Расчётная концентрация, расчёт количества агента, время выпуска и время удержания

Расчётная концентрация — это целевой процент газа, определяемый инженерным расчётом для тушения конкретного класса горючих материалов; время выпуска — максимальное время, установленное стандартами для достижения основной части этой концентрации; время удержания (hold time) — минимальное время, в течение которого огнетушащая атмосфера должна сохраняться в защищаемом объёме без вентиляции, чтобы предотвратить повторное воспламенение. Эти три параметра взаимосвязаны: если хотя бы один из них рассчитан неверно или занижен, система рискует не потушить пожар или допустить повторное возгорание даже при полном выпуске содержимого баллонов.

Кратко

Как определяется расчётная концентрация

У каждого огнетушащего газа есть значение «концентрации тушения», определённое стандартными методами испытаний (например, кубическим тестом), — это минимальный процент газа, при котором эталонное пламя гаснет в контролируемых условиях. Расчётная концентрация получается путём добавления к этому значению коэффициента запаса (фактора безопасности); стандарты NFPA 2001 и ISO 14520 задают минимальные коэффициенты безопасности в зависимости от класса горючего материала (поверхностные горючие вещества, электрооборудование и т. д.). Например, для FM-200 и ФК-5-1-12 типичная расчётная концентрация составляет 4–10 % по объёму, тогда как для инертных газов (ИГ-541, ИГ-55) из-за механизма разбавления кислорода требуется добавление 30–45 % объёма газа. Для CO2 расчётная концентрация напрямую превышает пределы безопасности для человека, поэтому область его применения подчиняется отдельному режиму безопасности.

Как рассчитать количество агента?

Для химических чистых агентов (FM-200, ФК-5-1-12) необходимая масса агента определяется по формуле объёмного тушения из ISO 14520 и EN 15004:

m = (V / S) × c / (100 − c)

• m: необходимое количество агента (кг)
• V: чистый объём (м³): объём помещения за вычетом постоянных конструкций, куда агент не проникает (колонны, сплошные блоки и т. п.)
• c: расчётная концентрация (% по объёму)
• S: удельный объём паров агента (м³/кг); S = k1 + k2 × T, где T — расчётная температура в защищаемом объёме (°C)

Пример: серверная с чистым объёмом 100 м³, расчётной температурой 20 °C и поверхностными горючими материалами класса A (кабели, пластик, бумага) защищается агентом ФК-5-1-12. ISO 14520-5 устанавливает для ФК-5-1-12 минимальную расчётную концентрацию 5,3 % для поверхностных пожаров класса A.

• S = 0,0664 + 0,000274 × 20 = 0,0719 м³/кг
• m = (100 / 0,0719) × 5,3 / 94,7 ≈ 78 кг (около 0,78 кг/м³)

Это только предварительная оценка. В окончательном проектном расчёте также учитываются поправка на высоту над уровнем моря, минимальная и максимальная температура в помещении, расчётная концентрация из документов об одобрении применяемой системы, степень заполнения баллонов и гидравлический расчёт трубопроводной сети. Для помещений с людьми дополнительно проверяется, что концентрация при максимальной температуре не превышает предела безопасности агента (NOAEL).

Для инертных газов (IG-541, IG-55) расчёт иной: при подаче агента избыточный воздух выходит через клапан сброса давления, поэтому применяется логарифмическая формула, результат обычно выражается в м³ газа, а не в кг, и клапан сброса давления рассчитывается отдельно.

Почему важно время выпуска

Время выпуска — это время, за которое газ из баллонов поступает в защищаемый объём и достигает определённой доли расчётной концентрации (согласно стандартам — как правило, основной её части). Это время намеренно ограничивают, поскольку масштаб пожара и связанное с ним расслоение горячих газов нарастают со временем; медленная подача газа может привести как к разрастанию пожара, так и к тому, что слой горячего дыма поднимет газ вверх и нарушит равномерность его перемешивания. Такие параметры, как диаметр труб, число и расположение насадков, конструкция коллектора и давление в баллонах, оптимизируются с помощью программ гидравлического расчёта, чтобы время выпуска укладывалось в пределы, заданные стандартами.

Время удержания и риск повторного воспламенения

После выпуска газа, даже если горение прекратилось, раскалённые поверхности или тлеющие материалы могут вызвать повторное воспламенение. Время удержания означает, что огнетушащая атмосфера должна оставаться в помещении — не опускаясь из-за утечек ниже эффективной концентрации — в течение минимального срока, установленного стандартами для защищаемого класса горючих материалов (для поверхностных горючих веществ обычно порядка 10 минут). Обеспечение этого времени напрямую зависит от герметичности помещения: недостаточная герметичность приведёт к тому, что даже теоретически верно рассчитанная концентрация на практике не удержится в течение hold time. Эта зависимость проверяется до ввода системы в эксплуатацию с помощью теста интеграции помещения (door fan test) — подробно этот вопрос рассмотрен в статье «Герметичность помещения и door fan тест».

Совместная оценка трёх параметров

Чтобы утверждать, что система спроектирована верно, необходимо отдельно подтвердить три факта: расчётная концентрация выбрана в соответствии с классом горючих материалов, время выпуска подтверждено гидравлическим расчётом, а время удержания обеспечено герметичностью помещения. На практике эти три параметра совместно фиксируются на этапе ввода системы в эксплуатацию (пусконаладки); отсутствие документального подтверждения хотя бы одного из них ставит под сомнение фактическую надёжность системы.

Чтобы применить эти сведения в вашем проекте, посмотрите наши услуги по газовому пожаротушению и все варианты систем на главной странице или свяжитесь с нами через форму запроса.

Обновлено: 4 ноября 2026 г.

Источники

1. ISO 14520-5:2019 — FK-5-1-12 extinguishant (коэффициенты удельного объёма, таблицы 3 и 4)
2. ISO 14520-9:2019 — HFC 227ea extinguishant (коэффициенты удельного объёма; те же значения, что в EN 15004-5)