Fire safety engineering -- Selection of design fire scenarios and design fires

ISO 16733-1:2015 describes a methodology for the selection of design fire scenarios that are credible but conservative for use in fire safety engineering analyses of any built environment, including buildings, structures or transportation systems. Following the procedures given in this part of ISO 16733-1:2015, a manageable number of design fire scenarios is selected using a qualitative or semi-quantitative approach. For a full quantitative approach using risk assessment, the reader is directed to ISO 16732‑1.

Ingénierie de la sécurité incendie -- Sélection de scénarios d'incendie et de feux de dimensionnement

L'ISO 16733-1:2015 décrit une méthodologie de sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement, qui sont plausibles tout en étant conservateurs, ŕ utiliser pour des analyses d'ingénierie de la sécurité contre l'incendie de tout ouvrage dont les bâtiments, les édifices ou les systčmes de transport. Les procédures décrites dans l'ISO 16733-1:2015 permettent de sélectionner un nombre de scénarios d'incendie de dimensionnement plus facilement gérable, en utilisant une approche qualitative ou semi-quantitative. Pour une approche quantitative complčte utilisant une évaluation du risque, le lecteur est invité ŕ consulter l'ISO 16732‑1.

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Published
Publication Date
01-Sep-2015
Current Stage
9020 - International Standard under periodical review
Start Date
15-Jul-2020
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ISO 16733-1:2015 - Fire safety engineering -- Selection of design fire scenarios and design fires
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ISO 16733-1:2015 - Ingénierie de la sécurité incendie -- Sélection de scénarios d'incendie et de feux de dimensionnement
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16733-1
First edition
2015-09-01
Fire safety engineering — Selection
of design fire scenarios and design
fires —
Part 1:
Selection of design fire scenarios
Ingénierie de la sécurité incendie — Sélection de scénarios d’incendie
et de feux de dimensionnement —
Partie 1: Sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement
Reference number
ISO 16733-1:2015(E)
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16733-1:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16733-1:2015(E)
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 Fire safety engineering applications ............................................................................................................................................... 3

5.1 Fire safety engineering process ................................................................................................................................................ 3

5.1.1 Establish project scope ............................................................................................................................................... 3

5.1.2 Identify fire safety objectives ................................................................................................................................ 4

5.1.3 Determine functional requirements ............................................................................................................... 4

5.1.4 Identify performance criteria ............................................................................................................................... 4

5.1.5 Hazard identification.................................................................................................................................................... 4

5.1.6 Fire safety design plan ................................................................................................................................................ 4

5.2 The role of design fire scenarios in fire safety design ........................................................................................... 4

5.3 The role of design fires in fire safety design .................................................................................................................. 5

6 Design fire scenarios ........................................................................................................................................................................................ 6

6.1 Characteristics of fire scenarios ............................................................................................................................................... 6

6.2 Identification of fire scenarios ................................................................................................................................................... 6

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

6.2.2 Step 1 — Identify the specific safety challenges .................................................................................. 8

6.2.3 Step 2 — Location of fire .......................................................................................................................................... 9

6.2.4 Step 3 — Type of fire .................................................................................................................................................10

6.2.5 Step 4 — Potential complicating hazards leading to other fire scenarios ..................11

6.2.6 Step 5 — Systems and features impacting on fire ............................................................................11

6.2.7 Step 6 — Occupant actions impacting on fire ......................................................................................12

6.3 Step 7 — Selection of design fire scenarios ................................................................................................................12

6.3.1 General...................................................................................................................................................................................12

6.3.2 Combining scenarios into scenario clusters .........................................................................................12

6.3.3 Caution on exclusion of scenarios believed to have negligible risk ..................................12

6.3.4 Demonstrating that the scenario structure is complete .............................................................13

6.3.5 Scenario selection procedure based on level of analysis ...........................................................13

6.3.6 Selection of design fire scenarios for deterministic analysis..................................................13

6.4 Step 8 — Modify scenario selection based on system availability and reliability .....................14

6.5 Step 9 — Final selection and documentation ............................................................................................................15

Annex A (informative) Data for development of design fire scenarios ..........................................................................16

Annex B (informative) Example of a set of explicit fire scenarios .......................................................................................18

Annex C (informative) Design fires .....................................................................................................................................................................21

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................30

© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO 16733-1:2015(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. 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. 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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity

assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical

Barriers to Trade (TBT), see the following URL: Foreword - Supplementary information

The committee responsible for this document is ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire

safety engineering.

This first edition cancels and replaces ISO/TS 16733:2006, which has been technically revised.

ISO 16733 consists of the following parts, under the general title, Fire safety engineering — Selection of

design fire scenarios and design fires:
— Part 1: Selection of design fire scenarios
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16733-1:2015(E)
Introduction

Selection of the fire scenarios requiring analysis is critical in fire safety engineering. The number of

possible fire scenarios in any built environment (a building or other structure) can be very large and it

is not possible to quantify them all. It is necessary to reduce this large set of possibilities to a small set

of design fire scenarios that is amenable to analysis.

The characterization of a fire scenario involves a description of fire initiation, the growth phase, the

fully-developed phase and extinction together with likely smoke and fire spread routes. This includes

the interaction with the proposed fire protection features for the built environment. It is necessary to

consider the possible consequences of each fire scenario.

This part of ISO 16733 introduces a methodology for the selection of design fire scenarios that is

tailored to the fire-safety design objectives. There can be several fire safety objectives being addressed,

including safety of life (for occupants and rescue personnel), conservation of property, protection of the

environment and preservation of heritage. A different set of design fire scenarios can be required to

assess the adequacy of a proposed design for each objective.

Following selection of the design fire scenarios, it is necessary to describe the assumed characteristics

of the fire on which the scenario quantification are based. These assumed fire characteristics are

referred to as “the design fire”. It is important that the design fire be appropriate to the objectives of

the fire-safety engineering analysis and that they result in a design solution that is commensurate with

credible worse case scenarios considered.

Users of this part of ISO 16733 should be appropriately qualified and competent in the fields of fire

safety engineering and risk assessment. It is important that users understand the parameters within

which specific methodologies may be used.

ISO 23932 provides a performance-based methodology for engineers to assess the level of fire safety

for new or existing built environments. Fire safety is evaluated through an engineered approach

based on the quantification of the behaviour of fire and based on knowledge of the consequences of

such behaviour on life safety, property, heritage and the environment. ISO 23932 provides the process

(necessary steps) and essential elements to design a robust performance-based fire safety programme.

ISO 23932 is supported by a set of ISO fire safety engineering standards available on the methods and

data needed for the steps in a fire safety engineering design summarized in ISO 23932:2009, Clause

4 and shown in Figure 1. This system of standards provides an awareness of the interrelationships

between fire evaluations when using the set of ISO fire safety engineering standards.

Each International Standard includes language in the introductory material of the standard to tie the

standard to the steps in the fire safety engineering design process outlined in ISO 23932. Selection of

design fire scenarios form part of compliance with ISO 23932, and all the requirements of ISO 23932

apply to any application of this part of ISO 16733. For example, ISO 23932:2009, 9.2 generally describes

the procedure for identifying and selecting fire scenarios (see highlighted box in Figure 1). Clause 6

describes, in detail, the approaches for identifying and selecting design fire scenarios.

© ISO 2015 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16733-1:2015(E)
Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios
and design fires —
Part 1:
Selection of design fire scenarios
1 Scope

This part of ISO 16733 describes a methodology for the selection of design fire scenarios that are credible

but conservative for use in fire safety engineering analyses of any built environment, including buildings,

structures or transportation systems. Following the procedures given in this part of ISO 16733, a

manageable number of design fire scenarios is selected using a qualitative or semi-quantitative approach.

For a full quantitative approach using risk assessment, the reader is directed to ISO 16732-1.

2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are

indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated

references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 16732-1, Fire safety engineering — Fire risk assessment — Part 1: General
ISO 23932:2009, Fire safety engineering — General principles
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.

3.1
design fire

quantitative description of assumed fire characteristics within a design fire scenario

Note 1 to entry: Typically an idealized description of the variation with time of important fire variables, such as

heat release rate and toxic species yields, along with other important input data for modelling such as the fire

load density.
3.2
design fire scenario

specific fire scenario on which a deterministic fire safety engineering analysis will be conducted

Note 1 to entry: As the number of possible fire scenarios can be very large, it is necessary to select the most

important scenarios (the design fire scenarios) for analysis. The selection of design fire scenarios is tailored to

the fire-safety design objectives, and accounts for the likelihood and consequences of potential scenarios.

© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 16733-1:2015(E)
3.3
fire scenario

qualitative description of the course of a fire with respect to time, identifying key events that

characterize the studied fire and differentiate it from other possible fires

Note 1 to entry: The fire scenario description typically includes the ignition and fire growth processes, the fully

developed fire stage, the fire decay stage, and the environment and systems that will impact on the course of

the fire. Unlike deterministic fire analysis, where fire scenarios are individually selected and used as design fire

scenarios, in fire risk assessment, fire scenarios are used as representative fire scenarios (3.4) within fire scenario

clusters (3.5).
3.4
fire scenario, representative

specific fire scenario (3.3) selected from a fire scenario cluster (3.5) such that the consequence of

the representative fire scenario can be used as a reasonable estimate of the average consequence of

scenarios in the fire scenario cluster
3.5
fire scenario cluster

subset of fire scenarios (3.3), usually defined as part of a complete partitioning of the universe of

possible fire scenarios

Note 1 to entry: The subset is usually defined so that the calculation of fire risk as the sum over all fire scenario

clusters of fire scenario cluster frequency multiplied by representative fire scenario (3.4) consequence does not

impose an undue calculation burden.
3.6
target

person, object or environment intended to be protected from the effects of fire and its effluents (smoke,

corrosive gas, etc.) and/or fire suppression effluents
4 Symbols and abbreviated terms
A area of an opening, m
h height of an opening, m
rate of mass loss of fuel, kg/s
rate of entry of air into the enclosure, kg/s
air
 rate of heat release, kW
 reference rate of heat release, kW

r stoichiometric air requirement for complete combustion of fuel, expressed as the mass ratio of

air to fuel
t time, s
time required to reach the reference rate of heat release, Q s
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16733-1:2015(E)
5 Fire safety engineering applications
5.1 Fire safety engineering process

ISO 23932 provides a performance-based methodology for engineers to assess the level of fire safety

for new or existing built environments. Fire safety is evaluated through an engineered approach

based on the quantification of the behaviour of fire and based on knowledge of the consequences of

such behaviour on life safety, property, heritage and the environment. ISO 23932 provides the process

(necessary steps) and essential elements to design a robust performance-based fire safety programme.

This part of ISO 16733 provides guidance for developing design fire scenarios in ISO 23932:2009, 9.2.

This step in the fire safety engineering process is shown as a highlighted box in Figure 1.

Clause
Clause 6
Clause
Clause
Clause
Clause
Clause
Clause
Clause
Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety design process
and selection of design fire scenarios
(Source: ISO 23932:2009)
5.1.1 Establish project scope

A preliminary plan shall contain information describing the purpose and function of each part of

the design, and its intended fixtures, furnishings, decorations, equipment and combustible products

that are planned to be installed, stored or used in the built environment. When this type of detailed

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ISO 16733-1:2015(E)

information is not available, assumptions shall be made, the validity of which shall be checked and

confirmed during and again at the end of the project. The contractual and organisational context of the

design work must be clearly defined including the extent to which a FSE approach will be applied. See

ISO 23932:2009, Clause 5.
5.1.2 Identify fire safety objectives

It shall be noted that there may be several fire safety objectives including safety of life (for occupants

and rescue personnel), conservation of property, protection of the environment and preservation of

heritage and that a different set of design fire scenarios can be required to assess the adequacy of the

proposed design for each objective.
See ISO 23932:2009, 6.3 for a more detailed discussion.
5.1.3 Determine functional requirements

A functional requirement is a statement of a condition necessary to achieve the fire safety objective

(e.g. harmful fire effects in spaces used for evacuation shall be avoided). It is necessary that these are

identified and described in order that the potential of possible fire scenarios to threaten the fulfilment

of the functional requirement can be assessed. If a fire scenario does not threaten the achievement of

a functional requirement, then it is not relevant. An example of a functional requirement for life safety

could be “avoid failure of the structure and protect the paths of egress from harmful fire effects until

evacuation is completed”.
See also ISO 23932:2009, 6.4.
5.1.4 Identify performance criteria

The level of analysis (deterministic, probabilistic) and the performance criteria shall be agreed.

Performance criteria are the engineering metrics that are expressed in deterministic or probabilistic (e.g.

measures of fire risk) form to determine if each functional requirement has been satisfied by the fire safety

design. For a life safety functional requirement, performance criteria shall be developed. An example is

setting the maximum concentration or dose of carbon monoxide that an occupant may be exposed to.

See ISO 23932:2009, 6.5.
5.1.5 Hazard identification

Hazard identification comprises both internal and external hazards that could have an impact on the

built environment, hazards unique to the use of the property and hazards common to many properties,

combustible materials or products, equipment and other heat sources, natural hazards and activities.

See ISO 23932:2009, Clause 7.
5.1.6 Fire safety design plan

The fire safety strategy shall be elaborated in a trial fire safety design plan and documented in a fire

design report presenting enough detailed information to allow its evaluation in terms of meeting the

fire safety objectives when assessed against the design fire scenarios. The fire safety design plan shall

describe the functions of different parts of the built environment and their contribution to satisfying

the fire safety strategy. Figure 1 illustrates the fire safety design process as described in ISO 23932.

5.2 The role of design fire scenarios in fire safety design

Design fire scenarios are the foundation of fire safety engineering assessments. Such assessments

entail analysing design fire scenarios and drawing inferences from the results with regard to the

adequacy of the proposed design to meet the performance criteria that have been set. Identification

of the appropriate scenarios requiring analysis is crucial to the attainment of a built environment that

fulfils the fire safety objectives.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16733-1:2015(E)

In reality, the number of possible fire scenarios in most built environments approaches infinity. It is

impossible to analyse all scenarios even with the aid of the most sophisticated computing resources. It

is necessary to reduce this infinite set of possibilities to a manageable set of design fire scenarios that

is amenable to analysis and that represents the range of fires that can challenge the engineering design

that is the subject of the analysis.

Each design fire scenario is selected to represent a risk-significant cluster of fire scenarios. The risk

associated with a cluster is characterized in terms of the combination of probability (or likelihood)

of occurrence of the cluster and the resultant consequence. For the purposes of this International

Standard, when a deterministic assessment is envisioned, a qualitative estimation of the likelihood and

consequence suffices. For a full risk assessment, such as that outlined in ISO 16732-1, a quantitative

estimation is undertaken.

Once design fire scenarios are selected, the design of the built environment is modified until the

analysis demonstrates the performance criteria associated with the relevant fire safety objective(s) is

met and the risk associated with the design is acceptably low.

It is necessary to identify relevant design fire scenarios in the preliminary qualitative report described

in ISO 23932:2009, 10.2 and for them to be collectively reviewed by the stakeholders. During this

process, it is possible to eliminate scenarios that are of such low risk that they cannot, individually

or collectively, affect the overall evaluation of the design. It is important to remember that low

consequence combined with high likelihood or high consequence combined with low likelihood can be

high or low risk, depending on whether consequence or probability dominates. Neither probability nor

consequence can be used completely in isolation for risk screening.

The characterization of a design fire scenario for analysis purposes involves a description of such

things as the initiation, growth and extinction of fire, together with likely smoke and fire spread routes

under a defined set of conditions. The impacts of smoke and fire on people, property, structure and

environment are all part of potentially relevant consequences of a design fire scenario and are part

of the characterization of that scenario when those consequences are relevant to the specified fire

safety objectives. The characterization of fire growth, fire and smoke spread, fire extinction and fire

and smoke impact involving temporal sequences of events belong to the “design fire”. Some later events

are predictable from earlier events through the use of fire safety science and it is important that the

characterization of the event sequence in the scenario be consistent with such science.

5.3 The role of design fires in fire safety design

Following identification of the design fire scenarios, it is necessary to describe the assumed

characteristics of the fire on which the scenario quantification will be based. These assumed fire

characteristics and the further associated fire development are referred to as the “design fire”.

A complete description of the design fire from ignition to decay is estimated using specified initial

conditions and a series of simple calculations to estimate parameters such as the sprinkler activation

time, transition to flashover and duration of fully developed burning. Alternatively, the design fire

can be a combination of quantified initial conditions and subsequent fire development determined

iteratively or by calculation using more complex models that account for phenomena such as transient

effects of changing ventilation on smoke production or thermal feedback effects from a hot layer to the

fuel surface.

As with the design fire scenario, it is important that the design fire be appropriate to the relevant

fire-safety objectives. For example, if safety of life is an objective, a design fire could be selected that

affects the means of escape. If the severity of the design fire is underestimated, then the application

of engineering methods to predict the effects of the fire elsewhere can produce results that do not

accurately reflect the true impact of fires and can underestimate the hazard. Conversely, if the severity

is overestimated, unnecessary expense can result.
Guidance on characterizing design fires is given in Annex C.
© ISO 2015 – All rights reserved 5
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ISO 16733-1:2015(E)
6 Design fire scenarios
6.1 Characteristics of fire scenarios

Each fire scenario is represented by a unique occurrence of events and circumstances associated with

the nature of the facility and the sources of fire, as well as a particular set of circumstances associated

with the fire-safety measures. The latter are defined by the fire safety design, while the former is

required to be specified to characterize the scenario. Accordingly, a fire scenario may be characterized

with factors such as the following:
In relation to the nature of the facility or built environment:

— ventilation conditions including location and size of potential openings that could provide a source

of air/oxygen during the course of the fire;
— ambient environmental conditions;

— interconnections between spaces or compartments providing potential routes of fire and smoke

spread;
— materials and methods of construction and the size of the compartments;

— status and performance of each of the fire safety measures, including active systems and passive

features;

— detection, alarm and suppression of fire by automatic or non-automatic (human) means;

— self-closing doors or other discretionary elements of compartmentalization;
— building air handling system or smoke management system;
— reliability of each of the fire safety measures.
In relation to the sources of fires:

— location of initial ignition (where the categories of location might be set to highlight occupied versus

unoccupied spaces, spaces filled with valuable contents versus mostly empty spaces, or areas

close enough to expose structural elements versus areas not so close. Each of these binary sorts

could instead be made into a matter of degree, e.g. densely occupied, lightly occupied, occasionally

occupied, inherently unoccupied);

— initial state is smouldering or flaming (which will be based firstly on the first item ignited and

secondly on the igniting heat source);

— combustion environment of the initial ignition and availability of fuel is or is not sufficient to support

fire growth to flashover (where the more detailed speci
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16733-1
Première édition
2015-09-01
Ingénierie de la sécurité incendie —
Sélection de scénarios d’incendie et de
feux de dimensionnement —
Partie 1:
Sélection de scénarios d’incendie de
dimensionnement
Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and
design fires —
Part 1: Selection of design fire scenarios
Numéro de référence
ISO 16733-1:2015(F)
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16733-1:2015(F)
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---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16733-1:2015(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 2

5 Applications de l’ingénierie de la sécurité incendie ....................................................................................................... 3

5.1 Processus de l’ingénierie de la sécurité incendie ...................................................................................................... 3

5.1.1 Délimitation du périmètre du projet .............................................................................................................. 3

5.1.2 Identification des objectifs de la sécurité incendie ............................................................................ 3

5.1.3 Détermination des exigences fonctionnelles ........................................................................................... 3

5.1.4 Identification des critères de performance .............................................................................................. 4

5.1.5 Identification des dangers ....................................................................................................................................... 5

5.1.6 Projet de conception en sécurité incendie................................................................................................. 5

5.2 Le rôle des scénarios d’incendie de dimensionnement dans la conception en

sécurité incendie ................................................................................................................................................................................... 5

5.3 Le rôle des feux de dimensionnement dans la conception en sécurité incendie ........................... 6

6 Scénarios d’incendie de dimensionnement ............................................................................................................................. 6

6.1 Caractéristiques des scénarios d’incendie ...................................................................................................................... 6

6.2 Identification des scénarios d’incendie ............................................................................................................................. 7

6.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 7

6.2.2 Étape 1 – Identification des enjeux spécifiques en matière de sécurité .......................... 9

6.2.3 Étape 2 — Localisation du feu ..........................................................................................................................10

6.2.4 Étape 3 — Type de feu .............................................................................................................................................11

6.2.5 Étape 4 — Dangers aggravants potentiels conduisant à d’autres

scénarios d’incendie ..................................................................................................................................................12

6.2.6 Étape 5 — Systèmes et dispositifs ayant une influence sur le feu .....................................13

6.2.7 Étape 6 — Actions des occupants ayant une influence sur le feu .......................................13

6.3 Étape 7 — Sélection des scénarios d’incendie de dimensionnement ..................................................14

6.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................14

6.3.2 Combinaison de scénarios en groupes de scénarios .....................................................................14

6.3.3 Prudence à propos de l’exclusion de scénarios considérés comme

présentant un risque négligeable ...................................................................................................................14

6.3.4 Preuve que la structure des scénarios est complète ......................................................................15

6.3.5 Procédures de sélection des scénarios sur la base du niveau d’analyse .......................15

6.3.6 Sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement pour une

analyse déterministe .................................................................................................................................................15

6.4 Étape 8 — Modification de la sélection des scénarios fondée sur la disponibilité et

la fiabilité du système ....................................................................................................................................................................17

6.5 Étape 9 — Sélection finale et documentation ...........................................................................................................17

Annexe A (informative) Données relatives à l’élaboration de scénarios d’incendie

de dimensionnement ....................................................................................................................................................................................19

Annexe B (informative) Exemple d’un ensemble de scénarios d’incendie explicites .....................................22

Annexe C (informative) Feux de dimensionnement...........................................................................................................................25

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................35

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ISO 16733-1:2015(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. www.iso.

org/directives

L’attention est appelée 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. www.iso.org/patents

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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos -

Informations supplémentaires.

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4,

Ingénierie de la sécurité incendie.

Cette première édition annule et remplace l’ISO/TS 16733:2006, qui a fait l’objet d’une révision technique.

L’ISO 16733 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Ingénierie de la sécurité

incendie — Sélection de scénarios d’incendie et de feux de dimensionnement:
— Partie 1: Sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement
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ISO 16733-1:2015(F)
Introduction

Le choix des scénarios d’incendie nécessitant une analyse est critique dans le domaine de l’ingénierie

de la sécurité incendie. Le nombre de scénarios d’incendie possibles dans un ouvrage quelconque (un

bâtiment ou autre construction) peut être très grand et il n’est pas possible de tous les quantifier.

Ce grand nombre de possibilités doit être réduit à un petit ensemble de scénarios d’incendie de

dimensionnement dont l’analyse est plus aisément maîtrisable.

La caractérisation d’un scénario d’incendie implique une description du démarrage de l’incendie, de

la phase de croissance, de la phase de feu pleinement développé et de l’extinction, ainsi que les fumées

probables et les itinéraires de propagation du feu. Cela inclut l’interaction avec les dispositifs de

protection au feu proposés pour l’ouvrage. Les conséquences possibles de chaque scénario d’incendie

doivent être pris en compte.

La présente partie de l’ISO 16733 présente une méthodologie de sélection de scénarios d’incendie

de dimensionnement adaptée en fonction des objectifs de calcul de sécurité incendie. Il se peut que

plusieurs objectifs de sécurité incendie soient considérés, tels que la sécurité des personnes (pour les

occupants et le personnel de secours), la protection des biens, la protection de l’environnement et la

préservation du patrimoine. Un ensemble distinct de scénarios d’incendie de dimensionnement peut

être requis pour évaluer l’adéquation d’un dimensionnement proposé par rapport à chaque objectif.

Suite à la sélection des scénarios d’incendie de dimensionnement, il est nécessaire de décrire

les caractéristiques supposées du feu sur lequel la quantification du scénario sera basée. Ces

caractéristiques supposées du feu sont désignées par le terme «feu de dimensionnement». Il est

important que le feu de dimensionnement soit approprié aux objectifs de l’analyse de l’ingénierie de la

sécurité incendie et qu’il mène à une solution de dimensionnement qui correspond à des scénarios plus

défavorables plausibles.

Il convient que les utilisateurs de la présente partie de l’ISO 16733 soient suffisamment qualifiés et

compétents dans les domaines de l’ingénierie de la sécurité incendie et de l’évaluation du risque. Il est

important que les utilisateurs comprennent les paramètres pris en compte dans des méthodologies

particulières qui peuvent être utilisées.

L’ISO 23932 fournit une méthodologie «performantielle», permettant aux ingénieurs d’évaluer le niveau

de sécurité incendie d’environnements bâtis, neufs ou existants. La sécurité incendie est évaluée par

une méthode d’ingénierie fondée sur la quantification du comportement du feu et prenant en compte

la connaissance des conséquences d’un tel comportement sur la protection des vies humaines, des

biens, du patrimoine et de l’environnement. L’ISO 23932 fournit le processus (étapes nécessaires)

ainsi que les éléments essentiels pour concevoir un programme robuste de sécurité incendie de type

«performantiel».

L’ISO 23932 est soutenue par un ensemble de normes ISO disponibles relatives à l’ingénierie de la

sécurité incendie traitant des méthodes et des données nécessaires pour les étapes de conception

en sécurité incendie, récapitulées dans l’Article 4 de l’ISO 23932:2009 et présentées à la Figure 1.

Ce système de normes permet de mieux comprendre les relations entre les évaluations en situation

d’incendie lorsque l’ensemble des normes ISO relatives à l’ingénierie de la sécurité incendie est utilisé.

Chaque Norme internationale inclut, dans sa partie introductive, un langage permettant de rattacher

la norme aux étapes du processus de dimensionnement en sécurité incendie présenté dans l’ISO 23932.

La sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement fait partie de la conformité à l’ISO 23932, et

toutes les exigences de l’ISO 23932 s’appliquent à toute utilisation de la présente partie de l’ISO 16733.

Par exemple, l’ISO 23932:2009, 9.2, fournit une description générale de la procédure d’identification et

de sélection de scénarios d’incendie (voir la case mise en surbrillance dans la Figure 1). L’Article 6 décrit

en détail les approches pour l’identification et la sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement.

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NORME INTERNATIONALE ISO 16733-1:2015(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Sélection de scénarios
d’incendie et de feux de dimensionnement —
Partie 1:
Sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 16733 décrit une méthodologie de sélection de scénarios d’incendie

de dimensionnement, qui sont plausibles tout en étant conservateurs, à utiliser pour des analyses

d’ingénierie de la sécurité contre l’incendie de tout ouvrage dont les bâtiments, les édifices ou les

systèmes de transport. Les procédures décrites dans la présente partie de l’ISO 16733 permettent

de sélectionner un nombre de scénarios d’incendie de dimensionnement plus facilement gérable, en

utilisant une approche qualitative ou semi-quantitative. Pour une approche quantitative complète

utilisant une évaluation du risque, le lecteur est invité à consulter l’ISO 16732-1.

2 Références normatives

Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à

l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire

ISO 16732-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Évaluation du risque d’incendie — Partie 1: Généralités

ISO 23932:2009, Ingénierie de la sécurité incendie — Principes généraux
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13943 ainsi que les

suivants s’appliquent.
3.1
feu de dimensionnement

description quantitative des caractéristiques supposées d’un incendie dans le cadre d’un scénario

d’incendie de dimensionnement

Note 1 à l’article: Il s’agit en général d’une description idéalisée de la variation en fonction du temps des variables

importantes de l’incendie, telles que le débit calorifique et les taux de production en espèces toxiques, ainsi que

d’autres données d’entrée importantes pour la modélisation, comme la densité de charge calorifique.

3.2
scénario d’incendie de dimensionnement

scénario d’incendie spécifique sur lequel sera réalisée une analyse déterministe d’ingénierie de la

sécurité incendie

Note 1 à l’article: Du fait que le nombre de scénarios d’incendie possibles peut être très grand, il est nécessaire

de sélectionner les scénarios les plus importants (les scénarios d’incendie de dimensionnement) pour l’analyse.

La sélection des scénarios d’incendie de dimensionnement est adaptée aux objectifs de dimensionnement en

sécurité incendie et tient compte de la probabilité et des effets des scénarios potentiels.

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ISO 16733-1:2015(F)
3.3
scénario d’incendie

description qualitative du déroulement d’un incendie dans le temps, identifiant les événements clés qui

caractérisent l’incendie étudié et le différencient des autres incendies potentiels

Note 1 à l’article: La description du scénario d’incendie définit typiquement les processus d’allumage et de

croissance du feu, le stade de feu pleinement développé, le stade de décroissance du feu ainsi que l’environnement

et les systèmes qui interviennent dans le déroulement de l’incendie. Contrairement à l’analyse déterministe

d’incendie, où les scénarios d’incendie sont sélectionnés individuellement et utilisés en tant que scénarios

d’incendie de dimensionnement, lors d’une évaluation du risque d’incendie, des scénarios d’incendie sont utilisés

en tant que scénarios d’incendie représentatifs (3.4) dans des groupes de scénarios d’incendie (3.5).

3.4
scénario d’incendie représentatif

scénario d’incendie (3.3) spécifique choisi à partir d’un groupe de scénarios d’incendie (3.5), tel que les

effets du scénario d’incendie représentatif donnent une estimation raisonnable des conséquences

moyennes des scénarios du groupe de scénarios d’incendie
3.5
groupe de scénarios d’incendie

sous-ensemble de scénarios d’incendie (3.3), habituellement défini en tant que partie d’une segmentation

complète de la population des scénarios d’incendie possibles

Note 1 à l’article: Le sous-ensemble est habituellement défini de façon que le calcul du risque incendie comme

étant la somme sur la fréquence de tous les groupes de scénarios d’incendie multipliée par la conséquence de

scénarios d’incendie représentatifs (3.4) n’impose pas un nombre de calculs excessif.

3.6
cible

personne, objet ou environnement destiné à être protégé contre les effets du feu et de ses effluents

(fumée, gaz corrosif, etc.) et/ou des effluents du feu lors de l’extinction.
4 Symboles et abréviations
A surface d’une ouverture, m
h hauteur d’une ouverture, m
taux de perte de masse du combustible, kg/s
débit d’entrée d’air dans l’enceinte, kg/s
air
 débit calorifique, kW
 débit calorifique de référence, kW

r exigence stœchiométrique d’air pour une combustion complète du combustible, exprimée en tant

que rapport massique air/combustible
t temps, s
temps requis pour atteindre le débit calorifique de référence Q s
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 16733-1:2015(F)
5 Applications de l’ingénierie de la sécurité incendie
5.1 Processus de l’ingénierie de la sécurité incendie

L’ISO 23932 fournit une méthodologie «performantielle», utile aux ingénieurs pour l’évaluation du

niveau de sécurité incendie des environnements bâtis, neufs ou existants. La sécurité incendie est

évaluée par une méthode d’ingénierie basée sur la quantification du comportement du feu et prenant en

compte la connaissance des conséquences d’un tel comportement sur la protection des vies humaines,

des biens, du patrimoine et de l’environnement. L’ISO 23932 fournit le processus (étapes nécessaires)

ainsi que les éléments essentiels pour concevoir un programme robuste de sécurité incendie de type

«performantiel».

La présente partie de l’ISO 16733 fournit un guide pour l’élaboration de scénarios d’incendie de

dimensionnement dans l’ISO 23932:2009, 9.2. Cette étape du processus d’ingénierie de la sécurité

incendie est illustrée sous la forme d’une case grisée dans la Figure 1.
5.1.1 Délimitation du périmètre du projet

Un projet préliminaire doit contenir des informations décrivant l’objet et la fonction de chaque

partie de la conception, ainsi que de ses équipements et installations fixes, mobiliers, décorations et

produits combustibles destinés à être installés, stockés ou utilisés dans l’ouvrage. Lorsque ce type

d’informations détaillées n’est pas disponible, il est nécessaire d’avancer des hypothèses dont la validité

doit être vérifiée et confirmée durant le projet et de nouveau à la fin de celui-ci. Le contexte contractuel

et organisationnel du travail de conception doit être clairement défini, y compris la limite d’application

de la méthode ISI. Voir l’ISO 23932:2009, Article 5.
5.1.2 Identification des objectifs de la sécurité incendie

Il est à noter qu’il peut y avoir plusieurs objectifs de sécurité incendie, comprenant la sécurité des personnes

(pour les occupants et le personnel de secours), la protection des biens, la protection de l’environnement

et la préservation du patrimoine, et qu’un ensemble distinct de scénarios d’incendie de dimensionnement

peut être requis pour évaluer l’adéquation d’un calcul proposé par rapport à chaque objectif.

Voir l’ISO 23932:2009, 6.3, pour une discussion plus détaillée.
5.1.3 Détermination des exigences fonctionnelles

Une exigence fonctionnelle est l’expression d’une condition nécessaire pour atteindre l’objectif de

sécurité incendie (par exemple, les effets nocifs du feu dans des espaces utilisés pour l’évacuation

doivent être évités). Il est nécessaire d’identifier et de décrire ces exigences fonctionnelles afin de

pouvoir évaluer la capacité d’éventuels scénarios d’incendie de compromettre la satisfaction d’une

exigence fonctionnelle. Si un scénario d’incendie ne remet pas en cause la satisfaction d’une exigence

fonctionnelle, alors il n’est pas pertinent. Un exemple d’exigence fonctionnelle pour la sécurité des

personnes pourrait être le suivant: «éviter toute défaillance de la structure et protéger les voies

d’évacuation contre les effets nocifs du feu jusqu’à ce que l’évacuation soit terminée».

Voir également l’ISO 23932:2009, 6.4.
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ISO 16733-1:2015(F)
Figure 1 — Diagramme illustrant le processus d’ingénierie

de la sécurité incendie ainsi que la sélection de scénarios d’incendie de dimensionnement

(Source: ISO 23932:2009)
5.1.4 Identification des critères de performance

Le niveau d’analyse (déterministe ou probabiliste) et les critères de performance doivent être acceptés.

Les critères de performance sont des outils de mesure exprimés sous forme déterministe ou probabiliste

(par exemple, des mesures de risque d’incendie) pour déterminer si chaque exigence fonctionnelle a

été satisfaite par la conception en sécurité incendie. Pour une exigence fonctionnelle relative à la

sécurité des personnes, des critères de performance doivent être établis. Un exemple consiste à fixer

la concentration ou la dose maximale de monoxyde de carbone à laquelle un occupant peut être exposé.

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ISO 16733-1:2015(F)
Voir l’ISO 23932:2009, 6.5.
5.1.5 Identification des dangers

L’identification des dangers concerne les dangers internes et externes susceptibles d’avoir un impact

sur l’ouvrage, les dangers uniques liés à l’utilisation des biens et les dangers communs à plusieurs biens,

matériaux ou produits combustibles, équipements et autres sources de chaleur, dangers naturels et liés

aux activités.
Voir l’ISO 23932:2009, Article 7.
5.1.6 Projet de conception en sécurité incendie

La stratégie de sécurité incendie doit être élaborée dans le cadre d’un projet de solution de conception

en sécurité incendie et documentée dans un rapport de conception incendie présentant suffisamment

d’informations détaillées pour permettre son évaluation en termes de satisfaction des objectifs de

sécurité incendie, évalués par rapport aux scénarios d’incendie de dimensionnement. Le projet de

conception en sécurité incendie doit décrire les fonctions des différentes parties de l’ouvrage ainsi que

leur contribution à la satisfaction des exigences de la stratégie de sécurité incendie. La Figure 1 illustre

le processus de conception en sécurité incendie tel que décrit dans l’ISO 23932.
5.2 Le rôle des scénarios d’incendie de dimensionnement dans la conception en
sécurité incendie

Les scénarios d’incendie de dimensionnement constituent la base des évaluations d’ingénierie de la

sécurité incendie. Ces évaluations impliquent l’étude des scénarios d’incendie de dimensionnement

et l’analyse des résultats afin de tirer des conclusions permettant de vérifier l’adéquation aux risques

identifiés de la conception proposée et de vérifier si le projet satisfait aux critères de performance qui

ont été établis. L’identification des scénarios appropriés pour l’analyse est cruciale pour la réalisation

d’un ouvrage satisfaisant aux objectifs de sécurité incendie.

En fait, le nombre de scénarios d’incendie possibles dans la plupart des environnements bâtis est

pratiquement infini. Il est impossible d’analyser tous les scénarios, même à l’aide des ressources

informatiques les plus sophistiquées. Cet ensemble infini de possibilités nécessite d’être réduit à un

ensemble de scénarios d’incendie de dimensionnement plus facilement gérable, propice à l’analyse et qui

représente collectivement le domaine des incendies pouvant mettre à l’épreuve la conception technique

(ingénierie), sujet de l’analyse.

Chaque scénario d’incendie de dimensionnement est sélectionné pour représenter un groupe de

scénarios d’incendie à risque significatif. Le risque associé à un groupe est caractérisé en termes de

combinaison de probabilité d’occurrence du groupe et de la conséquence qui en résulte. Pour les besoins

de la présente Norme internationale, lorsqu’une évaluation déterministe est envisagée, une estimation

qualitative de la probabilité et de la conséquence suffit. Pour une évaluation complète du risque, comme

décrit dans l’ISO 16732-1, une évaluation quantitative est entreprise.

Une fois les scénarios d’incendie de dimensionnement choisis, la conception de l’ouvrage est modifiée

jusqu’à ce que l’analyse démontre que les critères de performance associés à l’objectif ou aux

objectifs de sécurité incendie approprié(s) sont satisfaits et que le risque associé à la conception est

suffisamment faible.

Les scénarios d’incendie de dimensionnement pertinents doivent être identifiés dans le rapport

qualitatif préliminaire décrit dans l’ISO 23932:2009, 10.2, et être revus collectivement par les parties

prenantes. Pendant ce processus, il est possible d’éliminer les scénarios de risque tellement faible qu’ils

ne peuvent pas, individuellement ou collectivement, affecter l’évaluation globale de la conception. Il

est important de se souvenir qu’une faible conséquence combinée avec une forte probabilité ou une

forte conséquence combiné avec une faible probabilité peut être à haut ou à faible risque, selon que la

conséquence ou que la probabilité domine. Ni la probabilité ni la conséquence ne peut être utilisée de

manière totalement indépendante pour la présélection du risque.
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ISO 16733-1:2015(F)

La caractérisation d’un scénario d’incendie de dimensionnement, dans un but d’analyse, implique

la description, dans un ensemble de conditions définies, des événements comme le départ du feu, la

croissance et l’extinction de l’incendie qui en résulte, ainsi que les émissions probables de fumées et les

itinéraires de propagation du feu. Les impacts de la fumée et de l’incendie sur les personnes, les biens, les

ouvrages et l’environnement font tous partie des conséquences potentiellement associés à un scénario

d’incendie de dimensionnement, et font aussi partie de la caractérisation de ce scénario, lorsque ces

conséquences sont en rapport avec les objectifs spécifiés de sécurité incendie. La caractérisation de

la croissance du feu, de la diffusion de la fumée et du feu,
...

Questions, Comments and Discussion

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