ISO/TR 3814:1989
(Main)Tests for measuring "reaction-to-fire" of building materials — Their development and application
Tests for measuring "reaction-to-fire" of building materials — Their development and application
Describes the work carried out by WG 4. Discusses the role and also the limitations of fire tests in reducing fire danger. The research background is briefly summarized and descriptions are given of tests under development for ignitability, spread of flame, and the production of smoke.
Essais de mesurage de la "réaction au feu" des matériaux de bâtiment — Leur élaboration et leur application
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Standards Content (Sample)
ISO
TECHNICAL
TR 3814
REPORT
Second edition
1989-12-15
“reaction-to-fire” of building
Tests for measuring
materials - Their development and application
Essais de mesurage de Ia uhaction au feu des matkiaux de batiment - Lew
elabora tion et leur applica tion
Reference number
ISO/TR 3814 : 1989 (E)
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ISO/TR 3814 : 1989 (E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bedies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through ISO technical committees. Esch 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, govern-
mental 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 main task of ISO technical committees is to prepare International Standards. In
exceptional circumstances a technical committee may propose the publication of a
technical report of one of the following types:
when the necessary support within the techn cal committee cannot be
- tYPe 1,
obtained for the publication of an International Standard, despite repeated efforts;
requiring wider
when the subject is still under technical development
- Wpe 2,
exposure;
- type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from
that which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for
example).
Technical reports are accepted for publication directly by ISO Council. Technical
reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication, to
decide whether they tan be transformed into International Standards. Technical
reports type 3 do not necessarily have to be reviewed until the data they provide are
considered to be no longer valid or useful.
ISO/TR 3814, which is a technical report of type 3, was prepared by Technical
Committee ISO/TC 92, Fire tests on building materials, components and structures.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO/TR 3814 : 1975) and
ISO/TR 6585 : 1979, which have been technically revised.
0 ISO 1989
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any
means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without Permission in
writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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ISO/TR 3814 : 1989 (EI
Introduction
A building fire tan constitute a hazard to both the building structure and to its
occupants, because of the heat generated and the production of smoke and gaseous
products of combustion. Consequently, early building Codes and regulations were
designed to prevent rapid fire development and spread within individual buildings and
also from one building to another. These Codes have since developed into more com-
plex laws governing public safety. Formerly, a distinction was made between the pro-
tection of persons from fire and the protection of property, with more importante
being placed upon the latter. However, this distinction becomes somewhat difficult to
make when considering modern, large-area, high-rise structures, where protection sf
the occupants in-place must Substitute for rapid evacuation. Restrittions on the use of
combustible materials, compartmentalization, early fire detection and extinguishment
are key factors for in-place protection of occupants and are also important for minimiz-
ing property loss.
This Technical Report describes the work being carried out by Sub-committee
ISO/TC 92/SC 1 on the development of tests for the “reaction-to-fire” of building
materials and discusses the role and limitations of these tests in reducing fire danger.
. . .
Ill
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 3814 : 1989 (E)
-to-fire” of building
Tests for measuring
materials - Their development and application
In an attempt to resolve this Situation, ISWTC 92 decided in
1 Development of “reaction-to-fire” tests
the late 1960s to develop a series of individual test methods,
each of them capable of providing information about certain
Building control authorities in many countries have been con-
aspects of the fire Performance of a range of building products,
cerned over the years about the safe use of materials in the con-
including those intended for use as wall and ceiling linings,
struction of buildings. A number of national test methods have,
floors and external cladding. lt was intended that as the new
therefore, been developed to provide the data necessary to
international test methods were developed and accepted,
identify the important characteristics of building materials or
countries should incorporate them into their regulations,
products under fire conditions. These tests, most of which are
of laboratory scale, are collectively referred to as “reaction-to- thereby minimizing the Problems caused by the use of
individual national tests.
fire” tests and include:
Sub-committee 1 was, therefore, established and instructed to
ignitability; surface spread of flame; smoke development
and obscuration; rate of heat release; non-combustibility; devise a “tool kit” of reaction-to-fire tests which could be used
either individually, or collectively, to provide the required infor-
corner waII/room fire development.
mation on the fire Performance of building materials and pro-
“reaction-to-fire” tests were generally developed ducts.
The original
with particular hazards, or fire situations, in mind. For example,
the predecessors of the modern surface spread sf flame tests
2 Fire development and growth
were developed in the 1930s and 194Qs using flame or radiative
heat exposure to represent a fire burning freely in one corner of
Fire statistics show that the majority of fires are started by the
a room. Such tests are frequently referred to as “open tests”.
ignition of building contents. Nevertheless, during a fire in a
Later developments led to tests which included a represen-
building all combustible products present tan contribute to the
tation of the room itself, these tests being called “enclosure
Overall fire hazard, whether they are present as contents, or are
tests” or “box tests”. In the latter case some, or all of the heat
used to form part of the building itself. The product first in-
produced by the burning material, is retained in the enclosure
and therefore tan in turn affect more of the material. Conse- volved in a fire will emit energy in the form of hot gases and
“enclosure tests” are often more radiative heat. Under unfavourable conditions this tan then
quently, fire exposures in
severe than in “open tests”. Cause ignition of other combustibles in the room. If enough fuel
and Oxygen are available this process will continue progress-
ively with increasing temperature. Building products may
Some national tests are designed to measure more than one
therefore become involved at any Stage of a developing fire.
fire Parameter. The individual results tan sometimes be used in-
dependently, although the importante attached to each tan Consequently, reaction-to-fire tests have to provide different
exposure intensities simulating fire situations in the range
vary, whereas in others the test results tan be combined
between fire initiation and a fully-developed fire.
empirically to produce an index, or a range of indices, sf
Performance. Considerable care must be taken when inter-
preting the results of such combined tests. Figure 1 Shows the different phases occurring during the
development of a fire within a room. Reaction-to-fire properties
such as ignitability, spread of flame and heat release produced
Because the various national reaction-to-fire test methods have
by fire effluents are primarily related to the phases of a develop-
been developed in different ways, even though they are in-
ing fire before “flashover”.
tended to measure essentially the same fire characteristics, it
has proved very difficult, and in some cases impossible, to
The fire Performance of a building product is generally highly
obtain any meaningful correlations between the test results
obtained when using them. This has created major difficulties, complex and is not usually solely dependent on the Chemical
composition of the material itself, but is affected by many other
both for product manufacturers and for regulatory authorities
around the world, when comparing the fire Performance of pro- factors. These tan include its shape, surface area, mass, ther-
mal inertia, its orientation and Position in relation to the poten-
ducts which have been tested using different national test
methods. Additional Problems have also arisen concerning tial ignition Source and also its combination with other
materials. In addition, the environmental and Service conditions
international acceptance of fire test data, and in some cases
these have created barriers to trade. to which the product has been exposed Prior to ignition, the
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intensity and duration of the thermal exposure and also the very difficu lt to estimate Currently, much reliance is placed
on
Ventilation conditions during exposure tan influence its fire experience and fire reco ,ds to determine this probability.
Performance.
The traditional approach was based on the so-called “fire
triangle” which required that three components, viz. heat, fuel
These factors, provided by the product and its environment,
should be taken into consideration as far as possible when and Oxygen, must be available in appropriate quantities for a
fire to Start and to be sustained. However, even this was not a
designing test methods and using the results for estimating
simple concept to apply since it was found that factors other
potential fire risks. lt is important in the assessment of such
than just the quantities of the various components needed to
risks to pay particular attention to all of these, since a Variation
be taken into account. For instance, the total quantity of fuel
in one or more of them tan significantly influence the product’s
available may not be a critical factor for determining ignitability
contribution to a fire. lt must, therefore, be stressed that the
since the physical form in which the fuel is presented to the
fire Performance of a building product cannot be deemed to be
ignition Source tan also have a significant effect. In general, a
a “specific material property” to which a specific fire risk tan be
material in a finely divided form with a relatively large surface
related.
area such as thin Strips, shavings, etc., will be more easily
ignited and permit more rapid flame spread across it surface
3 Fire risk assessment
and consequently be potentially more hazardous than an
equivalent quantity of the same material in a solid form. Indeed,
Building control authorities, fire protection engineers, and
when some materials are used in the form of a fine powder, the
scientists have been developing and using fire risk assessment
ignition process tan occur explosively under certain conditions.
procedures for many years, even though they have not been
Other considerations also need to be taken into account during
thought of as such. These procedures, which have formed the
the assessment procedure, such as whether any heat generated
basis for the development of fire protection Codes and stan-
is likely to be retained in close proximity to the fire Source, e.g.,
dards, have of necessity been primarily based on experience,
from a fire in a closed compartment.
since until recently very little effort has been made to refine the
state-of-the-art knowledge to provide a technical basis for
them.
3.3 A knowled ge of the reactio n of the product in
various fire situ
include an evaluation
Fire risk assessment procedures usually
of the following.
Fire tests developed by ISO/TC 92 and similar organizations
may provide the necessary information on the reactions of pro-
ducts to different fire situations. However, such tests are most
duct
3.1 A det erm ,ination that articu lar pro
aP maY
useful when a range of ignition sources and heating conditions
be potenti ally hazard ous i na fire
tan be used. Results based only on a restricted range of test
conditions should therefore be used with caution. For example,
The possibility that a particular product will create a hazard in a
a product may react entirely differently when exposed to a high
fire has generally been based on the assumption that combust-
heat flux than when tested with a relatively low heat flux.
ible materials tan contribute actively to a fire, whereas non-
combustible materials will not. Consequently, most regulations
Although desirable, it is not possible at this time for any one
are based on the concept that combustible materials, as de-
test method to simulate every possible fire scenario. However,
fined by a specified test method, may be considered to be
every effort should be made to use a thermal exposure in each
potentially “harmful” and non-combustible materials are,
test which relates to some real fire Situation, preferably one that
therefore, conversely considered to be “Safe”. Whereas this
will also give results which tan be used for fire modelling
may be considered to be a reasonable general approach it must
calculations.
not be assumed to be applicable in all cases, since the presence
of non-combustible materials tan influence fire Performance to
3.4 Recognition of the degree of risk which is
some degree, particularly in the context of fire growth and
economically and socially acceptable in a given
spread in a compartment. For example, when making a hazard
Situation
assessment of a product intended for use in a particular situ-
ation, account has to be taken of
This is a most important aspect of the fire risk assessment pro-
cess which many believe should be the responsibility of sociol-
-
the thermal of products in surrounding
kpc)
ogists and/or politicians. However, although such persons may
structures;
be required to make the final decision, the total responsibility
the reflecting properties of those products; should not rest solely with them. They should be advised by
technical experts who have studied the Problems in depth and
-
organic compounds both inside or outside the pro-
who have a thorough understanding of the significance of all
coverings, etc.;
ducts, e.g. binders, adhesives,
relevant factors.
-
the influence of air between non -combustible and
gaps
An important Stage in the risk analysis process entails defining
com bustible products.
the relative hazard represented by the occupancy of the build-
ing. An occupancy which consists of alert, mobile People
should be able to accept a higher degree of risk than one where
3.2 An estim bility of the product
ate of the proba
the occupants are non-ambulatory or asleep. Careful con-
being ig nited under particular conditions
sideration should also be given to the site location, the nature
The probability of a important con-
fire occurring is a most of the surrounding terrain, the availability of assistance, etc.,
sideration in the fire risk assessment process, and this tan be which tan all play major roles.
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Once the decision has been made on what is an acceptable if the RHR test follows figure 3b), no obvious ranking of
level of risk, then all available techniques should be used to materials is possible. Relative ranking may therefore con-
ceivably depend on the Chosen scenario. Ranking cannot,
devise the most economical and practicable method of keeping
the risk below this critical level. therefore, be based on simple ad hoc examination of test
results; more elaborate Validation procedures are needed.
The elementary method of Validation, i.e. the linking of test
4 Reducing the risk
output with the room fire growth process, would employ a
statistical correlation analysis, with test output quantities as in-
Over the years many different techniques have been used to
dependent variables, and time to significant fire process
reduce the risks arising from building fires, these include
events, such as room flashover, as dependent variables. Unfor-
tunately, the number sf combinations of independent variables
a) reduction of fire incidents by education of building oc-
and the number of room fire seenarios which need to be in-
cupants;
cluded in such a study would make this approach prohibitively
expensive and cumbersome.
and amo unts of hazardous
b) control of the
tYPes
materials permitted in speci fit areas;
Validation must therefore be based on a theoretical under-
standing of the test procedures and of the room fire process.
c) isolation and control of potential ignition sources, such
Recent developments in mathematical fire modelfing suggest
as heating devices and electrical appliances;
that significant progress is being made towards such an under-
standing.
providing Separations between easily ignitable
d)
materials;
Theoretical investigations of some of the test methods have in-
dicated procedures which are suitable for the derivation of rele-
restriction of rapid fire spread by the use of flame retar-
e)
vant material flammability Parameters. These include minimum
dant materials;
exposure levels for ignition, effective values of thermal inertia,
and flame spread Parameters. For other tests, such as the rate
fl mitigation of the effects of a fire by providing adequate
of heat release test, the results are immediately applicable for
early detection, easily accessible escape routes, smoke con-
mathematical modelling .
trol, and extinguishing equipment;
containment of fires within limited areas by the use of
9) Very recent and still continuing research has been able to cor-
fire resistant structural elements such as floors and Walls;
relate the Parameters mentioned above with selected full-scale
and the protection of openings by the use of fire doors,
room fire seenarios. The number of seenarios need to be in-
shutters, etc.
creased in Order to enlarge the area of applicability and in Order
to gain more confidence in the Validation studies. There are
good reasons to believe that within a few years this research
lt is obvious from the foregoing that control sf building
materials under fire conditions is but one aspect of the complex will lead to the production of engineering calculation rules and
a rational methodology based on data obtained from reaction-
process of fire risk reduction with respect to building protection
and life safety. to-fire tests.
5 Current work and future developments
6 Uses of reaction-to-fire tests in reducing
fire risk
The development work already carried out, or nearing comple-
tion,. within Sub-committee 1 has resulted in the availability
The reaction-to-fire tests developed within Sub-committee 1
of a nunaber of test methods conforming to the ISO “tool kit”
are intended to form a “tool kit” of tests for use by fire
concept. These methods satisfy the required specifications
engineers and scientists for the evaluation of the fire perform-
regarding ruggedness and ease of Operation of test apparatus
ante of a wide range of building materials and products. These
and reproducibility of test results. Some test Outputs or results
tests will be particularly useful for measuring reaction-to-fire
directly describe the basic material flammability Parameters
phenomena under variable conditions during the pre-flashover
governing the fire growth process within a compartment. Other
Phase of a developing fire.
Parameters are only implicitly given by the test data. A serious
deficiency is the lack of suitable procedures to translate fire test
data accurately and unambiguously into actual fire perform- lt is intended that the test methods should be widely used by
ante specifications.
building control authorities, both nationally and internationally,
for the production of fire safety regulations and Codes and it is
recommended that
The present Situation tan best be described by reference to a
practical situation. Figure 2 gives the time to ignition for two
a) countries currently using reaction-to-fire test methods
hypothetical materials, A and B, when tested in the ignitability
as a basis for their national fire safety requirements should
test. Figures 3a) and 3b) represent two possible outcomes
consider incorporating the ISO test methods into their na-
from the rate of heat release (RHR) tests for materials. A
tional classification Systems at the earliest opportunity, such
reasonable interpretation sf the test results if figures 2 and 3a)
as when existing regulations become due for revision;
are combined is that material A is the more hazardous. But
3
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ISO/TR 3814 : 1989 (El
b) countries intending, in the future, to introduce new bases will become available for a wide range of materials, which
national testing and classification systems for fire safety of should in turn lead to wider international acceptance of fire test
building materials and products should, as a first Step, data and possibly lead to a reduction in Problems concerning
quantify the hazards relating to reaction-to-fire, concerned barriers to trade.
in their own control System, and then choose the ap-
propriate test, or tests, from the ISO “tool kit”. Data produced from these tests will also be suitable for use in
the mathematical modelling of fire Performance. An experimen-
Widespread use of the ISO series of “reaction-to-fire” tests tal room test has been developed to provide data for test
...
RAPPORT ISO
TECHNIQUE
TR 3814
Deuxième édition
1989-12-15
Essais de mesurage de la «réaction au feu» des
matériaux de bâtiment - Leur élaboration et
leur application
Tests for measuring “reaction-to-fire” of building materials - Their development
and application
Numéro de référence
ISO/TR 3814 : 1989 (F)
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques de I’ISO est d’élaborer les Normes interna-
tionales. Exceptionnellement, un comité technique peut proposer la publication d’un
rapport technique de l’un des types suivants:
-
type 1 : lorsque, en dépit de maints efforts au sein d’un comité technique,
l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d’une Norme interna-
tionale;
- type 2: lorsque le sujet en question est encore en cours de développement
requiert une plus g rande expérience;
technique et
-
type 3 : lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de
celles qui sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant
comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l’acceptation du Conseil
de I’ISO. Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois
ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement de leur transfor-
mation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas
nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées vala-
bles ou utiles.
L’ISO/TR 3814, rapport technique du type 3, a été élaboré par le comité technique
ISOITC 92, Essais au feu sur les matériaux de construction, composants et structures.
Cette deuxieme édition annule et remplace la première édition (ISO/TR 3814 : 1975) et
I’ISO/TR 6585 : 1979, qui ont fait l’objet d’une révision technique.
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Case postale
Imprimé en Suisse
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ISO/TR 3814 : 1989 (FI
Introduction
Un incendie de bâtiment peut constituer un danger à la fois pour la structure du bâti-
ment et pour ses occupants, en raison de la chaleur générée et de la production de
fumée et de produits gazeux de combustion. Par conséquent, les premiers codes et
réglementations du bâtiment étaient concus pour éviter tout développement et toute
propagation rapide du feu à l’intérieur de bâtiments individuels, et également, d’un
bâtiment à l’autre. Ces codes se sont transformés depuis en des lois plus complexes
régissant la sécurité publique. Autrefois, on faisait une distinction entre la protection
des personnes contre l’incendie et la protection des biens, en attachant plus d’impor-
tance à ces derniers. Cependant, il est de plus en plus difficile de faire cette différence
eu égard aux structures modernes, spacieuses et verticales où la protection des occu-
pants de l’endroit doit remplacer l’évacuation rapide. Les restrictions d’utilisation des
matériaux combustibles, la compartimentation, la détection et l’extinction rapides du
feu sont des facteurs-clés pour la protection sur place des occupants et sont également
importants pour réduire au minimum les pertes matérielles.
Le présent Rapport technique décrit le travail effectué par le sous-comité 1
ISO/TC 92/SC 1 sur l’élaboration des essais de ((réaction au feu» des matériaux de
bâtiment et discute du rôle et des limites de ces essais dans la réduction des dangers
d’incendie.
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ISO/TR 3814: 1989 (FI
RAPPORTTECHNIQUE
Essais de mesurage de la «réaction au feu» des matériaux
de bâtiment - Leur élaboration et leur application
source de difficultés majeures, tant pour les fabricants du pro-
1 Élaboration des essais de « réaction au feu »
duit que pour les autorités de surveillance dans le monde entier,
Les responsables du contrôle des bâtiments dans de nombreux lorsqu’on compare le comportement face au feu des produits
pays se sont occupés, au fil des ans, d’utiliser de facon sûre les essayés selon différentes méthodes d’essai nationales. Des pro-
blèmes additionnels sont également apparus pour ce qui est de
matériaux pour la construction des bâtiments. Un certain nom-
bre de méthodes d’essai nationales ont donc été élaborées afin l’acceptation internationale des données d’essai au feu et, dans
de fournir les données nécessaires à l’identification des caracté- certains cas, celles-ci ont créé des entraves aux échanges.
ristiques importantes des matériaux ou produits de construc-
Pour essayer de trouver une issue à cette situation, I’ISOITC 92
tion dans des conditions d’incendie.
a décidé dans les années 1965-70 d’élaborer une série de
méthodes d’essai individuelles permettant chacune d’obtenir
Ces essais, dont la plupart sont des essais de laboratoire, sont
des informations concernant certains aspects du comporte-
appelés collectivement H essais de réaction au feu )) et compren-
ment face au feu d’une série de produits du bâtiment compre-
nent
nant ceux que l’on peut utiliser comme revêtement de mur ou
de plafond, les planchers et les placages externes. Il était prévu
I’allumabilité, la propagation des flammes, la production de
qu’au fur et à mesure que de nouvelles méthodes d’essai
fumée et l’obscurcissement, le débit thermique, la non-
étaient élaborées et acceptées, il convenait que les pays les
combustibilité, la propagation du feu dans les coins des
incorporent dans leurs réglementations, ce qui réduisait au
murs/des pièces.
minimum les problèmes dus à l’utilisation d’essais nationaux
individuels.
Les premiers essais de réaction au feu ont été généralement éla-
borés en pensant à des dangers ou à des situations d’incendie
Le sous-comité 1 a donc été créé et chargé d’inventer une
particuliers. Par exemple, les prédécesseurs des essais moder-
((boîte à outils» pour les essais de réaction au feu qui pourrait
nes de propagation de flammes ont été élaborés dans les
être utilisée soit individuellement, soit collectivement et fourni-
années 30-40 en utilisant l’exposition aux flammes ou à la cha-
rait les informations requises sur le comportement des maté-
leur rayonnante pour représenter un feu brûlant librement dans
riaux de construction et des produits du bâtiment face au feu.
le coin d’une pièce. Ces essais sont fréquemment appelés
G essais ouverts )). Les développements ultérieurs ont permis
d’avoir des essais incluant une représentation du local même,
2 Développement et propagation de
ces essais étant appelés «essais d’enceinte» ou ((essais de
l’incendie
boîte». Dans ces derniers, tout ou partie de la chaleur produite
par le matériau en cours de combustion est retenue dans
Au cours des ans, les statistiques sur les incendies ont montré
l’enceinte et peut donc à son tour affecter encore plus le maté-
que la majorité de ceux-ci commencent par l’allumage du con-
riau. Par conséquent, les matériaux exposés au feu sont soumis
tenu des bâtiments. Néanmoins, pendant un incendie dans un
à des conditions plus sévères dans les ((essais d’enceinte H que
bâtiment, tous les produits combustibles présents peuvent con-
dans les G essais ouverts B.
tribuer au risque d’incendie global, qu’ils fassent partie du con-
tenu du bâtiment ou qu’ils soient utilisés pour la construction
Certains essais nationaux sont concus pour mesurer plus d’un
de celui-ci. Le produit qui est le premier pris dans un incendie
paramètre d’incendie. Dans certains de ces essais, on peut utili-
émettra de l’énergie sous la forme de gaz chaud et de chaleur
ser indépendamment les résultats individuels, bien que I’impor-
rayonnante. Dans des conditions défavorables, cela peut pro-
tance accordée à chacun d’eux peut varier, tandis que dans les
voquer l’allumage d’autres combustibles dans la pièce. S’il y a
autres, les résultats d’essai peuvent être combinés empirique-
suffisamment de combustible et d’oxygène, ce processus se
ment pour obtenir un indice ou une série d’indices de perfor-
poursuivra progressivement avec une augmentation de la tem-
mances. II faut faire très attention lorsqu’on interprète les résul-
pérature. Les produits du bâtiment peuvent donc être touchés
tats de ces essais combinés.
à n’importe quel stade de développement du feu. En consé-
quence, les essais de réaction au feu doivent permettre diffé-
Comme les différentes méthodes nationales d’essai de réaction
rentes intensités d’exposition simulant des situations d’incendie
au feu ont été élaborées de différentes facons, même si elles
allant du tout début d’un feu jusqu’à l’embrasement total.
sont supposées mesurer essentiellement les mêmes caractéris-
tiques d’incendie, il s’est avéré très difficile, et dans certains cas
La figure 1 montre les différentes phases du développement
impossible, d’obtenir des corrélations significatives entre les d’un incendie à l’intérieur d’une pièce. Les propriétés de réac-
résultats d’essai obtenus lorsqu’on les utilise. Cela a été la
tion au feu, telles que I’allumabilité, la propagation des flammes
1
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ISO/TR 3814 : 1989 (FI
et la libération de chaleur produite par les effluents d’incendie, un compartiment. Par exemple, si l’on détermine un danger
potentiel pour un produit destiné à une situation particulière, il
portent principalement sur les phases d’un feu qui se développe
avant H l’embrasement )). y a lieu de tenir compte
Le comportement d’un produit de bâtiment face au feu est un
- de l’inertie thermique (kpc) des produits des structures
phénomène généralement très complexe et ne dépend habituel-
environnantes;
lement pas uniquement de la composition chimique du maté-
-
des propriétés réflectives de ces produits;
riau même, mais il est affecté par de nombreux autres facteurs.
Parmi ceux-ci, on peut trouver sa forme, sa surface, sa masse,
-
des composants organiques internes et externes des
son inertie thermique, son orientation et sa position par rapport
produits, par exemple, liants, adhésifs, revêtements, etc.;
à la source potentielle d’allumage, ainsi que sa combinaison
avec d’autres matériaux. En outre, les conditions ambiantes et
-
de l’influence des couches d’air entre les produits com-
de fonctionnement auxquelles le produit a été exposé avant
bustibles et non combustibles.
l’allumage, l’intensité et la durée de l’exposition thermique,
ainsi que les conditions de ventilation pendant l’exposition peu-
vent influencer son comportement par rapport au feu.
3.2 Estimation de la probabilité d’allumage du
produit dans des conditions particulières
II convient de tenir compte, autant que possible, de ces fac-
teurs résultant du produit et de son environnement lorsqu’on
La probabilité d’apparition d’un feu est la considération la plus
concoit des méthodes d’essai et que l’on utilise les résultats
importante dans le processus d’évaluation du risque d’incendie,
pour évaluer les risques d’incendie potentiels. Lors de l’évalua-
et elle peut être très difficile à estimer. Généralement, on se fie
tion de ces risques, il est important de tenir compte de chacun
principalement à l’expérience et aux apports d’incendie pour
d’entre eux, étant donné qu’une variation de l’un d’eux ou de
déterminer cette probabilité.
plusieurs d’entre eux peut influencer fortement la contribution
du produit à l’incendie. Il faut donc souligner que le comporte-
L’approche traditionnelle se fonde sur ce que l’on appelle le
ment d’un produit du bâtiment face au feu ne peut être consi-
((triangle du feu N qui implique la présence de trois composants,
déré comme une ((propriété spécifique du matériau N auquel on
à savoir, la chaleur, le combustible et l’oxygène, en quantités
peut attribuer un risque d’incendie spécifique.
appropriées pour qu’un feu puisse commencer et être entre-
tenu. Cependant, même cela n’était pas un concept simple à
appliquer, étant donné qu’il s’est avéré que des facteurs autres
3 Évaluation du risque d’incendie
que les strictes quantités des divers composants devaient être
prises en compte. Par exemple, il se peut que la quantité totale
Les autorités responsables du contrôle de la construction, les
de combustible disponible ne soit pas un facteur critique pour
ingénieurs et scientifiques chargés de la protection contre les
déterminer I’allumabilité, étant donné que la forme physique
incendies appliquent et utilisent depuis de nombreuses années
sous laquelle le combustible se présente à la source d’allumage
des procédures d’évaluation des risques d’incendie, même si
peut également avoir un effet important. En général, un maté-
celles-ci ne sont pas considérées comme telles.
riau sous une forme finiment divisée, ayant une surface relative-
ment importante, tel que bandes fines, copeaux, etc. s’allu-
Ces procédures qui ont servi de base à l’élaboration des codes
mera plus facilement et permettra une propagation plus rapide
et normes en matière de protection contre les incendies se sont
des flammes sur sa surface, et sera donc potentiellement plus
naturellement fondées sur l’expérience, jusqu’à récemment où
dangereux qu’une quantité équivalente du même matériau sous
l’on a fait un tout petit effort d’affinement de l’état des connais-
forme solide. En fait, lorsque certains matériaux sont utilisés
sances afin de créer une base technique pour ces procédures.
sous la forme d’une poudre fine, le processus d’allumage peut
avoir lieu sous forme d’explosion dans certaines conditions.
Les procédures d’évaluation du risque d’incendie comprennent
généralement une évaluation des éléments suivants.
II convient de tenir compte également d’autres éléments pen-
dant la procédure, tels que -l’éventualité d’une rétention, à
3.1 Détermination du danger potentiel d’un
proximité de la source d’incendie, de la chaleur générée, par
produit particulier dans un incendie
exemple par un feu dans un compartiment fermé.
La possibilité qu’un produit particulier crée un risque dans un
3.3 Connaissance de la réaction du produit dans
incendie s’est généralement fondée sur l’hypothèse que des
différentes situations d’incendie
matériaux combustibles peuvent contribuer activement à un
incendie alors que ce n’est pas le cas pour les matériaux non
Les essais au feu élaborés par I’ISO/TC 92 et autres organisa-
combustibles. En conséquence, la plupart des réglementations
tions similaires peuvent fournir les informations nécessaires sur
sont basées sur le concept que des matériaux combustibles,
les réactions des produits aux différentes situations d’incendie.
tels qu’ils sont définis par une méthode d’essai spécifique, peu-
vent être considérés comme potentiellement (( nocifs N et inver- Cependant, ces essais sont très utiles lorsqu’on peut utiliser
toute une gamme de sources d’allumage et de conditions de
sement, les matériaux non combustibles sont donc considérés
chauffage. II convient donc d’utiliser avec précaution des résul-
comme ((sans danger 1). Bien que l’on puisse considérer qu’il
s’agit là d’une approche générale plausible, il ne faut pas sup- tats qui ne se fonderaient que sur une série limitée de condi-
tions d’essai. Par exemple, un produit peut réagir tout à fait
poser qu’elle est applicable dans tous les cas, étant donné que
différemment lorsqu’il est exposé à un flux thermique élevé et
la présence de matériaux non combustibles peut influencer
lorsque l’essai est effectué avec un flux thermique relativement
dans une certaine mesure le comportement face au feu, surtout
faible.
dans le contexte de l’évolution de la propagation du feu dans
2
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
Pour l’instant, il n’est pas possible qu’une méthode d’essai g) confinement des feux dans des zones limitées, grâce à
puisse simuler tous les scénarios d’essai possibles, bien que l’utilisation d’éléments de structure résistants, tels que plan-
cela soit souhaitable. II convient cependant de faire tous les chers et murs; protection des ouvertures par l’utilisation de
efforts possibles pour utiliser dans chaque essai une exposition portes coupe-feu, de volets, etc.
thermique correspondant à une situation réelle d’incendie, de
D’après ce qui précède, il est évident que le contrôle des maté-
préférence une situation qui donnera des résultats utilisables
riaux de construction dans des conditions d’incendie n’est
pour les calculs de modèles d’incendie.
qu’un seul aspect du processus complexe de la réduction du
risque d’incendie dans le cadre de la protection du bâtiment et
3.4 Reconnaissance du degré de risque
de la sécurité des personnes.
acceptable sur un plan économique et social dans
une situation donnée
5 Travaux actuels et développements à
II s’agit là d’un des aspects les plus importants du processus
venir
d’évaluation du risque d’incendie dont la responsabilité devrait
Le travail d’élaboration déjà effectué ou presque terminé dans
incomber aux sociologues et/ou aux politiciens, de l’avis d’un
le cadre du sous-comité 1 a permis de disposer d’un certain
grand nombre de gens. Cependant, bien que ces personnes
nombre de méthodes d’essai conformes au concept ISO de
puissent être sollicitées pour prendre les décisions finales, il
G boîte à outils». Ces méthodes satisfont aux spécifications
convient que toute la responsabilité ne leur soit pas entièrement
prescrites en matière de robustesse et de facilité de maniement
dévolue. II convient que ces personnes soient conseillées par
des experts techniques qui ont étudié les problèmes en profon- de l’appareillage d’essai, et de reproductibilité des résultats
d’essai. Certains résultats d’essai décrivent directement les
deur et qui ont une connaissance exhaustive de la signification
paramètres de base de I’inflammabilité des matériaux régissant
de tous les facteurs pertinents.
le processus de propagation du feu à l’intérieur d’un comparti-
ment. D’autres paramètres de ce type ne sont fournis qu’impli-
La définition du risque relatif représenté par les occupants du
citement par les données d’essai. Actuellement, l’un des pro-
bâtiment constitue une étape importante du processus d’ana-
blèmes importants est le manque de procédures appropriées
lyse du risque. Une population composée de gens alertes et
pour traduire les données d’essai au feu précisément et sans
mobiles devrait permettre d’accepter un niveau de risque plus
élevé que lorsque les occupants sont non ambulatoires ou ambigui’té en spécifications de comportement réel face à
l’incendie.
endormis. Il convient également de tenir compte de I’emplace-
ment du site, de la nature du terrain environnant, de la possibi-
Pour décrire au mieux la situation actuelle, il suffit de se référer
lité d’assistance, etc., ces facteurs jouant un rôle majeur.
à un exemple pratique. La figure 2 donne la durée d’allumage
de deux matériaux hypothétiques, A et B, soumis à l’essai
Une fois que la décision portant sur le niveau de risque accepta-
d’allumabilité. Les figures 3a) et 3b) représentent deux résul-
ble a été prise, il convient d’utiliser toutes les techniques disponi-
tats possibles des essais de taux de dégagement de chaleur
bles pour élaborer la méthode la plus économique et pratique qui
(RHR) des matériaux. Si l’on combine les figures 2 et 3a), on en
permette de maintenir le risque au-dessous de ce niveau critique.
déduit que le matériau A est le plus dangereux. Mais si l’essai
RHR suit la figure 3 b), il n’est pas possible d’effectuer une clas-
sification évidente des matériaux. On peut donc concevoir
4 Réduction du risque
qu’une classification relative peut dépendre du scénario choisi.
La classification ne peut donc pas se fonder sur un simple exa-
Au cours des années, on a utilisé de nombreuses techniques
men ad hoc des résultats d’essai; il est nécessaire d’avoir des
différentes pour réduire les risques dus aux feux de bâtiment,
procédures de validation plus élaborées.
parmi lesquelles :
La méthode élémentaire de validation, c’est-à-dire le rapport
a) réduction des incidents dus au feu par l’éducation des
entre les résultats d’essai et le processus de propagation du feu
occupants du bâtiment;
dans une pièce, utiliserait une analyse de corrélation statisti-
que, les valeurs d’essai étant des variables indépendantes et la
contrôle des types et des quantités de matériaux dange-
b)
durée des événements importants du processus d’incendie, tels
des zones spécifiques;
reu x admis dans
que l’embrasement de la pièce, étant des variables dépendan-
tes. Malheureusement, le nombre de combinaisons des varia-
c) isolation et contrôle des sources potentielles d’allu-
bles indépendantes et le nombre des scénarios d’incendie d’une
mage, telles que dispositifs de chauffage et appareils électri-
pièce qu’il faudrait inclure dans ce type d’étude rendrait cette
ques;
méthode beaucoup trop onéreuse et fastidieuse.
d) mise en place de séparations entre les matériaux facile-
La validitation doit donc se fonder sur une connaissance théori-
ment allumables;
que des procédures d’essai et du processus d’incendie d’une
pièce. Les récents développements des modèles mathémati-
restriction de la propagation rapide de l’incendie
e)
Par
ques de feu indiquent que l’on réalise actuellement des progrès
tilisation de matériaux ignifuges;
I’u
importants pour arriver à une telle connaissance.
f) réduction des effets d’un feu en assurant une détection Les recherches théoriques effectuées sur certaines méthodes
rapide et adéquate, en ménageant des trajets d’évacuation d’essai ont indiqué des procédures qui sont appropriées pour
facilement accessibles, en installant des équipmenets de déduire les paramètres pertinents en matière d’inflammabilité
contrôle de la fumée et d’extinction;
des matériaux. Ceux-ci comprennent des niveaux d’exposition
3
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
minimaux avant allumage, des valeurs effectives d’inertie ther- les de sécurité incendie devraient envisager d’incorporer les
mique et des paramétres de propagation des flammes. Pour les
méthodes d’essai de I’ISO dans leur système national de
autres essais, tels que l’essai du taux de dégagement de cha-
classification, dès que l’occasion se présentera, par exemple
leur, les résultats sont immédiatement applicables aux modèles lorsque les réglementations existantes devront être révisées;
mathématiques.
b) les pays ayant l’intention, à l’avenir, d’introduire de
Des recherches très récentes et encore en cours ont permis
nouveaux systèmes nationaux d’essai et de classification en
d’établir une relation entre les paramètres mentionnés ci-dessus
matière de sécurité incendie des matériaux et produits de
et certains scénarios choisis de feux de pièce en vraie grandeur.
bâtiment, devraient tout d’abord quantifier les danger ayant
II convient d’augmenter le nombre de scénarios afin d’élargir la
trait à la réaction au feu dans leur propre système de con-
zone d’applicabilité et afin de conférer aux études de validation
trôle et choisir alors le ou les essai(s) approprié(s) dans la
un niveau de confiance plus élevé. On a de bonnes raisons de
(( boîte à outils» ISO.
penser qu’en quelques années, cette recherche permettra de
produire des règles de calculs d’ingénierie et d’élaborer une
L’utilisation très répandue des séries ISO d’essais de réaction
méthodologie rationnelle fondée sur les données obtenues à
au feu devrait fortement contribuer à réduire les risques
partir des essais de réaction au feu.
d’incendie en permettant aux utilisateurs d’avoir une meilleure
connaissance des performances des matériaux et produits du
bâtiment dans des conditions d’incendie normalisées. Grâce à
6 Utilisation des essais de réaction au feu
l’utilisation accrue de ces essais, de grandes bases de données
pour réduire I e risque d’i ncendie
vont être disponibles pour toute une gamme de matériaux qui
Les essais de réaction au feu élaborés au sein du sous-comité 1
devraient à leur tour permettre une acceptation plus grande,
sont supposés constituer une (( boîte à outils)) que pourront uti-
sur le plan international, des données d’essai pour l’incendie et
liser les ingénieurs et chercheurs travaillant dans le domaine du
même réduire les problèmes d’entraves aux échanges.
feu pour évaluer le comportement d’une vaste gamme de maté-
riaux et produits de bâtiment face au feu. Ces essais seront par-
Les données obtenues à partir de ces essais pourront égale-
ticulièrement utiles pour mesurer les phénomènes de réaction
ment être utilisées dans le modèle mathématique du comporte-
au feu dans des conditions variables pendant la phase précé-
ment face au feu. Un essai expérimental dans une pièce a été
dant l’embrasement d’un feu en évolution.
élaboré pour fournir des données pour la validitation des essais
et la création d’un modèle. Les données obtenues à partir de
II est prévu que les méthodes d’essai soient largement utilisées
ces essais pourront être utilisées dans le modèle mathématique
par les autorités responsables du contrôle des bâtiments, sur le
du comportement face au feu. Un essai expérimental dans une
plan national et international, pour produire des réglementa-
pièce a été élaboré pour fournir des données pour la validation
tions et des codes de sécurité incendie, et il est donc recom-
des essais et la création d’un modèle. II peut également être
mandé ce qui suit:
utile pour la comparaison expérimentale des performances des
a) les pays utilisant actuellement les méthodes d ‘essai de produits de bâtiment en matière de réaction au feu, à l’aide de
réaction au feu comme base de leurs prescriptions nationa- différents scénarios d’incendie et conditions d’essai.
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ISO/TR 3814 : 1989 (FI
Em brasement -
Durée d’allumage
w Temps
------ - ------ -----__- ------- --------- ---- -
r-----------------r---- ------ -----
l
I I
r--
Préallumage Développement du feu Extension totale 1 Décroissance du feu i
I I
I
L--------------L------------------l -------- ---------L------- ---- - ----;
Allumabilité Propagation de la flamme
Pénétration du feu
Dégagement de chaleur
Fumée, toxicité, corrosivité
Figure 1 - Diagramme présentant les différentes phases de l’évolution d’un feu
dans un espace clos
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
\
\
\
Irradiation
Figure 2 - Durée d’allumage des matériaux A et B
3
u
Y-
8
Yi
0
.-
z
‘û,
n
Temps
a) b)
Figure 3 - Deux séries de données possibles obtenues à partir des essais de débit calorifique
avec les matériaux A et B
6
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
Annexe A
(normative)
Essais de réaction au feu
tement de matériaux thermoplastiques, une désintégration vio-
A.1 Généralités
lente de l’éprouvette chauffée, une intumescence, l’extinction
des flammes pilotes due aux additifs ignifuges de l’éprouvette,
A.1.1 « Boîte à outils» pour les essais
etc. Dans certains cas, ce type de comportement peut invalider
Le comportement des produits de bâtiment face à un incendie
les résultats d’essai et rendre ainsi le matériau inapte aux essais
est très complexe et dépend de toute une série de différents
selon cette méthode particulière. Dans certaines circonstances,
facteurs. Par conséquent, il n’est pas possible qu’une quelcon-
il peut être possible d’essayer des éprouvettes additionnelles
que méthode d’essai unique actuellement disponible fournisse
afin de compenser le comportement anormal. Ce type de com-
des informations sur une gamme complète de scénarios
portement pendant un essai spécifique de réaction au feu ne
d’incendie. Les méthodes d’essai décrites dans les sections sui-
signifie pas nécessairement que le produit en question sera
vantes ont été élaborées afin de fournir une ((boîte à outils»
dangereux dans une situation réelle d’incendie.
pour les essais de produits du bâtiment, chacun de ces essais
étant supposé mesurer un paramètre différent de réaction au
A.l.5 Validation
feu. Les utilisateurs peuvent alors choisir l’essai ou la combinai-
son d’essais qu’ils jugent appropriés pour satisfaire à leurs
Afin de valider entièrement chaque méthode d’essai, il faut
besoins.
comparer les résultats avec les données obtenues sur les
mêmes matériaux lorsque ceux-ci subissent des essais au feu
A.1.2 Choix des éprouvettes
en vraie grandeur, de préférence ceux qui sont représentatifs de
scénarios réels d’incendie. Comme la majorité des méthodes
II est important de s’assurer que tout essai au feu est effectué
d’essa
...
RAPPORT ISO
TECHNIQUE
TR 3814
Deuxième édition
1989-12-15
Essais de mesurage de la «réaction au feu» des
matériaux de bâtiment - Leur élaboration et
leur application
Tests for measuring “reaction-to-fire” of building materials - Their development
and application
Numéro de référence
ISO/TR 3814 : 1989 (F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 3814 : 1989 (F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques de I’ISO est d’élaborer les Normes interna-
tionales. Exceptionnellement, un comité technique peut proposer la publication d’un
rapport technique de l’un des types suivants:
-
type 1 : lorsque, en dépit de maints efforts au sein d’un comité technique,
l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d’une Norme interna-
tionale;
-
type 2: lorsque le sujet en question est encore en cours de développement
technique et requiert une plus grande expérience;
-
type 3 : lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de
celles qui sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant
comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l’acceptation du Conseil
de I’ISO. Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois
ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement de leur transfor-
mation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas
nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées vala-
bles ou utiles.
L’ISO/TR 3814, rapport technique du type 3, a été élaboré par le comité technique
ISOITC 92, Essais au feu sur les matériaux de construction, composants et structures.
Cette deuxieme édition annule et remplace la première édition (ISO/TR 3814 : 1975) et
I’ISO/TR 6585 : 1979, qui ont fait l’objet d’une révision technique.
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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ISO/TR 3814 : 1989 (FI
Introduction
Un incendie de bâtiment peut constituer un danger à la fois pour la structure du bâti-
ment et pour ses occupants, en raison de la chaleur générée et de la production de
fumée et de produits gazeux de combustion. Par conséquent, les premiers codes et
réglementations du bâtiment étaient concus pour éviter tout développement et toute
propagation rapide du feu à l’intérieur de bâtiments individuels, et également, d’un
bâtiment à l’autre. Ces codes se sont transformés depuis en des lois plus complexes
régissant la sécurité publique. Autrefois, on faisait une distinction entre la protection
des personnes contre l’incendie et la protection des biens, en attachant plus d’impor-
tance à ces derniers. Cependant, il est de plus en plus difficile de faire cette différence
eu égard aux structures modernes, spacieuses et verticales où la protection des occu-
pants de l’endroit doit remplacer l’évacuation rapide. Les restrictions d’utilisation des
matériaux combustibles, la compartimentation, la détection et l’extinction rapides du
feu sont des facteurs-clés pour la protection sur place des occupants et sont également
importants pour réduire au minimum les pertes matérielles.
Le présent Rapport technique décrit le travail effectué par le sous-comité 1
ISO/TC 92/SC 1 sur l’élaboration des essais de ((réaction au feu» des matériaux de
bâtiment et discute du rôle et des limites de ces essais dans la réduction des dangers
d’incendie.
. . .
III
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Page blanche
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ISO/TR 3814: 1989 (FI
RAPPORTTECHNIQUE
Essais de mesurage de la «réaction au feu» des matériaux
de bâtiment - Leur élaboration et leur application
source de difficultés majeures, tant pour les fabricants du pro-
1 Élaboration des essais de « réaction au feu »
duit que pour les autorités de surveillance dans le monde entier,
Les responsables du contrôle des bâtiments dans de nombreux lorsqu’on compare le comportement face au feu des produits
pays se sont occupés, au fil des ans, d’utiliser de facon sûre les essayés selon différentes méthodes d’essai nationales. Des pro-
blèmes additionnels sont également apparus pour ce qui est de
matériaux pour la construction des bâtiments. Un certain nom-
bre de méthodes d’essai nationales ont donc été élaborées afin l’acceptation internationale des données d’essai au feu et, dans
de fournir les données nécessaires à l’identification des caracté- certains cas, celles-ci ont créé des entraves aux échanges.
ristiques importantes des matériaux ou produits de construc-
Pour essayer de trouver une issue à cette situation, I’ISOITC 92
tion dans des conditions d’incendie.
a décidé dans les années 1965-70 d’élaborer une série de
méthodes d’essai individuelles permettant chacune d’obtenir
Ces essais, dont la plupart sont des essais de laboratoire, sont
des informations concernant certains aspects du comporte-
appelés collectivement H essais de réaction au feu )) et compren-
ment face au feu d’une série de produits du bâtiment compre-
nent
nant ceux que l’on peut utiliser comme revêtement de mur ou
de plafond, les planchers et les placages externes. Il était prévu
I’allumabilité, la propagation des flammes, la production de
qu’au fur et à mesure que de nouvelles méthodes d’essai
fumée et l’obscurcissement, le débit thermique, la non-
étaient élaborées et acceptées, il convenait que les pays les
combustibilité, la propagation du feu dans les coins des
incorporent dans leurs réglementations, ce qui réduisait au
murs/des pièces.
minimum les problèmes dus à l’utilisation d’essais nationaux
individuels.
Les premiers essais de réaction au feu ont été généralement éla-
borés en pensant à des dangers ou à des situations d’incendie
Le sous-comité 1 a donc été créé et chargé d’inventer une
particuliers. Par exemple, les prédécesseurs des essais moder-
((boîte à outils» pour les essais de réaction au feu qui pourrait
nes de propagation de flammes ont été élaborés dans les
être utilisée soit individuellement, soit collectivement et fourni-
années 30-40 en utilisant l’exposition aux flammes ou à la cha-
rait les informations requises sur le comportement des maté-
leur rayonnante pour représenter un feu brûlant librement dans
riaux de construction et des produits du bâtiment face au feu.
le coin d’une pièce. Ces essais sont fréquemment appelés
G essais ouverts )). Les développements ultérieurs ont permis
d’avoir des essais incluant une représentation du local même,
2 Développement et propagation de
ces essais étant appelés «essais d’enceinte» ou ((essais de
l’incendie
boîte». Dans ces derniers, tout ou partie de la chaleur produite
par le matériau en cours de combustion est retenue dans
Au cours des ans, les statistiques sur les incendies ont montré
l’enceinte et peut donc à son tour affecter encore plus le maté-
que la majorité de ceux-ci commencent par l’allumage du con-
riau. Par conséquent, les matériaux exposés au feu sont soumis
tenu des bâtiments. Néanmoins, pendant un incendie dans un
à des conditions plus sévères dans les ((essais d’enceinte H que
bâtiment, tous les produits combustibles présents peuvent con-
dans les G essais ouverts B.
tribuer au risque d’incendie global, qu’ils fassent partie du con-
tenu du bâtiment ou qu’ils soient utilisés pour la construction
Certains essais nationaux sont concus pour mesurer plus d’un
de celui-ci. Le produit qui est le premier pris dans un incendie
paramètre d’incendie. Dans certains de ces essais, on peut utili-
émettra de l’énergie sous la forme de gaz chaud et de chaleur
ser indépendamment les résultats individuels, bien que I’impor-
rayonnante. Dans des conditions défavorables, cela peut pro-
tance accordée à chacun d’eux peut varier, tandis que dans les
voquer l’allumage d’autres combustibles dans la pièce. S’il y a
autres, les résultats d’essai peuvent être combinés empirique-
suffisamment de combustible et d’oxygène, ce processus se
ment pour obtenir un indice ou une série d’indices de perfor-
poursuivra progressivement avec une augmentation de la tem-
mances. II faut faire très attention lorsqu’on interprète les résul-
pérature. Les produits du bâtiment peuvent donc être touchés
tats de ces essais combinés.
à n’importe quel stade de développement du feu. En consé-
quence, les essais de réaction au feu doivent permettre diffé-
Comme les différentes méthodes nationales d’essai de réaction
rentes intensités d’exposition simulant des situations d’incendie
au feu ont été élaborées de différentes facons, même si elles
allant du tout début d’un feu jusqu’à l’embrasement total.
sont supposées mesurer essentiellement les mêmes caractéris-
tiques d’incendie, il s’est avéré très difficile, et dans certains cas
La figure 1 montre les différentes phases du développement
impossible, d’obtenir des corrélations significatives entre les d’un incendie à l’intérieur d’une pièce. Les propriétés de réac-
résultats d’essai obtenus lorsqu’on les utilise. Cela a été la
tion au feu, telles que I’allumabilité, la propagation des flammes
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 3814 : 1989 (FI
et la libération de chaleur produite par les effluents d’incendie, un compartiment. Par exemple, si l’on détermine un danger
potentiel pour un produit destiné à une situation particulière, il
portent principalement sur les phases d’un feu qui se développe
avant H l’embrasement )). y a lieu de tenir compte
Le comportement d’un produit de bâtiment face au feu est un
- de l’inertie thermique (kpc) des produits des structures
phénomène généralement très complexe et ne dépend habituel-
environnantes;
lement pas uniquement de la composition chimique du maté-
-
des propriétés réflectives de ces produits;
riau même, mais il est affecté par de nombreux autres facteurs.
Parmi ceux-ci, on peut trouver sa forme, sa surface, sa masse,
-
des composants organiques internes et externes des
son inertie thermique, son orientation et sa position par rapport
produits, par exemple, liants, adhésifs, revêtements, etc.;
à la source potentielle d’allumage, ainsi que sa combinaison
avec d’autres matériaux. En outre, les conditions ambiantes et
-
de l’influence des couches d’air entre les produits com-
de fonctionnement auxquelles le produit a été exposé avant
bustibles et non combustibles.
l’allumage, l’intensité et la durée de l’exposition thermique,
ainsi que les conditions de ventilation pendant l’exposition peu-
vent influencer son comportement par rapport au feu.
3.2 Estimation de la probabilité d’allumage du
produit dans des conditions particulières
II convient de tenir compte, autant que possible, de ces fac-
teurs résultant du produit et de son environnement lorsqu’on
La probabilité d’apparition d’un feu est la considération la plus
concoit des méthodes d’essai et que l’on utilise les résultats
importante dans le processus d’évaluation du risque d’incendie,
pour évaluer les risques d’incendie potentiels. Lors de l’évalua-
et elle peut être très difficile à estimer. Généralement, on se fie
tion de ces risques, il est important de tenir compte de chacun
principalement à l’expérience et aux apports d’incendie pour
d’entre eux, étant donné qu’une variation de l’un d’eux ou de
déterminer cette probabilité.
plusieurs d’entre eux peut influencer fortement la contribution
du produit à l’incendie. Il faut donc souligner que le comporte-
L’approche traditionnelle se fonde sur ce que l’on appelle le
ment d’un produit du bâtiment face au feu ne peut être consi-
((triangle du feu N qui implique la présence de trois composants,
déré comme une ((propriété spécifique du matériau N auquel on
à savoir, la chaleur, le combustible et l’oxygène, en quantités
peut attribuer un risque d’incendie spécifique.
appropriées pour qu’un feu puisse commencer et être entre-
tenu. Cependant, même cela n’était pas un concept simple à
appliquer, étant donné qu’il s’est avéré que des facteurs autres
3 Évaluation du risque d’incendie
que les strictes quantités des divers composants devaient être
prises en compte. Par exemple, il se peut que la quantité totale
Les autorités responsables du contrôle de la construction, les
de combustible disponible ne soit pas un facteur critique pour
ingénieurs et scientifiques chargés de la protection contre les
déterminer I’allumabilité, étant donné que la forme physique
incendies appliquent et utilisent depuis de nombreuses années
sous laquelle le combustible se présente à la source d’allumage
des procédures d’évaluation des risques d’incendie, même si
peut également avoir un effet important. En général, un maté-
celles-ci ne sont pas considérées comme telles.
riau sous une forme finiment divisée, ayant une surface relative-
ment importante, tel que bandes fines, copeaux, etc. s’allu-
Ces procédures qui ont servi de base à l’élaboration des codes
mera plus facilement et permettra une propagation plus rapide
et normes en matière de protection contre les incendies se sont
des flammes sur sa surface, et sera donc potentiellement plus
naturellement fondées sur l’expérience, jusqu’à récemment où
dangereux qu’une quantité équivalente du même matériau sous
l’on a fait un tout petit effort d’affinement de l’état des connais-
forme solide. En fait, lorsque certains matériaux sont utilisés
sances afin de créer une base technique pour ces procédures.
sous la forme d’une poudre fine, le processus d’allumage peut
avoir lieu sous forme d’explosion dans certaines conditions.
Les procédures d’évaluation du risque d’incendie comprennent
généralement une évaluation des éléments suivants.
II convient de tenir compte également d’autres éléments pen-
dant la procédure, tels que l’éventualité d’une rétention, à
3.1 Détermination du danger potentiel d’un
proximité de la source d’incendie, de la chaleur générée, par
produit particulier dans un incendie
exemple par un feu dans un compartiment fermé.
La possibilité qu’un produit particulier crée un risque dans un
3.3 Connaissance de la réaction du produit dans
incendie s’est généralement fondée sur l’hypothèse que des
matériaux combustibles peuvent contribuer activement à un différentes situations d’incendie
incendie alors que ce n’est pas le cas pour les matériaux non
Les essais au feu élaborés par I’ISO/TC 92 et autres organisa-
combustibles. En conséquence, la plupart des réglementations
tions similaires peuvent fournir les informations nécessaires sur
sont basées sur le concept que des matériaux combustibles,
les réactions des produits aux différentes situations d’incendie.
tels qu’ils sont définis par une méthode d’essai spécifique, peu-
vent être considérés comme potentiellement (( nocifs N et inver- Cependant, ces essais sont très utiles lorsqu’on peut utiliser
toute une gamme de sources d’allumage et de conditions de
sement, les matériaux non combustibles sont donc considérés
chauffage. II convient donc d’utiliser avec précaution des résul-
comme ((sans danger 1). Bien que l’on puisse considérer qu’il
tats qui ne se fonderaient que sur une série limitée de condi-
s’agit là d’une approche générale plausible, il ne faut pas sup-
tions d’essai. Par exemple, un produit peut réagir tout à fait
poser qu’elle est applicable dans tous les cas, étant donné que
différemment lorsqu’il est exposé à un flux thermique élevé et
la présence de matériaux non combustibles peut influencer
lorsque l’essai est effectué avec un flux thermique relativement
dans une certaine mesure le comportement face au feu, surtout
faible.
dans le contexte de l’évolution de la propagation du feu dans
2
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
Pour l’instant, il n’est pas possible qu’une méthode d’essai g) confinement des feux dans des zones limitées, grâce à
puisse simuler tous les scénarios d’essai possibles, bien que l’utilisation d’éléments de structure résistants, tels que plan-
cela soit souhaitable. II convient cependant de faire tous les chers et murs; protection des ouvertures par l’utilisation de
efforts possibles pour utiliser dans chaque essai une exposition portes coupe-feu, de volets, etc.
thermique correspondant à une situation réelle d’incendie, de
D’après ce qui précède, il est évident que le contrôle des maté-
préférence une situation qui donnera des résultats utilisables
riaux de construction dans des conditions d’incendie n’est
pour les calculs de modèles d’incendie.
qu’un seul aspect du processus complexe de la réduction du
risque d’incendie dans le cadre de la protection du bâtiment et
3.4 Reconnaissance du degré de risque
de la sécurité des personnes.
acceptable sur un plan économique et social dans
une situation donnée
5 Travaux actuels et développements à
II s’agit là d’un des aspects les plus importants du processus
venir
d’évaluation du risque d’incendie dont la responsabilité devrait
Le travail d’élaboration déjà effectué ou presque terminé dans
incomber aux sociologues et/ou aux politiciens, de l’avis d’un
le cadre du sous-comité 1 a permis de disposer d’un certain
grand nombre de gens. Cependant, bien que ces personnes
nombre de méthodes d’essai conformes au concept ISO de
puissent être sollicitées pour prendre les décisions finales, il
G boîte à outils». Ces méthodes satisfont aux spécifications
convient que toute la responsabilité ne leur soit pas entièrement
prescrites en matière de robustesse et de facilité de maniement
dévolue. II convient que ces personnes soient conseillées par
des experts techniques qui ont étudié les problèmes en profon- de l’appareillage d’essai, et de reproductibilité des résultats
d’essai. Certains résultats d’essai décrivent directement les
deur et qui ont une connaissance exhaustive de la signification
paramètres de base de I’inflammabilité des matériaux régissant
de tous les facteurs pertinents.
le processus de propagation du feu à l’intérieur d’un comparti-
ment. D’autres paramètres de ce type ne sont fournis qu’impli-
La définition du risque relatif représenté par les occupants du
citement par les données d’essai. Actuellement, l’un des pro-
bâtiment constitue une étape importante du processus d’ana-
blèmes importants est le manque de procédures appropriées
lyse du risque. Une population composée de gens alertes et
pour traduire les données d’essai au feu précisément et sans
mobiles devrait permettre d’accepter un niveau de risque plus
élevé que lorsque les occupants sont non ambulatoires ou ambigui’té en spécifications de comportement réel face à
l’incendie.
endormis. Il convient également de tenir compte de I’emplace-
ment du site, de la nature du terrain environnant, de la possibi-
Pour décrire au mieux la situation actuelle, il suffit de se référer
lité d’assistance, etc., ces facteurs jouant un rôle majeur.
à un exemple pratique. La figure 2 donne la durée d’allumage
de deux matériaux hypothétiques, A et B, soumis à l’essai
Une fois que la décision portant sur le niveau de risque accepta-
d’allumabilité. Les figures 3a) et 3b) représentent deux résul-
ble a été prise, il convient d’utiliser toutes les techniques disponi-
tats possibles des essais de taux de dégagement de chaleur
bles pour élaborer la méthode la plus économique et pratique qui
(RHR) des matériaux. Si l’on combine les figures 2 et 3a), on en
permette de maintenir le risque au-dessous de ce niveau critique.
déduit que le matériau A est le plus dangereux. Mais si l’essai
RHR suit la figure 3 b), il n’est pas possible d’effectuer une clas-
sification évidente des matériaux. On peut donc concevoir
4 Réduction du risque
qu’une classification relative peut dépendre du scénario choisi.
La classification ne peut donc pas se fonder sur un simple exa-
Au cours des années, on a utilisé de nombreuses techniques
men ad hoc des résultats d’essai; il est nécessaire d’avoir des
différentes pour réduire les risques dus aux feux de bâtiment,
procédures de validation plus élaborées.
parmi lesquelles :
La méthode élémentaire de validation, c’est-à-dire le rapport
a) réduction des incidents dus au feu par l’éducation des
entre les résultats d’essai et le processus de propagation du feu
occupants du bâtiment;
dans une pièce, utiliserait une analyse de corrélation statisti-
que, les valeurs d’essai étant des variables indépendantes et la
b) contrôle des types et des quantités de matériaux dange-
durée des événements importants du processus d’incendie, tels
reux admis dans des zones spécifiques;
que l’embrasement de la pièce, étant des variables dépendan-
tes. Malheureusement, le nombre de combinaisons des varia-
c) isolation et contrôle des sources potentielles d’allu-
bles indépendantes et le nombre des scénarios d’incendie d’une
mage, telles que dispositifs de chauffage et appareils électri-
pièce qu’il faudrait inclure dans ce type d’étude rendrait cette
ques;
méthode beaucoup trop onéreuse et fastidieuse.
d) mise en place de séparations entre les matériaux facile-
La validitation doit donc se fonder sur une connaissance théori-
ment allumables;
que des procédures d’essai et du processus d’incendie d’une
pièce. Les récents développements des modèles mathémati-
e) restriction de la propagation rapide de l’incendie par
ques de feu indiquent que l’on réalise actuellement des progrès
l’utilisation de matériaux ignifuges;
importants pour arriver à une telle connaissance.
f) réduction des effets d’un feu en assurant une détection Les recherches théoriques effectuées sur certaines méthodes
rapide et adéquate, en ménageant des trajets d’évacuation d’essai ont indiqué des procédures qui sont appropriées pour
facilement accessibles, en installant des équipmenets de déduire les paramètres pertinents en matière d’inflammabilité
contrôle de la fumée et d’extinction;
des matériaux. Ceux-ci comprennent des niveaux d’exposition
3
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
minimaux avant allumage, des valeurs effectives d’inertie ther- les de sécurité incendie devraient envisager d’incorporer les
mique et des paramétres de propagation des flammes. Pour les
méthodes d’essai de I’ISO dans leur système national de
autres essais, tels que l’essai du taux de dégagement de cha-
classification, dès que l’occasion se présentera, par exemple
leur, les résultats sont immédiatement applicables aux modèles lorsque les réglementations existantes devront être révisées;
mathématiques.
b) les pays ayant l’intention, à l’avenir, d’introduire de
Des recherches très récentes et encore en cours ont permis
nouveaux systèmes nationaux d’essai et de classification en
d’établir une relation entre les paramètres mentionnés ci-dessus
matière de sécurité incendie des matériaux et produits de
et certains scénarios choisis de feux de pièce en vraie grandeur.
bâtiment, devraient tout d’abord quantifier les danger ayant
II convient d’augmenter le nombre de scénarios afin d’élargir la
trait à la réaction au feu dans leur propre système de con-
zone d’applicabilité et afin de conférer aux études de validation
trôle et choisir alors le ou les essai(s) approprié(s) dans la
un niveau de confiance plus élevé. On a de bonnes raisons de
(( boîte à outils» ISO.
penser qu’en quelques années, cette recherche permettra de
produire des règles de calculs d’ingénierie et d’élaborer une
L’utilisation très répandue des séries ISO d’essais de réaction
méthodologie rationnelle fondée sur les données obtenues à
au feu devrait fortement contribuer à réduire les risques
partir des essais de réaction au feu.
d’incendie en permettant aux utilisateurs d’avoir une meilleure
connaissance des performances des matériaux et produits du
bâtiment dans des conditions d’incendie normalisées. Grâce à
6 Utilisation des essais de réaction au feu
l’utilisation accrue de ces essais, de grandes bases de données
pour réduire le risque d’incendie
vont être disponibles pour toute une gamme de matériaux qui
Les essais de réaction au feu élaborés au sein du sous-comité 1
devraient à leur tour permettre une acceptation plus grande,
sont supposés constituer une (( boîte à outils)) que pourront uti-
sur le plan international, des données d’essai pour l’incendie et
liser les ingénieurs et chercheurs travaillant dans le domaine du
même réduire les problèmes d’entraves aux échanges.
feu pour évaluer le comportement d’une vaste gamme de maté-
riaux et produits de bâtiment face au feu. Ces essais seront par-
Les données obtenues à partir de ces essais pourront égale-
ticulièrement utiles pour mesurer les phénomènes de réaction
ment être utilisées dans le modèle mathématique du comporte-
au feu dans des conditions variables pendant la phase précé-
ment face au feu. Un essai expérimental dans une pièce a été
dant l’embrasement d’un feu en évolution.
élaboré pour fournir des données pour la validitation des essais
et la création d’un modèle. Les données obtenues à partir de
II est prévu que les méthodes d’essai soient largement utilisées
ces essais pourront être utilisées dans le modèle mathématique
par les autorités responsables du contrôle des bâtiments, sur le
du comportement face au feu. Un essai expérimental dans une
plan national et international, pour produire des réglementa-
pièce a été élaboré pour fournir des données pour la validation
tions et des codes de sécurité incendie, et il est donc recom-
des essais et la création d’un modèle. II peut également être
mandé ce qui suit:
utile pour la comparaison expérimentale des performances des
a) les pays utilisant actuellement les méthodes d’essai de produits de bâtiment en matière de réaction au feu, à l’aide de
réaction au feu comme base de leurs prescriptions nationa- différents scénarios d’incendie et conditions d’essai.
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ISO/TR 3814 : 1989 (FI
I
I
I
I
f
Em brasement -
L
Durée d’allumage
Y-
1
/
\, / ’
I
r-----------------r--------------------- ----------_- ----------- -------- ---- -
l
I I
r--
Préallumage Développement du feu Extension totale 1 Décroissance du feu i
I I
L--- ------ -___-L--_---_--_-----_--i-_--_--_-_--__-__i___---------__--~
Allumabilité Propagation de la flamme
Pénétration du feu
Dégagement de chaleur
Fumée, toxicité, corrosivité
Figure 1 - Diagramme présentant les différentes phases de l’évolution d’un feu
dans un espace clos
5
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
a
m
5
Yi
ù
û,
\
‘a
5
n \
\
Irradiation
Figure 2 - Durée d’allumage des matériaux A et B
Temps
Temps
a) b)
Figure 3 - Deux séries de données possibles obtenues à partir des essais de débit calorifique
avec les matériaux A et B
6
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ISO/TR 3814 : 1989 (F)
Annexe A
(normative)
Essais de réaction au feu
tement de matériaux thermoplastiques, une désintégration vio-
A.1 Généralités
lente de l’éprouvette chauffée, une intumescence, l’extinction
des flammes pilotes due aux additifs ignifuges de l’éprouvette,
A.1.1 « Boîte à outils» pour les essais
etc. Dans certains cas, ce type de comportement peut invalider
Le comportement des produits de bâtiment face à un incendie
les résultats d’essai et rendre ainsi le matériau inapte aux essais
est très complexe et dépend de toute une série de différents
selon cette méthode particulière. Dans certaines circonstances,
facteurs. Par conséquent, il n’est pas possible qu’une quelcon-
il peut être possible d’essayer des éprouvettes additionnelles
que méthode d’essai unique actuellement disponible fournisse
afin de compenser le comportement anormal. Ce type de com-
des informations sur une gamme complète de scénarios
portement pendant un essai spécifique de réaction au feu ne
d’incendie. Les méthodes d’essai décrites dans les sections sui-
signifie pas nécessairement que le produit en question sera
vantes ont été élaborées afin de fournir une ((boîte à outils»
dangereux dans une situation réelle d’incendie.
pour les essais de produits du bâtiment, chacun de ces essais
étant supposé mesurer un paramètre différent de réaction au
A.l.5 Validation
feu. Les utilisateurs peuvent alors choisir l’essai ou la combinai-
son d’essais qu’ils jugent appropriés pour satisfaire à leurs
Afin de valider entièrement chaque méthode d’essai, il faut
besoins.
comparer les résultats avec les données obtenues sur les
mêmes matériaux lorsque ceux-ci subissent des essais au feu
A.1.2 Choix des éprouvettes
en vraie grandeur, de préférence ceux qui sont représentatifs de
scénarios réels d’incendie. Comme la majorité des méthodes
II est important de s’assurer que tout essai au feu es
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.