIN EN 15004-2:2020 содержит всеобъемлющие технические условия на проектирование и применение систем газового пожаротушения FK-5-1-12. Его экологичность (GWP=1, ODP=0) и превосходные характеристики пожаротушения делают его ценной альтернативой хладону. В условиях ужесточающихся экологических требований и постоянного технологического прогресса этот стандарт будет способствовать развитию технологии газового пожаротушения в сторону большей эффективности и экологичности, обеспечивая при этом безопасность персонала и имущества.

При реализации проекта особое внимание следует уделить выбору уровней давления, расчетам температурной коррекции и рациональному определению коэффициентов запаса прочности, чтобы гарантировать, что система соответствует как стандартным требованиям, так и специфическим потребностям конкретных сценариев применения.