ISO 5659-2:2012
(Main)Plastics — Smoke generation — Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
Plastics — Smoke generation — Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
ISO 5659-2:2012 specifies a method of measuring smoke production from the exposed surface of specimens of materials, composites or assemblies. It is applicable to specimens that have an essentially flat surface and do not exceed 25 mm in thickness when placed in a horizontal orientation and subjected to specified levels of thermal irradiance in a closed cabinet with or without the application of a pilot flame. This method of test is applicable to all plastics and may also be used for the evaluation of other materials (e.g. rubbers, textile-coverings, painted surfaces, wood and other materials). It is intended that the values of optical density determined by this test be taken as specific to the specimen or assembly material in the form and thickness tested, and are not to be considered inherent, fundamental properties. The test is intended primarily for use in research and development and fire safety engineering in buildings, trains, ships, etc. and not as a basis for ratings for building codes or other purposes. No basis is provided for predicting the density of smoke that might be generated by the materials upon exposure to heat and flame under other (actual) exposure conditions. This test procedure excludes the effect of irritants on the eye. It is emphasized that smoke production from a material varies according to the irradiance level to which the specimen is exposed. The results yielded from the method specified in this standard are based on exposure to the specific irradiance levels of 25 kW/m2 and 50 kW/m2.
Plastiques — Production de fumée — Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en enceinte unique
L'ISO 5659-2:2012 spécifie une méthode pour le mesurage de la production de fumée provenant de la surface exposée d'éprouvettes constituées par des matériaux, des composites ou des assemblages. Elle est applicable à des éprouvettes qui ont une surface essentiellement plane et dont l'épaisseur est inférieure à 25 mm, lorsqu'elles sont orientées horizontalement et soumises à des niveaux spécifiés d'éclairement énergétique thermique dans une enceinte fermée, avec ou sans utilisation de flamme pilote. La présente méthode d'essai est applicable à tous les plastiques et peut également être utilisée en vue de l'évaluation d'autres matériaux (par exemple caoutchoucs, revêtements textiles, surfaces peintes, bois et autres matériaux de construction). Les valeurs de densité optique déterminées par le présent essai sont propres au matériau de l'éprouvette ou de l'assemblage soumis à essai, sous la forme et avec l'épaisseur sélectionnées pour l'essai. Ces valeurs ne doivent pas être considérées comme révélatrices de propriétés de base, inhérentes au produit. L'essai est principalement destiné à être utilisé en recherche et développement et en ingénierie de sécurité incendie dans les bâtiments, les trains, les navires, etc., et non en tant que base d'appréciation pour des codes de construction ou pour d'autres fins. Aucun élément fondamental n'est fourni pour prévoir la densité de la fumée susceptible d'être produite par les matériaux exposés à la chaleur et à une flamme dans d'autres conditions (réelles) d'exposition. Le présent mode opératoire d'essai ne traite pas de l'effet des irritants sur les yeux. Il est précisé que la production de fumée d'un matériau varie en fonction du niveau d'éclairement énergétique auquel l'éprouvette est soumise. Les résultats fournis par la méthode spécifiée dans l'ISO 5659-2:2012 sont fondés sur une exposition à des niveaux d'éclairement énergétique spécifiques de 25 kW/m2 et de 50 kW/m2.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5659-2
Third edition
2012-12-01
Plastics — Smoke generation —
Part 2:
Determination of optical density by a
single-chamber test
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
Reference number
ISO 5659-2:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 5659-2:2012(E)
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Published in Switzerland
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ISO 5659-2:2012(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principles of the test . 3
5 Suitability of a material for testing . 3
5.1 Material geometry . 3
5.2 Physical characteristics . 3
6 Specimen construction and preparation. 3
6.1 Number of specimens . 3
6.2 Size of specimens . 3
6.3 Specimen preparation . 4
6.4 Wrapping of specimens . 4
6.5 Conditioning . 4
7 Apparatus and ancillary equipment . 5
7.1 General . 5
7.2 Test chamber . 5
7.3 Specimen support and heating arrangements . 9
7.4 Gas supply .14
7.5 Photometric system .15
7.6 Chamber leakage .17
7.7 Cleaning materials .17
7.8 Ancillary equipment .17
8 Test environment .18
9 Setting-up and calibration procedures .18
9.1 General .18
9.2 Alignment of photometric system .19
9.3 Selection of compensating filter(s) .19
9.4 Linearity check .20
9.5 Calibration of range-extension filter .20
9.6 Chamber leakage rate test .20
9.7 Burner calibration .20
9.8 Radiator cone calibration.21
9.9 Cleaning .21
9.10 Frequency of checking and calibrating procedure .21
10 Test procedure .22
10.1 General .22
10.2 Preparation of test chamber .22
10.3 Tests with pilot flame .22
10.4 Preparation of the photometric system .22
10.5 Loading the specimen .22
10.6 Recording of light transmission .23
10.7 Observations .23
10.8 Termination of test .24
10.9 Testing in different modes .24
11 Expression of results .25
11.1 Specific optical density D .
s 25
11.2 Clear-beam correction factor D .
c 25
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ISO 5659-2:2012(E)
12 Precision .25
13 Test report .26
Annex A (normative) Calibration of heat flux meter .27
Annex B (informative) Variability in the specific optical density of smoke measured in the single-
chamber test .28
Annex C (informative) Determination of mass optical density .30
Annex D (informative) Precision data from tests on intumescent materials .35
Annex E (informative) Guidance on optical density testing .37
Bibliography .45
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ISO 5659-2:2012(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
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.
ISO 5659-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 4, Burning behaviour.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 5659-2:2006), which has been technically
revised. It also replaces ISO 5659-1:1996 (Plastics — Smoke generation — Part 1: Guidance on optical-
density testing), which will be withdrawn upon publication of this edition.
ISO 5659 consists of the following parts, under the general title Plastics — Smoke generation:
— Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
— Part 3: Determination of optical density by a dynamic-flow method (Technical Report)
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ISO 5659-2:2012(E)
Introduction
Fire is a complex phenomenon: its development and effects depend upon a number of interrelated factors.
The behaviour of materials and products depends upon the characteristics of the fire, the method of use
[1]
of the materials and the environment in which they are exposed (see also ISO/TR 3814 and ISO 13943).
A test such as is specified in this part of ISO 5659 deals only with a simple representation of a particular
aspect of the potential fire situation, typified by a radiant heat source, and it cannot alone provide any
direct guidance on behaviour or safety in fire. A test of this type may, however, be used for comparative
purposes or to ensure the existence of a certain quality of performance (in this case, smoke production)
considered to have a bearing on fire behaviour generally. It would be wrong to attach any other meaning
to results from this test.
The term “smoke” is defined in ISO 13943 as a visible suspension of solid and/or liquid particles in gases
resulting from incomplete combustion. It is one of the first response characteristics to be manifested
and should almost always be taken into account in any assessment of fire hazard as it represents one of
the greatest threats to occupants of a building or other enclosure, such as a ship or train, on fire.
The responsibility for the preparation of ISO 5659 was transferred during 1987 from ISO/TC 92 to
ISO/TC 61 on the understanding that the scope and applicability of the standard for the testing of
materials should not be restricted to plastics but should also be relevant to other materials where
possible, including building materials.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5659-2:2012(E)
Plastics — Smoke generation —
Part 2:
Determination of optical density by a single-chamber test
1 Scope
1.1 This part of ISO 5659 specifies a method of measuring smoke production from the exposed surface
of specimens of materials, composites or assemblies. It is applicable to specimens that have an essentially
flat surface and do not exceed 25 mm in thickness when placed in a horizontal orientation and subjected
to specified levels of thermal irradiance in a closed cabinet with or without the application of a pilot
flame. This method of test is applicable to all plastics and may also be used for the evaluation of other
materials (e.g. rubbers, textile-coverings, painted surfaces, wood and other materials).
1.2 It is intended that the values of optical density determined by this test be taken as specific to the
specimen or assembly material in the form and thickness tested, and are not to be considered inherent,
fundamental properties.
1.3 The test is intended primarily for use in research and development and fire safety engineering in
buildings, trains, ships, etc. and not as a basis for ratings for building codes or other purposes. No basis
is provided for predicting the density of smoke that might be generated by the materials upon exposure
to heat and flame under other (actual) exposure conditions. This test procedure excludes the effect of
irritants on the eye.
NOTE This test procedure addresses the loss of visibility due to smoke density, which generally is not related
to irritancy potency (see Annex E).
1.4 It is emphasized that smoke production from a material varies according to the irradiance level to
which the specimen is exposed. The results yielded from the method specified in this part of ISO 5659 are
2 2
based on exposure to the specific irradiance levels of 25 kW/m and 50 kW/m .
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 14934-3, Fire tests — Calibration and use of heat flux meters — Part 3:Secondary calibration method
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.
3.1
assembly
fabrication of materials and/or composites
NOTE 1 Sandwich panels are an example of an assembly.
NOTE 2 The assembly may include an air gap.
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ISO 5659-2:2012(E)
3.2
composite
combination of materials which are generally recognized in building construction as discrete entities
NOTE Coated or laminated materials are examples of composites.
3.3
essentially flat surface
surface which does not deviate from a plane by more than 1 mm
3.4
exposed surface
surface of the product subjected to the heating conditions of the test
3.5
irradiance
radiant flux incident on an infinitesimal element of the surface containing the point divided by the area
of that element
3.6
material
basic single substance or uniformly dispersed mixture
NOTE Metal, stone, timber, concrete, mineral fibre and polymers are examples.
3.7
mass optical density
MOD
measure of the degree of opacity of smoke in terms of the mass loss of the material
3.8
optical density of smoke
D
measure of the degree of opacity of smoke, taken as the negative common logarithm of the relative
transmission of light
3.9
product
material, composite or assembly about which information is required
3.10
specific optical density
D
s
optical density multiplied by a factor which is calculated by dividing the volume of the test chamber by
the product of the exposed area of the specimen and the path length of the light beam
NOTE See 11.1.1.
3.11
specimen
representative piece of the product to be tested together with any substrate or surface coating.
NOTE The specimen may include an air gap.
3.12
intumescent material
dimensionally unstable material, developing a carbonaceous expanded structure of thickness > 10 mm
during the test, with the cone heater 25 mm from the specimen
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4 Principles of the test
Specimens of the product are mounted horizontally within a chamber and exposed to thermal radiation
2
on their upper surfaces at selected levels of constant irradiance up to 50 kW/m .
The smoke evolved is collected in the chamber, which also contains photometric equipment. The
attenuation of a light beam passing through the smoke is measured. The results are reported in terms
of specific optical density.
5 Suitability of a material for testing
5.1 Material geometry
5.1.1 The method is applicable to essentially flat materials, composites and assemblies not exceeding
25 mm in thickness.
5.1.2 The method is sensitive to small variations in geometry, surface orientation, thickness (either
overall or of the individual layers), mass and composition of the material, and so the results obtained by
this method only apply to the thickness of the material as tested.
NOTE It is not possible to calculate the specific optical density of one thickness of a material from the specific
optical density of another thickness of the material.
5.2 Physical characteristics
Materials submitted for evaluation by this method could have faces which differ or could contain
laminations of different materials arranged in a different order in relation to the two faces. If either of
the faces is likely to be exposed to a fire condition when in use, then both faces shall be evaluated.
6 Specimen construction and preparation
6.1 Number of specimens
6.1.1 The test sample shall comprise a minimum of 12 specimens if all four modes are to be tested: six
2
specimens shall be tested at 25 kW/m (three specimens with a pilot flame and three specimens without
2
a pilot flame) and six specimens shall be tested at 50 kW/m (three specimens with a pilot flame and
three specimens without a pilot flame).
If fewer than four modes are to be tested, a minimum of three specimens per mode shall be tested.
6.1.2 An additional number of specimens as specified in 6.1.1 shall be used for each face, in accordance
with the requirements of 5.2.
6.1.3 An additional 12 specimens (i.e. three specimens per test mode) shall be held in reserve if required
by the modes specified in 10.9.
6.1.4 In case of intumescent materials, it is necessary to make a preliminary test with the cone heater
at 50 mm from the specimen, so at least two additional specimens are required.
6.2 Size of specimens
6.2.1 The specimens shall be square, with sides measuring 75 mm ± 1 mm.
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ISO 5659-2:2012(E)
6.2.2 Materials of 25 mm nominal thickness or less shall be evaluated at their full thickness. For
comparative testing, materials shall be evaluated at a thickness of 1,0 mm ± 0,1 mm. All materials consume
oxygen when they burn in the chamber, and the smoke generation of some materials (especially rapid-
burning or thick specimens) is influenced by the reduced oxygen concentration in the chamber. As far as
possible, materials shall be tested in their end-use thickness.
6.2.3 Materials with a thickness greater than 25 mm shall be cut to give a specimen thickness of 25 mm
± 0,1 mm, in such a way that the original (uncut) face can be evaluated.
6.2.4 Specimens of multi-layer materials with a thickness greater than 25 mm, consisting of core
material(s) with facings of different materials, shall be prepared as specified in 6.2.3 (see also 6.3.2).
6.3 Specimen preparation
6.3.1 The specimen shall be representative of the material and shall be prepared in accordance with the
procedures described in 6.3.2 and 6.3.3. The specimens shall be cut, sawn, moulded or stamped from identical
sample areas of the material, and records shall be kept of their thicknesses and, if required, their masses.
6.3.2 If flat sections of the same thickness and composition are tested in place of curved, moulded or
speciality parts, this shall be stated in the test report. Any substrate or core materials for the specimens
shall be the same as those used in practice.
6.3.3 When coating materials, including paints and adhesives, are tested with the substrate or core as
used in practice, specimens shall be prepared following normal practice, and in such cases the method of
application of the coating, the number of coats and the type of substrate shall be included in the test report.
6.4 Wrapping of specimens
6.4.1 All specimens shall be covered across the back, along the edges and over the front surface
periphery, leaving a central exposed specimen area of 65 mm × 65 mm, using a single sheet of aluminium
foil (approximately 0,04 mm thick) with the dull side in contact with the specimen. Care shall be taken not
to puncture the foil or to introduce unnecessary wrinkles during the wrapping operation. The foil shall be
folded in such a way as to minimize losses of any melted specimen material at the bottom of the specimen
holder. After mounting the specimen in its holder, any excess foil along the front edges shall be trimmed off.
6.4.2 Wrapped specimens of a thickness less than 25 mm shall be backed with a low density (nominal
3
65 kg/m ) refractory fibre blanket.
Wrapped specimens of a thickness of 25 mm shall be tested without a refractory fibre blanket.
6.4.3 For resilient materials, each specimen in its aluminium foil wrapper shall be installed in the
holder in such a way that the exposed surface lies flush with the inside face of the opening of the specimen
holder. Materials with uneven exposed surfaces shall not protrude beyond the plane of the opening in the
specimen holder.
6.4.4 When thin impermeable specimens, such as thermoplastic films, become inflated during the test
owing to gases trapped between the film and backing, they shall be maintained essentially flat by making
two or three cuts (20 mm to 40 mm long) in the film to act as vents.
6.5 Conditioning
6.5.1 Before preparing the specimens for test, they shall be conditioned to constant mass at 23 °C ± 2
°C and a relative humidity of (50 ± 10) % where constant mass shall be considered to have been reached
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when two successive weighing operations, carried out at an interval of 24 h, do not differ by more than
0,1 % of the mass of the test specimen or 0,1 g, whichever is the greater.
6.5.2 While in the conditioning chamber, specimens shall be supported in racks so that air has access to
all surfaces.
Forced-air movement in the conditioning chamber may be used to assist in accelerating the
conditioning process.
The results obtained from this method are sensitive to small differences in specimen conditioning. It is
important therefore to ensure that the requirements of 6.5 are followed carefully.
7 Apparatus and ancillary equipment
7.1 General
The apparatus (see Figure 1) shall consist of an air-tight test chamber with provision for containing
a specimen holder, radiation cone, pilot burner, light transmission and measuring system and other,
ancillary facilities for controlling the conditions of operation during a test.
7.2 Test chamber
7.2.1 Construction
7.2.1.1 The test chamber (see Figure 1 and Figure 2) shall be fabricated from laminated panels, the
inner surfaces of which shall consist of either a porcelain enamelled metal not more than 1 mm thick or an
equivalent coated metal which is resistant to chemical attack and corrosion and capable of easy cleaning.
The internal dimensions of the chamber shall be 914 mm ± 3 mm long, 914 mm ± 3 mm high and 610
mm ± 3 mm deep. It shall be provided with a hinged front-mounted door with an observation window
and a removable opaque door cover to the window to prevent light entering the chamber. A safety blow-
out panel, consisting of a sheet of aluminium foil of thickness not greater than 0,04 mm and having a
2
minimum area of 80 600 mm , shall be provided in the chamber, fastened in such a way as to provide an
airtight seal.
The blow-out panel may be protected by a stainless-steel wire mesh. It is important that any such mesh
is spaced at least 50 mm from the blow-out panel to prevent any obstruction in the event of an explosion.
NOTE A design with a wide door occupying a complete side of the smoke chamber has been found suitable for
facilitating cleaning and maintenance operations.
7.2.1.2 Two optical windows, each with a diameter of 75 mm, shall be mounted, one each in the top and
bottom of the cabinet, at the position shown in Figure 2, with their interior faces flush with the outside
of the chamber lining. The underside of the window in the floor shall be provided with an electric heater
of approximately 9 W capacity in the form of a ring, which shall be capable of maintaining the upper
surface of the window at a temperature just sufficient to minimize smoke condensation on that face (a
temperature of 50 °C to 55 °C has been found suitable) and which shall be mounted around its edge so as
not to interrupt the light path. Optical platforms 8 mm thick shall be mounted around the windows on the
outside of the chamber and shall be held rigidly in position relative to each other
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5659-2
Troisième édition
2012-12-01
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2:
Détermination de la densité optique
par un essai en enceinte unique
Plastics — Smoke generation —
Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
Numéro de référence
ISO 5659-2:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 5659-2:2012(F)
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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’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 5659-2:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principes de l’essai . 3
5 Adéquation du matériau en vue des essais . 3
5.1 Géométrie du matériau . 3
5.2 Caractéristiques physiques . 3
6 Construction et préparation des éprouvettes . 3
6.1 Nombre d’éprouvettes . 3
6.2 Dimensions des éprouvettes . 4
6.3 Préparation de l’éprouvette . 4
6.4 Enveloppement des éprouvettes . 4
6.5 Conditionnement . 5
7 Appareillage et équipement auxiliaire . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Enceinte d’essai . 5
7.3 Support d’éprouvette et appareils de chauffage .10
7.4 Alimentation en gaz .15
7.5 Système photométrique .15
7.6 Fuites hors de l’enceinte .17
7.7 Produits de nettoyage .18
7.8 Équipement auxiliaire .18
8 Environnement d’essai .18
9 Modes opératoires de réglage et d’étalonnage .19
9.1 Généralités .19
9.2 Réglage du système photométrique .19
9.3 Sélection du (des) filtre(s) de compensation .20
9.4 Contrôle de la linéarité .20
9.5 Étalonnage du filtre d’extension de gamme.20
9.6 Essai du débit de fuite de l’enceinte .21
9.7 Étalonnage de la flamme pilote .21
9.8 Étalonnage du radiateur conique .21
9.9 Nettoyage .22
9.10 Fréquence des opérations de contrôle et d’étalonnage .22
10 Mode opératoire d’essai.22
10.1 Généralités .22
10.2 Préparation de l’enceinte d’essai .23
10.3 Essais avec flamme pilote .23
10.4 Préparation du système photométrique .23
10.5 Mise en place de l’éprouvette .23
10.6 Enregistrement de la transmission de lumière .23
10.7 Observations .24
10.8 Fin de l’essai .24
10.9 Essais dans différents modes .25
11 Expression des résultats.25
11.1 Densité optique spécifique D .
s 25
11.2 Facteur de correction du faisceau clair D .
c 26
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 5659-2:2012(F)
12 Fidélité .26
13 Rapport d’essai .26
Annexe A (normative) Étalonnage du fluxmètre thermique .28
Annexe B (informative) Variabilité de la densité optique spécifique de la fumée mesurée par
l’essai en enceinte unique .29
Annexe C (informative) Détermination de la densité optique massique .31
Annexe D (informative) Données de fidélité obtenues à partir d’essais réalisés avec des
matériaux intumescents .36
Annexe E (informative) Guide sur les essais de densité optique.38
Bibliographie .46
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 5659-2:2012(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 (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
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.
L’ISO 5659-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 4,
Comportement au feu.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 5659-2:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Elle remplace également l’ISO 5659-1:1996 (Plastiques — Production de fumée —
Partie 1: Guide sur les essais de densité optique) qui sera supprimée à la publication de la présente édition.
L’ISO 5659 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Plastiques — Production de fumée:
— Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en enceinte unique
— Partie 3: Détermination de la densité optique par une méthode dynamique (Rapport technique)
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ISO 5659-2:2012(F)
Introduction
Le feu est un phénomène complexe: son développement et ses effets dépendent d’un certain nombre de
facteurs liés entre eux. Le comportement des matériaux et des produits est fonction des caractéristiques
du feu, de la méthode selon laquelle les matériaux sont utilisés et de l’environnement auquel ils sont
[1]
exposés (voir aussi l’ISO/TR 3814 et l’ISO 13943).
L’essai, tel qu’il est spécifié dans la présente partie de l’ISO 5659, ne fournit qu’une simple représentation
d’un aspect particulier d’une situation d’incendie potentielle caractérisée par une source de chaleur
rayonnante; considéré de manière isolée, il ne peut fournir aucune indication directe relative au
comportement ou à la sécurité en cas d’incendie. Toutefois, un essai de ce type peut être utilisé à des fins
de comparaison ou pour garantir l’existence d’une certaine qualité de performance (en l’occurrence de
la production de fumée), considérée comme ayant une influence sur le comportement au feu en général.
Il serait erroné d’accorder une toute autre signification aux résultats de cet essai.
Le terme «fumée» est défini dans l’ISO 13943 comme étant la partie visible des particules solides
et/ou liquides en suspension dans les gaz résultant d’une combustion incomplète. Il s’agit de l’une des
premières caractéristiques de la réaction à se manifester et il convient de la prendre presque toujours
en considération lors d’une quelconque évaluation du risque d’incendie, puisqu’elle représente l’une des
plus grandes menaces pour les occupants d’un bâtiment en feu et d’autres structures en flammes telles
que des navires ou des trains.
L’élaboration de l’ISO 5659 qui incombait à l’ISO/TC 92 a été transférée depuis 1987 à l’ISO/TC 61. Il est
néanmoins entendu que le domaine d’application de la norme aux essais de matériaux ne se limite pas
aux matériaux plastiques, mais pourrait éventuellement s’appliquer à d’autres matériaux, y compris les
matériaux de construction.
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NORME INTERNATIONALE ISO 5659-2:2012(F)
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2:
Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
1 Domaine d’application
1.1 La présente partie de l’ISO 5659 spécifie une méthode pour le mesurage de la production de
fumée provenant de la surface exposée d’éprouvettes constituées par des matériaux, des composites
ou des assemblages. Elle est applicable à des éprouvettes qui ont une surface essentiellement plane et
dont l’épaisseur est inférieure à 25 mm, lorsqu’elles sont orientées horizontalement et soumises à des
niveaux spécifiés d’éclairement énergétique thermique dans une enceinte fermée, avec ou sans utilisation
de flamme pilote. La présente méthode d’essai est applicable à tous les plastiques et peut également
être utilisée en vue de l’évaluation d’autres matériaux (par exemple caoutchoucs, revêtements textiles,
surfaces peintes, bois et autres matériaux de construction).
1.2 Les valeurs de densité optique déterminées par le présent essai sont propres au matériau de
l’éprouvette ou de l’assemblage soumis à essai, sous la forme et avec l’épaisseur sélectionnées pour l’essai.
Ces valeurs ne doivent pas être considérées comme révélatrices de propriétés de base, inhérentes au produit.
1.3 L’essai est principalement destiné à être utilisé en recherche et développement et en ingénierie de
sécurité incendie dans les bâtiments, les trains, les navires, etc., et non en tant que base d’appréciation
pour des codes de construction ou pour d’autres fins. Aucun élément fondamental n’est fourni pour
prévoir la densité de la fumée susceptible d’être produite par les matériaux exposés à la chaleur et à une
flamme dans d’autres conditions (réelles) d’exposition. Le présent mode opératoire d’essai ne traite pas
de l’effet des irritants sur les yeux.
NOTE Le présent mode opératoire d’essai concerne la perte de visibilité due à la densité de la fumée qui n’est
généralement pas liée au pouvoir irritant (voir Annexe E).
1.4 Il est précisé que la production de fumée d’un matériau varie en fonction du niveau d’éclairement
énergétique auquel l’éprouvette est soumise. Les résultats fournis par la méthode spécifiée dans la
présente partie de l’ISO 5659 sont fondés sur une exposition à des niveaux d’éclairement énergétique
2 2
spécifiques de 25 kW/m et de 50 kW/m .
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 14934-3, Essais au feu — Étalonnage et utilisation des appareils de mesure du flux thermique — Partie 3:
Méthode d’étalonnage secondaire
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ISO 5659-2:2012(F)
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
assemblage
fabrication de matériaux et/ou de composites
NOTE 1 Les panneaux sandwich sont un exemple d’assemblage.
NOTE 2 L’assemblage peut inclure une couche d’air intermédiaire.
3.2
composite
combinaison de matériaux généralement identifiés dans le bâtiment comme entités discrètes
NOTE Les matériaux revêtus ou stratifiés sont des exemples de composites.
3.3
surface essentiellement plane
surface dont l’irrégularité par rapport à un plan ne dépasse pas 1 mm
3.4
surface exposée
surface du produit soumise aux conditions de chauffage définies pour l’essai
3.5
éclairement énergétique
quotient du flux énergétique incident sur un élément infinitésimal de la surface contenant ce point, par
la surface de cet élément
3.6
matériau
matériau de base simple ou mélange dispersé de manière uniforme
NOTE Métal, pierre, bois, béton, fibres minérales et polymères sont des exemples.
3.7
densité optique massique
DOM
mesure du degré d’opacité de la fumée en fonction de la perte de masse du matériau
3.8
densité optique de la fumée
D
mesure du degré d’opacité de la fumée; logarithme décimal négatif de la transmission relative de la lumière
3.9
produit
matériau, composite ou assemblage à propos duquel des informations sont requises
3.10
densité optique spécifique
D
s
densité optique multipliée par un facteur calculé en divisant le volume de l’enceinte d’essai par le produit
de la surface exposée de l’éprouvette et la longueur du chemin de la lumière
NOTE Voir 11.1.1.
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3.11
éprouvette
pièce représentative du produit qui doit être soumis à essai, y compris le substrat ou un traitement quelconque
NOTE L’éprouvette peut inclure une couche d’air intermédiaire.
3.12
matériau intumescent
matériau de dimensions instables, présentant une structure expansée carbonée d’épaisseur > 10 mm au
cours de l’essai, le radiateur conique étant distant de 25 mm de l’éprouvette
4 Principes de l’essai
Les éprouvettes du produit sont montées horizontalement dans une enceinte et exposées à un
rayonnement thermique sur leurs surfaces supérieures, à des niveaux déterminés d’éclairement
2
énergétique constant pouvant atteindre jusqu’à 50 kW/m .
La fumée émise est recueillie dans l’enceinte qui contient également les appareils photométriques.
L’atténuation d’un rayon lumineux traversant la fumée est mesurée. Les résultats sont notifiés en tant
que densité optique spécifique.
5 Adéquation du matériau en vue des essais
5.1 Géométrie du matériau
5.1.1 La méthode est applicable aux matériaux essentiellement plats, aux composites et aux assemblages
dont l’épaisseur ne dépasse pas 25 mm.
5.1.2 La méthode peut être influencée par de faibles variations de la géométrie, de l’orientation de la
surface, de l’épaisseur (totale ou des couches individuelles), de la masse et de la composition du matériau;
par conséquent, les résultats obtenus en appliquant la présente méthode s’appliquent uniquement à
l’épaisseur du matériau soumis à essai.
NOTE Il n’est pas possible de calculer la densité optique spécifique d’un matériau d’une certaine épaisseur à
partir de la densité optique spécifique du même matériau ayant une épaisseur différente.
5.2 Caractéristiques physiques
Il est possible que les faces des matériaux soumis à l’évaluation au moyen de la présente méthode soient
différentes les unes des autres ou que les matériaux comportent des strates de divers matériaux disposés
différemment d’une face à l’autre. Si l’une ou l’autre des faces est susceptible d’être exposée au feu en
cours d’utilisation, une évaluation des deux faces doit être effectuée.
6 Construction et préparation des éprouvettes
6.1 Nombre d’éprouvettes
6.1.1 L’échantillon pour essai doit comprendre au moins douze éprouvettes si l’essai est réalisé pour
2
les quatre modes: six éprouvettes doivent être soumises à essai à 25 kW/m (trois éprouvettes avec
flamme pilote et trois éprouvettes sans flamme pilote) et les six restantes doivent être soumises à essai
2
à 50 kW/m (trois éprouvettes avec flamme pilote et trois éprouvettes sans flamme pilote).
Si l’essai est effectué pour moins de quatre modes, au moins trois éprouvettes par mode doivent être
soumises à essai.
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6.1.2 Un nombre supplémentaire d’éprouvettes comme spécifié en 6.1.1 doit être utilisé pour chaque
face, conformément aux exigences de 5.2.
6.1.3 Douze éprouvettes supplémentaires (c’est-à-dire trois éprouvettes par mode d’essai) doivent être
mises de côté si les conditions spécifiées en 10.9 l’exigent.
6.1.4 Pour les matériaux intumescents, il est nécessaire de réaliser un essai préliminaire en plaçant
le radiateur conique à 50 mm de l’éprouvette, ce qui nécessite d’utiliser au moins deux éprouvettes
supplémentaires.
6.2 Dimensions des éprouvettes
6.2.1 Les éprouvettes doivent être carrées et mesurer 75 mm ± 1 mm de côté.
6.2.2 Les matériaux ayant une épaisseur nominale inférieure ou égale à 25 mm doivent être évalués sur
leur épaisseur totale. Pour les essais comparatifs, les matériaux doivent être évalués sur une épaisseur
de 1,0 mm ± 0,1 mm. Tous les matériaux consomment de l’oxygène lorsqu’ils brûlent dans l’enceinte et
la production de fumée de certains matériaux (en particulier des éprouvettes d’épaisseur importante ou
ayant une vitesse de combustion élevée) est influencée par la concentration en oxygène dans l’enceinte.
Les matériaux soumis à essai doivent, autant que possible, présenter l’épaisseur de l’application finale.
6.2.3 Les matériaux ayant une épaisseur supérieure à 25 mm doivent être prélevés de manière à obtenir
une éprouvette de 25 mm ± 0,1 mm d’épaisseur, de façon à pouvoir évaluer la face originale (non découpée).
6.2.4 Les éprouvettes de matériaux multicouches ayant une épaisseur supérieure à 25 mm, consistant
en un ou en plusieurs matériaux de base dont les parements sont constitués de matériaux différents,
doivent être préparées conformément à 6.2.3 (voir également 6.3.2).
6.3 Préparation de l’éprouvette
6.3.1 L’éprouvette, qui doit être représentative du matériau, doit être préparée conformément aux
modes opératoires décrits en 6.3.2 et en 6.3.3. Les éprouvettes doivent être découpées, sciées, moulées
ou estampées à partir de surfaces identiques de l’échantillon de matériau; leur épaisseur et, si nécessaire,
leur masse doivent être notées.
6.3.2 Si l’on soumet à essai des sections planes de même épaisseur et de même composition au lieu
de parties courbes, moulées ou spéciales, cela doit être noté dans le rapport d’essai. Le substrat ou les
matériaux de base des éprouvettes doivent être identiques à ceux utilisés en pratique.
6.3.3 Lorsque des matériaux de revêtement, y compris les peintures et les adhésifs, sont soumis aux
essais avec le substrat ou la base tels qu’utilisés en pratique, les éprouvettes doivent être préparées
conformément à la pratique normale; dans ce cas, il est nécessaire de noter dans le rapport d’essai la
méthode d’application du revêtement, le nombre de couches de revêtements et le type de substrat.
6.4 Enveloppement des éprouvettes
6.4.1 Le dos, les bords et la surface frontale périphérique de la totalité des éprouvettes doivent être
recouverts d’une simple feuille d’aluminium (d’environ 0,04 mm d’épaisseur), la face mate de la feuille
étant en contact avec l’éprouvette. La surface située au centre de l’éprouvette ainsi laissée exposée mesure
65 mm × 65 mm. Il est nécessaire de veiller à éviter de percer la feuille et de ne pas faire de plis superflus
lors de l’opération d’enveloppement. La feuille doit être pliée de manière à réduire au minimum les pertes
de matière fondue au niveau inférieur du porte-éprouvette. Après avoir monté l’éprouvette dans le porte-
éprouvette, les parties de feuille qui dépassent des bords avant doivent être coupées.
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6.4.2 Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur inférieure à 25 mm doivent être supportées par
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une couche de fibres réfractaires de faible masse volumique (nominale de 65 kg/m ).
Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur de 25 mm doivent être soumises à essai sans couche
de fibres réfractaires.
6.4.3 Avec les matériaux résilients, chaque éprouvette incluse dans son enveloppe de feuille d’aluminium
doit être montée sur le porte-éprouvette de sorte que la surface exposée soit alignée sur la face interne
de l’ouverture du porte-éprouvette. Les matériaux ayant une surface exposée irrégulière ne doivent pas
dépasser par rapport au plan formé par l’ouverture du porte-éprouvette.
6.4.4 Les éprouvettes imperméables de faible épaisseur telles que les films thermoplastiques, qui
gonflent au cours de l’essai en raison des gaz piégés entre le film et le support, doivent être maintenues
approximativement planes, en réalisant deux ou trois entailles (de 20 mm à 40 mm de longueur) destinées
à servir d’évents.
6.5 Conditionnement
6.5.1 Avant d’être préparées en vue de l’essai, les éprouvettes doivent être conditionnées jusqu’à ce
qu’elles atteignent une masse constante à 23 °C ± 2 °C et à une humidité relative de (50 ± 10) %. On
considère que la masse constante a été atteinte lorsque deux valeurs pondérales obtenues successivement
avec un intervalle de 24 h ne diffèrent pas l’une de l’autre de plus de 0,1 % de la masse de l’éprouvette ou
de 0,1 g, la valeur la plus élevée étant retenue.
6.5.2 Dans l’enceinte de conditionnement, les éprouvettes doivent être supportées par des grilles de
sorte que toutes les surfaces soient en contact avec l’air.
Un courant d’air forcé peut être utilisé dans l’enceinte de conditionnement pour contribuer à l’accélération
du processus de conditionnement.
Les résultats obtenus au moyen de la présente méthode peuvent être influencés par de faibles différences
de conditionnement des éprouvettes. Il est important, par conséquent, de s’assurer que les exigences
de 6.5 ont été suivies scrupuleusement.
7 Appareillage et équipement auxiliaire
7.1 Généralités
L’appareillage (voir Figur
...
Questions, Comments and Discussion
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