ISO 13571:2007
(Main)Life-threatening components of fire - Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data
Life-threatening components of fire - Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data
ISO 13571:2007 is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire detection and suppression. ISO 13571:2007 is to be used only within this context. ISO 13571:2007 is intended to address the consequences of human exposure to the life threat components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases and the ventilation pattern within the structure. Once these are determined, the methodology presented in ISO 13571:2007 can be used for the estimation of the available escape time. ISO 13571:2007 provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants are no longer able to take effective action to accomplish their own escape. The life threat components addressed include fire-effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment of fire-effluent toxicity: the toxic-gas model and the mass-loss model. ISO 13571:2007 does not consider aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire-effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres.
Composants dangereux du feu — Lignes directrices pour l'estimation du temps disponible pour l'évacuation, utilisant les caractéristiques du feu
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 13571:2007 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Life-threatening components of fire - Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data". This standard covers: ISO 13571:2007 is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire detection and suppression. ISO 13571:2007 is to be used only within this context. ISO 13571:2007 is intended to address the consequences of human exposure to the life threat components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases and the ventilation pattern within the structure. Once these are determined, the methodology presented in ISO 13571:2007 can be used for the estimation of the available escape time. ISO 13571:2007 provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants are no longer able to take effective action to accomplish their own escape. The life threat components addressed include fire-effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment of fire-effluent toxicity: the toxic-gas model and the mass-loss model. ISO 13571:2007 does not consider aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire-effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres.
ISO 13571:2007 is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire detection and suppression. ISO 13571:2007 is to be used only within this context. ISO 13571:2007 is intended to address the consequences of human exposure to the life threat components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases and the ventilation pattern within the structure. Once these are determined, the methodology presented in ISO 13571:2007 can be used for the estimation of the available escape time. ISO 13571:2007 provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants are no longer able to take effective action to accomplish their own escape. The life threat components addressed include fire-effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment of fire-effluent toxicity: the toxic-gas model and the mass-loss model. ISO 13571:2007 does not consider aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire-effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres.
ISO 13571:2007 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.220.01 - Protection against fire in general. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 13571:2007 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 13571:2012, ISO/TS 13571:2002. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
You can purchase ISO 13571:2007 directly from iTeh Standards. The document is available in PDF format and is delivered instantly after payment. Add the standard to your cart and complete the secure checkout process. iTeh Standards is an authorized distributor of ISO standards.
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13571
First edition
2007-06-15
Life-threatening components of fire —
Guidelines for the estimation of time
available for escape using fire data
Composants dangereux du feu — Lignes directrices pour l'estimation
du temps disponible pour l'évacuation, utilisant les caractéristiques du
feu
Reference number
©
ISO 2007
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2007
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2007 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 General principles. 3
4.1 Time available for escape . 3
4.2 Toxic-gas model. 3
4.3 Mass-loss model. 4
4.4 Heat and radiant energy model . 4
4.5 Smoke-obscuration model. 4
5 Significance and use . 4
6 Toxic-gas models. 5
6.1 Asphyxiant-gas model. 5
6.2 Irritant-gas model. 7
7 Mass-loss model. 8
8 Heat . 9
9 Smoke-obscuration model. 11
10 Report . 12
Annex A (informative) Context and mechanisms of toxic potency. 13
Bibliography . 18
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 13571 was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 3, Fire threat to
people and environment.
This first edition of ISO 13571 cancels and replaces ISO/TS 13571:2002 which has been technically revised.
iv © ISO 2007 – All rights reserved
Introduction
When evaluating the consequences to human life, the crucial criterion for life safety in fires is that the time
available for escape be greater than the time required for escape. (Within the context of this International
Standard, escape can be to a place of safe refuge.) The sole purpose of the methodology described here is to
provide a framework for use in estimating the time available for escape.
The time available for escape is the interval between the time of ignition and the time after which conditions
become untenable, such that occupants can no longer take effective action to accomplish their own escape.
Untenable conditions during fires result from
a) exposure to radiant and convected heat;
b) inhalation of asphyxiant gases;
c) exposure to sensory/upper-respiratory irritants;
d) visual obscuration due to smoke.
The time available for escape is the calculated time interval between the time of ignition and the time at which
conditions become such that an occupant is unable to take effective action to escape to a safe refuge or place
of safety. As occupants are exposed to heat and fire effluents, their escape behaviour, movement speed and
choice of exit route are also affected, reducing the efficiency of their actions and delaying escape; see
ISO/TR 13387-8. These factors affect the time required for escape and are, therefore, not considered in this
International Standard.
The methodology described here cannot be used alone to evaluate the overall fire safety performance of
specific materials or products and cannot, therefore, constitute a test method. Rather, the equations in this
International Standard are used as input to a fire hazard or risk analysis; see ISO 13387 (all parts). In such an
analysis, the calculated time available for escape depends on many characteristics of the fire, the enclosure
and the occupants themselves. The nature both of the fire (e.g. heat release rate, quantity and types of
combustibles, fuel chemistry) and of the enclosure (e.g. dimensions, ventilation) determine the toxic-gas
concentrations, the gas and wall temperatures and the density of smoke throughout the enclosure as a
function of time. The characteristics of the occupants (e.g. age, state of health, location relative to the fire,
activity at the time of exposure) also affect the impact of their exposure to the heat and smoke. The
interrelationship of all these factors is shown schematically in Figure A.1. Furthermore, estimation of exposure
is determined in part by assumptions regarding the position of the occupants' heads relative to the hot smoke
layer that forms near ceilings and descends as the fire grows. As a result of all these factors, each occupant is
likely to have a different estimated time available for escape (see also Clause A.5).
Annex A describes the context and mechanisms of the fire-effluent toxicity component of life threat. Effects
such as those of the asphyxiant toxicants, carbon monoxide and hydrogen cyanide (Clause A.3), as well as
the effects of both sensory/upper-respiratory irritants (A.4.2) and pulmonary irritants (A.4.3) are considered.
The heat component of life threat encompasses exposure both to radiant and to convective heat.
The initial impact of visual obscuration due to smoke is on factors affecting the time required for occupants to
escape (see Clause A.2). This aspect of smoke obscuration is, therefore, not considered here. However,
smoke obscuration of such severity that occupants become disoriented to a degree that prevents effective
action to accomplish their own escape also places a limitation on the time available for escape and is
considered in this International Standard.
Based upon available human and animal data, but in the absence of definitive, quantifiable human data, the
effects of asphyxiant toxicants, sensory irritants, heat and visual obscuration are each considered as acting
independently. Some degree of interactions between these components are known to occur (Clause A.6), but
are considered secondary in this International Standard.
The toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire-effluent components are
not considered in this International Standard. Based upon available human and animal data, it is known that
the physical form of toxic effluents does have some influencing effects on acute incapacitation, but they are
considered secondary to the direct effects of vapour-phase effluents and are not readily quantifiable.
Adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in this International
Standard, although they are acknowledged to occur. Pre-existing health conditions may be exacerbated and
potentially life-threatening sequelae may develop from exposure both to asphyxiants and to pulmonary
irritants (A.3 and A.4.3).
The equations in this methodology enable estimation of the status of exposed occupants at discrete time
intervals throughout the progress of a fire scenario, up to the time at which such exposure can prevent
occupants from taking effective action to accomplish their own escape. Comparison of this time with the time
required for occupants’ escape to a place of safety (determined independently, using other methodology),
serves to evaluate the effectiveness of a building's fire safety design. Should such comparison reveal
insufficient available escape time, a variety of protection strategies then require consideration by the fire
safety engineer.
The guidance in this International Standard is based on the best available scientific judgment in using a state-
of-the-art but less-than-complete knowledge base of the consequences of human exposure to fire effluents. In
particular, the methodology might not be protective of human health after escape, as the interactions of all
potential life threats and the short- or long-term consequences of heat and fire-effluent exposure have not
been completely characterized and validated.
This International Standard includes an indication of uncertainty for each procedure. The user is encouraged
to determine the significance of these and all other uncertainties in the estimation of the outcome of a given
fire scenario.
Annex A is for information only.
vi © ISO 2007 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13571:2007(E)
Life-threatening components of fire — Guidelines for the
estimation of time available for escape using fire data
1 Scope
This International Standard is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended
to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke
formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as
fire detection and suppression. This International Standard is to be used only within this context.
This International Standard is intended to address the consequences of human exposure to the life threat
components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of
fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the
various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases and the
ventilation pattern within the structure (see Clause A.1). Once these are determined, the methodology
presented in this International Standard can be used for the estimation of the available escape time.
This International Standard provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat
components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals.
It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants are no
longer able to take effective action to accomplish their own escape (see Clause A.2). The life threat
components addressed include fire-effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods
are presented for assessment of fire-effluent toxicity: the toxic-gas model and the mass-loss model.
Aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for
occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire-
effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in
this International Standard (see the Introduction).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. 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
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.
3.1
asphyxiant
toxicant causing loss of consciousness and ultimately death resulting from hypoxic effects, particularly on the
central nervous and/or cardiovascular systems
3.2
concentration-time curve
plot of the concentration of a gaseous toxicant or fire effluent as a function of time
−1 −3
NOTE The typical units for the concentration of a toxic gas are µl⋅l and, for fire effluent, g⋅m . The units of µl/l are
numerically identical to ppm by volume, a deprecated unit.
3.3
escape
effective action by occupants to accomplish their own escape to a place of safe refuge
3.4
exposure dose
measure of a gaseous toxicant or of a fire effluent available for inhalation, calculated by integration of the area
under a concentration-time curve
−1 −3
NOTE The typical units are µl⋅l ⋅min for a gaseous toxicant and g·m min for fire effluent.
3.5
fractional effective concentration
FEC
ratio of the concentration of an irritant to that expected to produce a specified effect on an exposed subject of
average susceptibility
NOTE 1 As a concept, FEC can refer to any effect, including incapacitation, lethality or even other endpoints. Within
the context of this International Standard, FEC refers only to incapacitation.
NOTE 2 When not used with reference to a specific irritant, the term FEC represents the summation of FECs for all
irritants in a combustion atmosphere.
3.6
fractional effective dose
FED
ratio of the exposure dose for an asphyxiant toxicant to that exposure dose of the asphyxiant expected to
produce a specified effect on an exposed subject of average susceptibility
NOTE 1 As a concept, FED can refer to any effect, including incapacitation, lethality or even other endpoints. Within
the context of this International Standard, FED refers only to incapacitation.
NOTE 2 When not used with reference to a specific asphyxiant, the term FED represents the summation of FEDs for
all asphyxiants in a combustion atmosphere.
3.7
incapacitation
inability to take effective action to accomplish one's own escape from a fire
3.8
irritant, sensory/upper respiratory
gas or aerosol that stimulates nerve receptors in the eyes, nose, mouth, throat and respiratory tract, causing
varying degrees of discomfort and pain along with the initiation of numerous physiological defence responses
3.9
LC
concentration of a toxic gas or fire effluent statistically calculated from concentration-response data to produce
lethality in 50 % of test animals within a specified exposure and post-exposure time
−1 −3
NOTE The typical units are µl⋅l for a gaseous toxicant and g⋅m for fire effluent.
3.10
LCt
measure of lethal toxic potency equal to the product of LC and the exposure duration over which it was
determined
−1 −3
NOTE The typical units are µl⋅l ⋅min for a gaseous toxicant and g⋅m ⋅min for fire effluent.
2 © ISO 2007 – All rights reserved
3.11
mass-loss rate
test specimen mass loss per unit time under specified conditions
3.12
available safe escape time
ASET
for an individual occupant, the calculated time interval between the time of ignition and the time at which
conditions become such that the occupant is estimated to be incapacitated, i.e. unable to take effective action
to escape to a safe refuge or place of safety
NOTE 1 The time of ignition may be known, e.g. in the case of a fire model or a fire test, or it may be assumed, e.g. it
may be based upon an estimate working back from the time of detection. It is necessary to state the basis on which the
time of ignition is determined.
NOTE 2 This definition equates incapacitation with failure to escape. Other criteria for ASET are possible. It is
necessary to state if an alternative criterion is selected.
NOTE 3 Each occupant may have a different value of ASET, depending on that occupant’s personal characteristics.
3.13
time required for escape
RSET
calculated time required for occupants to travel from their location at the time of ignition to a place of safe
refuge
3.14
toxic hazard
potential for harm resulting from exposure to toxic products of combustion
4 General principles
4.1 Time available for escape
The time available for escape from a fire is that time after which occupants can no longer take effective action
to accomplish their own escape. It is the shortest of four distinct times estimated from consideration of
asphyxiant fire gases, irritant fire gases, heat and visual obscuration due to smoke.
4.2 Toxic-gas model
4.2.1 The toxic-gas models described in this International Standard address effects that are considered
detrimental to human escape, rather than lethality. Effects that are detrimental to escape and those that cause
lethality are both dose-related in the case of the asphyxiant fire gases, carbon monoxide and hydrogen
cyanide. Both toxicants are transported by the circulatory system and result in central nervous system
depression due to hypoxia. This permits a reasonable estimation of incapacitating effects on human escape
from lethality data. On the other hand, sensory/upper-respiratory irritation that is detrimental to escape and
pulmonary (deep lung) irritation leading to lethality are physiologically unrelated and mechanistically
independent. The detrimental effects of sensory/upper-respiratory irritants are manifest by lachrymation, pain
in the nose, throat and chest tightness, coughing, laryngeal spasms and broncho-constriction (comparable to
an asthma attack) and are concentration-related. Lethality from pulmonary irritation is often due to pulmonary
oedema or obliterating bronchiolitis, which require a latency period to develop. These effects are dose related.
Because of their different physiological mechanisms, human sensory/upper-respiratory irritant effects cannot
simply be deduced from an arbitrarily selected lower dose than that required to cause lethality, particularly
when derived from an animal model.
NOTE Apart from the difficulties in transposing such animal data to humans, it is also necessary to realize that an
animal model is associated only with a specific human response and is not a model for the entire collective human
physiological system.
4.2.2 The basic principle for assessing the asphyxiant component of toxic hazard analysis involves the
exposure dose of each toxicant, i.e. the area integrated under each concentration-time curve. Fractional
effective doses (FEDs) are determined for each asphyxiant at each discrete increment of time. The time at
which their accumulated sum exceeds a specified threshold value represents the time available for escape
relative to chosen safety criteria.
4.2.3 The basic principle for assessing the irritant gas component of toxic hazard analysis involves only the
concentration of each irritant. Fractional effective concentrations (FECs) are determined for each irritant at
each discrete increment of time. The time at which their sum exceeds a specified threshold value represents
the time available for escape relative to chosen safety criteria.
4.3 Mass-loss model
The mass-loss model provides for a simple assessment of the time available for occupants’ escape using the
total fire-effluent lethal toxic potency data obtained from laboratory test methods (ISO 13344). However, it
does not distinguish between the toxic effects of different fire-effluent components. The basic principle
involves the exposure doses of the fire effluents produced from materials and products, i.e. the integrated
areas under their concentration-time curves. Fractional effective doses (FEDs) are determined for fire
effluents at each discrete increment of time. The time at which their accumulated sum exceeds a specified
threshold value represents the time available for escape relative to chosen safety criteria.
4.4 Heat and radiant energy model
Heat and radiant energy are assessed using a fractional effective dose (FED) model analogous to that used
for fire gases. The time at which the accumulated sum of fractional doses of heat and radiant energy exceeds
a specified threshold value represents the time available for escape relative to chosen safety criteria.
4.5 Smoke-obscuration model
As smoke accumulates in an enclosure, it becomes increasingly difficult for occupants to find their way. This
results in a significant effect on the time required for their escape. Moreover, at some degree of smoke
intensity, occupants can no longer discern boundaries and become unaware of their location relative to doors,
walls, windows, etc., even if they are familiar with the premises. When this occurs, occupants can become so
disoriented that they are unable to effect their own escape. The time at which this occurs represents the time
available for escape due to smoke obscuration.
5 Significance and use
5.1 The concepts of fractional effective dose (FED) and fractional effective concentration (FEC) are
fundamental to the methodology of this International Standard. Both concepts relate to the manifestation of
specified physiological effects exhibited by exposed subjects.
5.2 Given the scope of this International Standard, FED and/or FEC values of 1,0 are associated, by
definition, with sublethal effects that would render occupants of average susceptibility incapable of effecting
their own escape. The variability of human responses to toxicological insults is best represented by a
distribution that takes into account varying susceptibility to the insult. Some people are more sensitive than the
average, while others can be more resistant (see Clause A.5). The traditional approach in toxicology is to
employ a safety factor to take into consideration the variability among humans, serving to protect the more
[1]
susceptible subpopulations .
As an example, within the context of reasonable fire scenarios FED and/or FEC threshold criteria of 0,3 can
be used for most general occupancies in order to provide for escape by the more sensitive subpopulations.
However, the user of this International Standard has the flexibility to choose other FED and/or FEC threshold
criteria as is appropriate for chosen fire safety objectives. More conservative FED and/or FEC threshold
criteria may be employed for those occupancies that are intended for use by especially susceptible
subpopulations. By whatever rationale FED and FEC threshold criteria are chosen, it is necessary to use a
single value for both FED and FEC in a given calculation of the time available for escape.
NOTE At present, the distribution of human responses to fire gases is not known. In the absence of information to the
contrary, a log-normal distribution of human responses is a reasonable choice to represent a single peak distribution with
a minimum value of zero and no upper limit. By definition, FED and FEC threshold criteria of 1,0 correspond to the median
value of the distribution, with one-half of the population being more susceptible to an insult and one-half being less
[2]
susceptible. Statistics show that at an FED and/or FEC threshold criteria of 0,3, then 11,4 % of the population is
4 © ISO 2007 – All rights reserved
susceptible to less severe exposures (lower than 0,3) and, therefore, is statistically unable to accomplish their own escape.
Lower threshold criteria reduce that portion of the population. However, there is no threshold criterion so low as to be
statistically safe for every exposed occupant.
The ability of occupants to escape should not be construed as equating to no post-exposure harm to
occupants. Exposure to concentrations of fire-gas toxicants sufficiently close to those that are incapacitating
can result in a variety of effects that can impair escape and thus increase exposure intensity to fire effluents
and/or lead to post-exposure health problems; see Annex A. However, quantification of these effects,
especially under conditions where effective post-traumatic measures are common practice through medical
intervention, is beyond the scope of this document.
5.3 The time-dependent concentrations of fire effluents to which occupants, who are often on the move, are
exposed can only be determined using computational fire models and/or a series of real-scale experiments. It
is not valid to insert the concentrations of fire effluents or values of smoke optical density obtained from
bench-scale test methods in the equations presented in this International Standard.
5.4 The methodology described has not been and cannot be validated from experiments using people. It is
necessary to recognize that uncertainty exists in the precision of the experimental data upon which the
equations are based, the representation of those data by an algebraic function, the accuracy of assumptions
regarding non-interaction of fire gases with each other and with heat, the susceptibility of people relative to the
susceptibility of test animals, etc. These uncertainties are estimated in the following sections. As with any
engineering calculation, uncertainties should be included in the estimation of the overall uncertainty of a fire
hazard or risk analysis. This enables the user to determine whether the difference between the outcomes of
two such analyses are truly different or are irresolvable.
NOTE The resulting uncertainty in the estimated time available to escape depends in a non-linear manner upon the
uncertainty in the FED and FEC calculations. (For instance, these uncertainties can have reduced impact on the estimated
outcome of rapidly developing fires.)
5.5 There is very little information on exposures of 1 h or more. Thus, the accuracy of the equations in this
International Standard and the resulting estimations of the outcome of more protracted fire scenarios are not
known. The user of this International Standard should exercise particular caution when making estimations
that involve occupant exposure times exceeding 1 h.
6 Toxic-gas models
6.1 Asphyxiant-gas model
6.1.1 Fractional effective doses (FEDs) are determined for each asphyxiant at each discrete increment of
time. The time at which their accumulated sum exceeds a specified threshold value represents the time
available for escape relative to chosen safety criteria (see 5.2). The principle of the model in its simplest form
for calculating the fractional effective dose, X , is shown in Equation (1):
FED
t
n
C
i
Xt =∆ (1)
FED ∑∑
Ct⋅
()
it=1 i
where
C is the average concentration, expressed in microlitres per litre, of an asphyxiant gas “i ” over the
i
chosen time increment;
∆t is the chosen time increment, expressed in minutes;
(C⋅t) is the specific exposure dose, expressed in minutes multiplied by microlitres per litre, that can
i
prevent the occupants' safe escape.
6.1.2 An expanded form of Equation (1) is shown as Equation (2), where carbon monoxide (CO) and
hydrogen cyanide (HCN) are the asphyxiant gases and where the specific exposure doses are represented by
−1
the factors [e.g. 35 000 corresponds to the incapacitating dose, (C⋅t), for CO of 35 000 µl⋅l ⋅min] given for
each of these gases; see Notes 2 and 3.
tt22
ϕϕexp( / 43)
CO HCN
Xt=∆+ ∆t (2)
FED∑∑
35 000 220
tt11
where
ϕ is the average concentration, expressed in microlitres per litre, of CO over the time increment, ∆t;
CO
ϕ is the average concentration, expressed in microlitres per litre, of HCN over the time increment, ∆t;
HCN
∆t is the time increment, expressed in minutes.
It is estimated that the uncertainty in Equation (2) is ± 35 % based on the information in Notes 1 to 7.
NOTE 1 All available evidence supports the working hypothesis that, in typical fire atmospheres, CO and HCN are the
only asphyxiant combustion products that exert a significant effect on the time available for escape. Oxygen vitiation can
also produce asphyxiation, but its consideration is not required as long as O concentrations do not fall below 13 %. (The
user is referred to Reference [5] for consideration of O concentrations less than 13 %.) The narcotic effect of CO is not
2 2
significant at the concentrations experienced in otherwise tenable fire atmospheres. The increased rate of asphyxiant
uptake due to hyperventilation caused by CO is addressed in 6.1.3.
−1
NOTE 2 The incapacitating dose, (C⋅t), for CO of 35 000 µl⋅l min was obtained from experiments on juvenile baboons
[3] [4] −1
subjected to an escape paradigm . Using the Stewart-Peterson equation , a dose of 35 000 µl⋅l min would produce
approximately 30 % carboxyhaemoglobin, COHb, saturation in humans having a respiratory minute volume of 20 l/min.
NOTE 3 The incapacitating dose, (C⋅t), for HCN cannot be represented as a constant. The exponential expression
[5]
shown was derived from one using data obtained from studies on cynomolgus monkeys .
NOTE 4 The dose-effect data used in this subclause are based on human and non-human primate experience. Carbon
monoxide and hydrogen cyanide have identical pathomechanisms both in laboratory animals and in humans. Species-
specific metabolisms that can modulate the toxic potency of these agents are not known. The dose rate, i.e. kinetics of
uptake, is commonly higher for small animals when compared to humans, because the higher energy consumption of the
former requires a higher ventilation per unit of body mass. It is, therefore, considered adequately conservative that no
adjustment in FED values be made to reflect interspecies differences in susceptibility.
NOTE 5 Guidance on analytical methods is given in ISO 19701 and ISO 19702.
NOTE 6 A moderate level of physical activity, equivalent to brisk walking on a level surface, is assumed. Guidance
[5]
appropriate for other levels of activity is available .
NOTE 7 It is assumed that heat and irritant gases have no effect on FED for asphyxiants. Although some effects are
likely, no quantitative information is available. Any interactive effects are considered to be secondary.
6.1.3 In cases when the CO concentration exceeds 2 % by volume, the concentration terms ϕ and ϕ
2 CO HCN
in Equation (2) at each time increment shall be multiplied by a frequency factor, ν , to allow for the
CO
[5]
increased rate of asphyxiant uptake due to hyperventilation .
⎡⎤ϕ
CO
ν = exp (3)
⎢⎥
CO
⎢⎥
⎣⎦
where ϕ is the average volume percent of CO .
CO
NOTE Equation (3) is derived from an empirical fit to human hyperventilation, corrected for uptake inefficiencies in
the lung. It is accurate to within ± 20 %.
6 © ISO 2007 – All rights reserved
6.2 Irritant-gas model
6.2.1 The effects of sensory/upper-respiratory irritants and, to some extent, pulmonary irritants also, are
[5]
assessed using the fractional effective concentration (FEC) concept shown in Equation (4) . As a first-order
assumption, direct additivity of the effects of the different irritant gases is employed. It is also assumed that the
concentration of each irritant gas reflects its presence totally in the vapour phase. Fractional effective
concentrations (FECs) are determined for each irritant at each discrete increment of time. The time at which
their sum exceeds a specified threshold value represents the time available for escape relative to chosen
safety criteria (see 5.2).
ϕϕ ϕ
ϕϕϕϕ ϕ
SO NO formaldehyde
HCl HBr HF 22 acrolein irritant
X =+ + + + + + + (4)
FEC ∑
F F F FFF F F
HCl HBr HF SO NO acrolein formaldehyde C
22 i
where
ϕ is the average concentration, expressed in microlitres per litre, of the irritant gas;
F is the concentration, expressed in microlitres per litre, of each irritant gas that is expected to
seriously compromise occupants’ ability to take effective action to accomplish escape.
It is estimated, based on the information in Notes 1 to 5, that the uncertainty associated with the use of
Equation (4) is ± 50 %. This could be significantly larger if the products involved in the fire generate
toxicologically important quantities of additional irritants; see 6.2.2.
NOTE 1 Respiratory-tract irritation is direct and occurs at the first contact of an inhaled irritant with susceptible tissues;
see A.4.2. Especially for very short exposures, species-specific metabolisms that can modulate the potency of these
irritants are not likely to occur. The effectiveness of an upper-respiratory-tract irritant is commonly described in a
concentration-dependent manner, while that of a lower-respiratory-tract irritant acts in a concentration-times-time-
dependent manner (see Note 2).
At the beginning of an exposure, it takes some time for an irritant gas to equilibrate with the lining fluids of mucous
membranes. However, there are no kinetic data for this initial period, making it difficult to treat as concentration-times-time
dependent. This International Standard, therefore, considers sensory irritant effects as instantaneous.
Although the equilibration appears to occur in a time-dependent manner at lower to moderate concentrations, the
equilibration transient appears to be negligible at higher concentrations. Thus, use of the FEC (rather than the FED) is
considered to be the appropriate option with the most hazardous exposures.
NOTE 2 In addition to causing sensory/upper-respiratory effects, most irritants can also penetrate deeper into the lungs,
causing pulmonary-irritation effects that are related both to concentration and to the duration of the exposure, i.e. dose;
see A.4.3. Respiratory distress and even death due to pulmonary oedema can occur from a few hours to up to several
days after exposure. These effects are not addressed in this International Standard since the primary goal is to enable
calculation of the time available for people to remove themselves from the immediate danger of the fire. In most fires, the
effects of asphyxiants and heat have reached critical levels well before a significant dose of lung irritants has been inhaled.
NOTE 3 In a manner analogous to the concept of “engineering judgment”, “toxicological judgment” was exercised in
the establishment of criteria expected to seriously compromise the ability of most exposed occupants to escape in
situations where occupants have minimal familiarity with their occupancy and where there is little or no presence of
escape management; see A.4.2. Expert cognizance was taken of relevant data cited in References [5], [6], [7] and [8].
Through consensus, the following F-factors are suggested for use in Equation (4).
−1 −1
F 1 000 µl⋅l F 250 µl⋅l
HCl NO
−1 −1
F 1 000 µl⋅l F 30 µl⋅l
HBr acrolein
−1 −1
F 500 µl⋅l F 250 µl⋅l
HF formaldehyde
−1
F 150 µl⋅l
SO
NOTE 4 Guidance on analytical methods for these gases is given in ISO 19701.
NOTE 5 Since sensory irritation occurs on contact, it is assumed that irritant gases act in a simply additive manner.
However, no studies involving humans or laboratory animals have been performed to validate this.
6.2.2 Numerous other irritant species can be formed in fires. The range of other effluent species selected
for analysis shall be broad enough to cover those species of toxicological significance that can reasonably be
expected to be released, based on the knowledge of the composition of the material under test and in
consultation with published documentation for exposure criteria for use in Equation (4).
NOTE Such irritants include, but are not be limited to, isocyatates, aldehydes, alcohols, ketones, nitriles and
phosphorus compounds.
7 Mass-loss model
7.1 Concentrations of fire-gas toxicants as a function of time cannot readily be determined in many cases.
The basic FED concept can still be employed using mass loss, the volume into which fire effluents are
dispersed and lethal toxic potency values as determined from laboratory test methods, e.g. ISO 13344.
7.2 The value of C for the concentration of fire effluent produced from material or product “i” is related to
i
the mass loss and the volume into which the fire effluent is dispersed as shown in Equation (5):
∆m
C = (5)
i
V
where
∆m is the mass loss, expressed in grams;
V is the volume, expressed in cubic metres.
7.3 Substitution of Equation (5) into Equation (1) yields Equation (6), which is now a mass-loss model (see
Note), rather than one for toxic gases.
t
n
∆m
aa
Xt=∆ (6)
FED
∑∑
VC()⋅t
it=1 i
where
∆m is the average accumulated mass loss, expressed in grams, over the time increment, ∆t;
aa
V is the volume, expressed in cubic metres;
∆t is the time increment, expressed in minutes;
(C⋅t) is one half of the value of LCti, expressed as minutes times grams per cubic metre.
i
Care should be taken that the conditions under which laboratory test LCt data were obtained are relevant to
the type of fire being considered (ISO 19706, ISO 13344).
One half of the LCt is recommended as an approximate exposure dose when relating incapacitation to
[11]
lethality . Although based on experimental data obtained from exposure of rats, this relationship is also
expected to be appropriate for human exposure (ISO/TR 9122-2). It should be recognized that LC or LCt
50 50
values for fire effluents also include the effects of pulmonary irritants, but not necessarily those of
sensory/upper-respiratory irritants that can impact ability to escape (see 4.2.1).
NOTE The mass-loss model represents a considerable simplification for assessment of the life threatening effects of
fire effluents. It does not distinguish between the different effects of individual fire gases, but derives an estimate of toxic
potency from the overall lethal effects of a toxic effluent mixture, the composition of which depends on the material or
product decomposed in a laboratory test method and the thermal decomposition conditions in a test. The results from such
tests provide an estimate of lethal toxic potency related to a 30-min exposure period and a 14-d post-exposure
observation period. The lethal toxic potency estimate, therefore, includes lethality both during and after exposure. When
8 © ISO 2007 – All rights reserved
the data are derived from methods described in ISO 13344, the toxic potency data represent estimated lethal toxic
potency for specified gas mixtures. When the data are derived from animal exposures, they represent the total lethal
effects of the effluent mixture, including any interactions between all known and unknown individual toxic agents present,
as well as effects related to the physical form of the effluent in terms of gases and particulate. When several different
materials are involved in a fire, the toxic potencies of the effluent from each material are assumed to be directly additive in
relation to the estimated mass loss concentrations in the fire enclosure as a function of time.
7.4 Combustible fuel in a fire often consists of a mixture of materials and products that are unidentified as to
−3
their nature and relative quantity. In these cases, a “generic” LCt value may be employed, i.e. 900 g⋅m ⋅min
−3 [10],[11]
for well-ventilated, pre-flashover fires and 450 g⋅m ⋅min for vitiated post-flashover fires . These values
[11]
are consistent with analysis of data obtained from laboratory tests on a variety of materials and products .
−3
For prevention of occupants' escape, (C⋅t) in Equation (6) then becomes 450 g⋅m ⋅min for well-ventilated
i
−3
pre-flashover fires and 220 g⋅m ⋅min for vitiated post-flashover fires.
−3
NOTE The vitiated post-flashover exposure dose of 220 g⋅m ⋅min for prevention of occupants' escape provides for
−1 [4]
occupants' exposure to 38 000 µl⋅l ⋅min of CO (assuming a CO yield of 0,2). Using the Stewart−Peterson equation , a
−1
dose of 38 000 µl⋅l ⋅min produces approximately 34 % carboxyhaemoglobin (COHb) saturation in humans having a
respiratory minute volume of 20 l/min (see 6.1.2, Note 2).
Uncertainties in calculations associated with using the pre-flashover and post-flashover values for prevention
of occupants’ escape are estimated to be ± 75 % and ± 30 %, respectively.
It is
...
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 13571
Первое издание
2007-06-15
Опасность для жизни при пожаре.
Руководящие указания по оценке
времени, необходимого для
эвакуации, учитывая характеристики
пожара
Life-threatening components of fire – Guidelines for the estimation of
time available for escape using fire data
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
©
ISO 2007
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или смотреть на экране, но его нельзя изменить, пока не будет получена
лицензия на установку интегрированных шрифтов в компьютере, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий
фирмы Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe - торговый знак Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все меры
предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами – членами ISO. В
редких случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просим информировать Центральный секретариат
по адресу, приведенному ниже.
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2007
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу ниже или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2007 – Все права сохраняются
Содержание Страница
Предисловие . iv
Введение . v
1 Область применения . 1
2 Нормативные ссылки . 1
3 Термины и определения . 2
4 Общие принципы . 4
4.1 имеющееся в распоряжении время на эвакуацию в безопасное место . 4
4.2 Модель токсичного газа . 4
4.3 Модель потери массы . 5
4.4 Модель тепловой и лучистой энергии . 5
4.5 Модель ухудшения видимости из-за задымления . 5
5 Значение и применение . 6
6 Модели токсичного газа . 7
6.1 Модель с использованием отравляющего удушающего газа . 7
6.2 Модель газа раздражающего действия . 8
7 Модель потери массы . 10
8 Термическое воздействие . 12
9 Модель потери видимости в результате задымления . 14
10 Отчет . 15
Приложение A (информативное) Ситуация и механизмы потенциальной токсичности . 17
Библиография . 22
© ISO 2007 – Все права сохраняются iii
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. Что касается стандартизации в области электротехники, то
ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной электротехнической комиссией (IEC).
Проекты международных стандартов разрабатываются в соответствии с правилами Директив ISO/IEC,
Часть 2.
Основная задача технических комитетов заключается в подготовке международных стандартов.
Проекты международных стандартов, принятые техническими комитетами, рассылаются комитетам-
членам на голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения
не менее 75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы настоящего международного стандарта могут быть
объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации не может нести
ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO 13571 был разработан Техническим комитетом ISO/TC 92, Пожарная безопасность,
Подкомитетом SC 3, Угроза пожара для людей и окружающей среды.
Настоящее первое издание ISO 13571 отменяет и заменяет ISO/TS 13571:2002 после технического
пересмотра.
iv © ISO 2007 – Все права сохраняются
Введение
При оценке последствий для жизни человека решающим критерием безопасности для жизни при
пожаре является время, имеющееся на то, чтобы покинуть опасную зону, которое должно быть больше
времени, требующегося для того, чтобы эту зону покинуть. (В контексте данного международного
стандарта имеется в виду перемещение в безопасное место.) Единственная цель методики, описанной
в данном стандарте, заключается в создании схемы, которую можно применить для оценки времени,
имеющегося в распоряжении для спасения.
Время, имеющееся в распоряжении для того, чтобы покинуть опасную зону, это интервал от момента
загорания до момента, после которого условия становятся непригодными, такими, что находящиеся в
опасной зоне люди уже не могут предпринять никаких эффективных мер с целью спасения.
Непригодные для нахождения в зоне пожара условия вытекают из следующего:
a) воздействие лучистой или конвекционной теплоты;
b) вдыхание удушающих отравляющих газов;
c) воздействие раздражающих веществ на чувствительные места/верхние дыхательные пути;
d) отсутствие видимости в результате задымления.
Время, имеющееся для спасения, представляет собой рассчитанный интервал с момента
воспламенения до момента, при котором возникают такие условия, что находящийся в опасной зоне
человек не может предпринять эффективных действий, чтобы переместиться в убежище или
безопасное место. Поскольку находящиеся в опасной зоне люди подвергаются термическому
воздействию и веществ, выделяющихся при горении, их поведение при спасении, скорость движения и
выбор маршрута эвакуации также подвергается неблагоприятному воздействию, снижающему
эффективность их действий и замедляющему эвакуацию; см. ISO/TR 13387-8. Эти факторы влияют на
время, требующееся для спасения, и поэтому не рассматривается в данном международном
стандарте.
Описанную здесь методику нельзя использовать в отдельности для оценки общей характеристики
пожарной безопасности конкретных материалов или изделий и поэтому невозможно ввести метод
испытания. Уравнения, описанные в данном международном стандарте, скорее используются как
вводные при анализе рисков и опасностей при пожаре; см. ISO 13387 (все части). В ходе такого
анализа рассчитанное время, имеющееся для эвакуации, зависит от многих характеристик пожара,
опасной зоны и самих находящихся в этой зоне людей. Характер как пожара (например, скорость
выделения тепла, количество и виды горящих веществ и материалов, химические свойства и состав
горючих материалов), так и помещения, в котором происходит пожар (например, размеры, вентиляция)
определяют концентрации токсичных газов, температуру газа и стен и плотность дыма в помещении
как функцию времени. Характеристики находящихся в горящем помещении людей (например, возраст,
состояние здоровья, местоположение относительно огня, деятельность во время возгорания) также
оказывает влияние на результат воздействия на них тепла и дыма. Взаимосвязь всех этих факторов
схематично показана на Рисунке A.1. Кроме того, оценка воздействия определяется отчасти
допущениями, касающимися положения головы человека, находящегося в горящем помещении,
относительно слоя горячего дыма, который образуется вблизи потолка и опускается в процессе
разгорания. Под воздействием всех этих факторов для каждого находящегося в зоне пожара человека
время на эвакуацию можно оценивать по-разному (см. также Раздел A.5).
В Приложении A описывается сущность и механизмы угрозы жизни человека со стороны токсичных
компонентов, выделяющихся при пожаре. Воздействие таких удушающих отравляющих веществ, как
моноксид углерода и цианистый водород (Раздел A.3), а также рассматривается воздействие
раздражающих органы чувств и верхние дыхательные пути веществ (A.4.2) и веществ, раздражающих
легкие (A.4.3).
© ISO 2007 – Все права сохраняются v
Угроза жизни со стороны термического воздействия включает воздействие как излучающего, так и
конвекционного тепла.
Первоначальное влияние затруднения видимости в результате задымления является одним из
факторов, влияющих на время, требующееся находящимся в зоне пожара людям на эвакуацию (см.
Раздел A.2). Поэтому этот аспект затруднения видимости здесь не рассматривается. Однако такая
сильная задымленность, которая приводит к дезориентации людей в пространстве до такой степени,
что мешает предпринять активные действия к собственному спасению, также ограничивает время,
имеющееся на эвакуацию и рассматривается в данном стандарте.
На основе имеющихся данных в отношении людей и животных, но в отсутствие определенных,
поддающихся количественному определению данных, касающихся людей, воздействие удушающих
отравляющих веществ, раздражающих органы чувств веществ, термического воздействия и отсутствия
видимости рассматривается по отдельности как действующие независимо. Известно, что происходит
некоторого рода взаимодействие между этими составляющими (Раздел A.6), но такие взаимодействия
считаются вторичными в данном международном стандарте.
Отравляющее воздействие аэрозолей и твердых частиц, а также взаимодействие с газообразными
компонентами, выделяющимися при пожаре, в данном международном стандарте не рассматривается.
На основе имеющихся данных в отношении людей и животных, известно, что физическая форма
выделяющихся отравляющих компонентов действительно приводит к резкой потере трудоспособности,
но считается вторичным фактором в сравнении с непосредственным воздействием выделяющихся
веществ и нелегко поддается количественному определению.
Неблагоприятное воздействие на здоровье нахождение в зоне пожара не рассматривается в данном
международном стандарте, хотя и происходит. Воздействия как удушающих, так и раздражающих
органы дыхания веществ могут привести к обострению ранее имевшихся заболеваний и к
осложнениям, угрожающим жизни людей (A.3 и A.4.3).
Уравнения, приведенные в данной методике, облегчают оценку статуса людей, подвергшихся
действию пожара, через отдельные интервалы времени в процессе развития пожара вплоть до
момента, после которого воздействие указанных факторов может помешать людям в предприятии
активных действий по собственному спасению. Сравнение этого времени с временем, которое
требуется людям для эвакуации из зоны пожара в безопасное место (определенное независимо с
помощью другой методики), служит для оценки эффективности противопожарной безопасности здания.
Если при сравнении обнаруживается, что времени на эвакуацию недостаточно, то инженеру по
противопожарной безопасности требуется рассмотреть возможность разработки разнообразных
стратегий защиты.
Руководство, приведенное в данном международном стандарте, основано на наилучшем, из
имеющихся на данный момент, научном обосновании и использовании существующих, но далеко не
полных, знаний последствий воздействия на человека выделяющихся при пожаре вредных веществ. В
частности, данная методика не может защитить здоровье человека после эвакуации, поскольку
взаимовлияние всех потенциальных угроз жизни и ближайших и отдаленных последствий пожара
полностью не охарактеризовано и окончательно не подтверждено.
Настоящий международный стандарт включает указание неопределенности для каждой процедуры.
Пользователь должен определить значение этих и всех других неопределенностей при оценке
результата данного сценария пожара.
Приложение A дано только для информации.
vi © ISO 2007 – Все права сохраняются
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 13571:2007(R)
Опасность для жизни при пожаре. Руководящие указания по
оценке времени, необходимого для эвакуации, учитывая
характеристики пожара
1 Область применения
Настоящий международный стандарт является только одним из множества средств, имеющихся в
распоряжении в технике противопожарной безопасности. Он предназначен для применения наряду с
моделями для анализа начала и развития пожара, распространения огня, образования и перемещения
дыма, образования, переноса и разложения химических веществ и перемещения людей, а также для
обнаружения и тушения пожара. Настоящий международный стандарт должен применяться только в
указанном контексте.
Настоящий международный стандарт предназначен для рассмотрения последствий воздействия на
человека угрожающих его жизни факторов при эвакуации во время пожара из закрытого помещения.
Зависящие от времени концентрации выделяемых при пожаре вредных веществ и термическое
воздействие огня определяются скоростью распространения пожара, выделением различных горючих
газов при сгорании веществ и материалов, характеристики разложения горючих газов и схема
вентиляции в рассматриваемом помещении (см. Раздел A.1). После определения указанных факторов
методику, представленную в данном международном стандарте, можно использовать для оценки
времени, имеющегося на эвакуацию.
Настоящий международный стандарт обеспечивает руководство для создания методик оценки
факторов угрозы жизни при анализе пожароопасности в пересчете на статус субъектов, находящихся в
загоревшемся помещении через отдельные интервалы времени. Он дает возможность определить
конечную точку “прочности”, т.е. момент, после которого люди в горящем помещении больше не
способны предпринять эффективные действия по своему спасению (см. Раздел A.2). Описанные
составляющие (компоненты) угрозы жизни включают токсичность выделяющихся при пожаре веществ,
термическое воздействие и затрудненность видимости в результате задымления. Для оценки
токсичности выделяемых вредных веществ представлены два метода: модель токсичного газа и
модель потери массы.
Такие аспекты как первоначальное воздействие потери видимости в результате задымления на
факторы. влияющие на время, необходимое для эвакуации из горящего помещения, токсичные
воздействия аэрозолей и твердых частиц и любые взаимодействия с газообразными выделяющимися
при пожаре компонентами, а также вредные последствия для здоровья людей после воздействия
атмосферы пожара в данном международном стандарте не рассматриваются (см. Введение).
2 Нормативные ссылки
Следующие нормативные документы являются обязательными для применения с настоящим
международным стандартом. Для жестких ссылок применяются только указанное по тексту издание.
Для плавающих ссылок необходимо использовать самое последнее издание нормативного ссылочного
документа (включая любые изменения).
ISO 13943, Пожарная безопасность. Словарь
© ISO 2007 – Все права сохраняются 1
3 Термины и определения
Применительно к данному документу используются термины и определения, приведенные в ISO 13943,
а также следующие.
3.1
удушающее (отравляющее) вещество
asphyxiant
отравляющее вещество, вызывающее потерю сознания и, в конечном счете, приводящее к летальному
исходу в результате гипоксии, воздействующее на центральную нервную систему и/или сердечно-
сосудистую систему
3.2
кривая зависимости концентрации от времени
concentration-time curve
график зависимости концентрации газообразного отравляющего вещества или выделяющегося при
горении вещества от времени
ПРИМЕЧАНИЕ Обычной единицей измерения концентрации ядовитого газа является микролитр на литр
– 1
−3
(мкл/л ), а для выделяющихся при пожаре вредных веществ - грамм на кубический метр (г⋅м ). Единица мкл/л
численно идентична единице «число частей на миллион» по объему, исключенной из числа рекомендованных
единиц.
3.3
эвакуация (спасение)
escape
эффективные действия людей, находящихся в горящем помещении, направленные на перемещение в
безопасное место
3.4
экспозиционная доза
exposure dose
мера газообразного отравляющего вещества или выделяющегося при пожаре вредного вещества
доступного для дыхания, рассчитанная путем интегрирования площади под кривой
концентрация/время
ПРИМЕЧАНИЕ Обычной единицей измерения концентрации ядовитого газа является микролитр на литр
(мкл/л– 1) а для выделяющихся при пожаре вредных веществ - грамм на кубический метр (г⋅м−3).
3.5
дробная эффективная концентрация
fractional effective concentration
FEC
отношение концентрации раздражающего вещества к концентрации, которая вероятно окажет
установленное воздействие на незащищенного субъекта при средней восприимчивости
ПРИМЕЧАНИЕ 1 В качестве понятия, FEC можно отнести к любому эффекту, включая вывод из строя,
летальность или другие конечные точки. В рамках данного стандарта FEC относится только к выводу из строя
(потере трудоспособности).
ПРИМЕЧАНИЕ 2 При использовании без ссылки на конкретное раздражающее вещество термин FEC
представляет совокупность дробных эффективных концентраций для всех отравляющих веществ раздражающего
действия в атмосфере горения.
2 © ISO 2007 – Все права сохраняются
3.6
дробная эффективная доза
fractional effective dose
FED
отношение экспозиционной дозы для удушающего отравляющего вещества к такой экспозиционной
дозе этого вещества, которая вероятно произведет заданный эффект на незащищенного субъекта при
средней восприимчивости
ПРИМЕЧАНИЕ 1 В качестве понятия FED можно отнести к любому эффекту, включая вывод из строя,
летальность или другие конечные точки. В рамках данного стандарта FED относится только к выводу из строя
(потере трудоспособности).
NOTE 2 При использовании без ссылки на конкретное раздражающее вещество термин FED представляет
совокупность дробных эффективных доз для всех отравляющих веществ раздражающего действия в атмосфере
горения.
3.7
выход из строя
incapacitation
неспособность предпринять эффективные действия, направленные на собственное спасение от
пожара
3.8
вещество, раздражающее органы чувств/верхние дыхательные пути
irritant, sensory/upper respiratory
газ или аэрозоль, которые стимулируют нервные рецепторы в глазах, носу, во рту, горле и
дыхательных путях, вызывая разную степень дискомфорта и боль наряду с возбуждением
многочисленных физиологических защитных реакций
3.9
LC
LC
концентрация токсичного газа или вредного вещества, выделяемого при горении, статистически
рассчитанная по данным концентрация-реакция и в 50 % случаев с подопытными животными
приводящая к летальному исходу в течение установленного времени воздействия и последующего
периода
ПРИМЕЧАНИЕ Обычной единицей измерения концентрации ядовитого газа является микролитр на литр
–1
−3
(мкл/л ) а для выделяющихся при пожаре вредных веществ - грамм на кубический метр (г⋅м ).
3.10
LCt
LCt
мера отравляющего воздействия, приводящего к летальному исходу, равная произведению LC на
продолжительность воздействия, по которому ее определяли
ПРИМЕЧАНИЕ Обычной единицей измерения концентрации ядовитого газа является микролитр на литр
–1
−3
(мкл/л ) а для выделяющихся при пожаре вредных веществ - грамм на кубический метр (г⋅м ).
3.11
скорость потери массы
mass-loss rate
убыль массы испытуемого образца на единицу времени в заданных условиях
© ISO 2007 – Все права сохраняются 3
3.12
имеющееся в распоряжении время на эвакуацию в безопасное место (время на спасение)
available safe escape time
ASET
для отдельного находящегося в горящем помещении человека, рассчитанный интервал времени с
момента загорания до момента, после которого условия становятся такими, что человек оценивается
как не способный двигаться, т.е. не способен предпринять активных действий, направленных на
перемещение в безопасное место или убежище
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Момент возгорания может быть известен, например, в случае модели очага пожара или
испытания на огнестойкость, или можно предположить, когда произошло загорание, например, на основе оценки
обратного хода от момента обнаружения. Необходимо установить принцип, по которому определяется момент
загорания.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Это определение приравнивает выход из строя к неспособности покинуть опасную зону.
Возможны другие критерии для ASET. Необходимо в случае выбора альтернативного критерия заявить об этом.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Каждый человек, находящийся в зоне пожара, может иметь различное значение ASET, в
зависимости от его личных характеристик.
3.13
время, требующееся для эвакуации в безопасное место
time required for escape
RSET
рассчитанное время, которое требуется для находящихся в горящем помещении людей для
перемещения с того места, где они находятся, в безопасное место или убежище
3.14
опасность отравления
toxic hazard
потенциальный вред от воздействия токсичных продуктов горения
4 Общие принципы
4.1 имеющееся в распоряжении время на эвакуацию в безопасное место
Время, имеющееся в распоряжении на эвакуацию с места пожара, это время, после которого люди не
могут больше предпринять эффективных действий по спасению. Это самый короткий из четырех
разных периодов, оцененных по воздействию удушающих отравляющих газов, отравляющих газов
раздражающего действия, термического воздействия и затрудненной видимости в результате
задымления.
4.2 Модель токсичного газа
4.2.1 Модели токсичных газов, описанные в данном международном стандарте, связаны с
эффектами, которые скорее рассматриваются как препятствующие эвакуации человека, чем с точки
зрения летальности. Как воздействия, препятствующие спасению, так и воздействия, приводящие к
летальному исходу, зависят от дозы в случае удушающих горючих газов, таких как моноксид углерода
и цианистый водород. Оба этих вещества переносятся кровеносной системой и вызывают депрессию
нервной системы в результате гипоксии. Это позволяет выполнить приемлемую оценку
препятствующих воздействий на спасение человека по данным летальности. С другой стороны,
раздражение органов чувств/верхних дыхательных путей и раздражение органов дыхания (вглубь до
легких), приводящее к летальному исходу, физиологически не связаны и независимы от законов
движения. Вредные воздействия веществ, вызывающих раздражение органов чувств/верхних
дыхательных путей проявляются в виде слезоточивости, боли в носу, горле и стесненности в груди,
кашля, спазмов гортани и сокращения бронхов (сравнимых с приступом астмы) и зависят от
концентрации. Летальность от легочных раздражений часто вызывается отеком легких или
облитерирующим бронхиолитом, для развития которого требуется латентный период. Эти воздействия
зависят от дозы. Ввиду различия физиологических механизмов, раздражение органов чувств/верхних
4 © ISO 2007 – Все права сохраняются
дыхательных путей человека нельзя просто вывести по произвольно выбранной более низкой дозы,
чем летальная доза, особенно на подопытных животных.
ПРИМЕЧАНИЕ Кроме трудностей по преобразованию таких данных, полученных на животных, в данные для
человека, также необходимо сознавать, что модель на примере животного ассоциирована только с конкретной
реакцией человека, а не с моделью всей физиологической системы человеческого организма в целом.
4.2.2 Основной принцип оценки удушающего отравляющего компонента в анализе опасности
отравления включает экспозиционную дозу каждого токсичного вещества, т.е. суммирование площадей
под каждой кривой концентрация-время. Дробные эффективные дозы (FED) определяют для каждого
удушающего вещества в каждый отдельный отрезок времени. Время, спустя которое их накопленная
сумма превысит установленное пороговое значение, представляет время, имеющееся в распоряжении
для эвакуации, относительно выбранных критериев безопасности.
4.2.3 Основной принцип оценки раздражающего отравляющего компонента в анализе опасности
отравления включает только концентрацию каждого отравляющего вещества с раздражающим
действием. Дробные эффективные концентрации (FEC) определяют для каждого отравляющего
вещества с раздражающим действием в каждый отдельный отрезок времени. Время, спустя которое их
сумма превысит установленное пороговое значение, представляет время, имеющееся в распоряжении
для эвакуации, относительно выбранных критериев безопасности.
4.3 Модель потери массы
Модель потери массы представлена для простой оценки времени, имеющегося в распоряжении у
людей, находящихся в зоне пожара, для эвакуации, и использует общие данные возможности
летального исхода при отравлении веществами, выделяемыми при пожаре, полученные
лабораторными методами испытания (ISO 13344). Однако эта модель не делает различия между
отравляющими воздействиями различных веществ, образовавшихся во время горения. Основной
принцип включает экспозиционную дозу веществ, выделившихся при горении материалов и изделий,
т.е. суммирование площадей под каждой кривой концентрация-время. Дробные эффективные дозы
(FED) определяют для веществ, выделившихся при горении, в каждый отдельный отрезок времени.
Время, спустя которое их накопленная сумма превысит установленное пороговое значение,
представляет время, имеющееся в распоряжении для эвакуации, относительно выбранных критериев
безопасности.
4.4 Модель тепловой и лучистой энергии
Тепловую и лучистую энергию оценивают, используя модель дробной эффективной дозы (FED),
аналогичную используемой для горючих газов. Время, спустя которое накопленная сумма дробных
эффективных доз превысит установленное пороговое значение, представляет время, имеющееся в
распоряжении для эвакуации, относительно выбранных критериев безопасности.
4.5 Модель ухудшения видимости из-за задымления
По мере накопления дыма в горящем помещении для находящихся в нем людей становится
значительно труднее найти выход. Это приводит к значительному увеличению времени, требуемого
для эвакуации. Более того, при определенной интенсивности задымления люди не могут больше
различить границы помещения и теряют представление о своем местонахождении относительно
дверей, стен, окон и т.д., даже если они знакомы с помещением, в котором находятся. Если такое
происходит, люди дезориентируются до такой степени, что не могут самостоятельно покинуть опасную
зону. Время, спустя которое это происходит, представляет собой время, имеющееся в распоряжении
для эвакуации при задымлении.
© ISO 2007 – Все права сохраняются 5
5 Значение и применение
5.1 Понятия дробной эффективной дозы (FED) и дробной эффективной концентрации (FEC)
являются фундаментальными в методике настоящего международного стандарта. Оба эти понятия
относятся к проявлению установленных физиологических реакций, демонстрируемых субъектами,
подвергающимися воздействию.
5.2 Исходя из области применения данного международного стандарта, значения FED и/или FEC
равные 1,0 связаны, по определению, с сублетальным воздействием, которое приводит человека
средней восприимчивости, находящегося в загоревшемся помещении, в состояние неспособности
самостоятельно покинуть опасную зону. Разнообразие реакций человека на отравляющее воздействие
наилучшим образом представлено распределением, которое учитывает различную восприимчивость к
подобному воздействию. Некоторые люди более чувствительны, чем среднестатистический субъект,
некоторые, напротив, более устойчивы (см. Раздел A.5). Традиционный подход в токсикологии
заключается в привлечении коэффициента безопасности (запаса прочности), чтобы учесть
[1]
разнообразие реакций людей на отравление, чтобы защитить более восприимчивые подмножества .
В качестве примера, в контексте приемлемого сценария пожара можно использовать 0,3 в качестве
порогового критерия FED и/или FEC для большинства обычных помещений, чтобы гарантировать
эвакуацию в безопасное место людей, составляющих более восприимчивые подмножества. Однако,
пользователь данного международного стандарта может выбрать другие пороговые критерии FED
и/или FEC, которые будут, по его мнению, соответствовать выбранным целям противопожарной
безопасности. Можно применить более консервативный пороговый критерий FED и/иди FEC для таких
помещений, которые предназначены для использования особенно чувствительными подмножествами.
В данном расчете времени, имеющемся в распоряжении, для эвакуации какие бы ни были выбраны
логически обоснованные пороговые критерии для FED и FEC, необходимо использовать одно значение
для FED и для FEC.
ПРИМЕЧАНИЕ В настоящее время распределение реакций человека на горючие газы известно. В отсутствие
информации противоположного характера логарифмически-нормальное распределение реакций человека
является логичным выбором для представления распределения с одним максимумом, минимальным значением
равным нулю и без верхнего предела. По определению, пороговые критерии FED и FEC равные 1,0 соответствуют
медиане распределения, так чтобы одна половина множества была более чувствительна к воздействию, а вторая
[2]
половина менее чувствительна. Статистика показывает , что если пороговый критерий FED и/или FEC равен 0,3,
тогда 11,4 % множества будет чувствительна к менее жестким воздействиям (ниже 0,3) и, поэтому по статистике,
будет не способно самостоятельно спастись от пожара. Более низкий пороговый критерий уменьшит эту часть
множества. Однако не существует такого низкого порогового значения, который обеспечил бы статистически
безопасность для каждого человека, попавшего в зону пожара.
Способность людей к эвакуации не следует толковать как эквивалент отсутствия вреда подвергшимся
воздействию людям после эвакуации. Воздействие концентраций отравляющих горючих газов,
достаточно близких к тем, которые могут вызвать неспособность к самостоятельной эвакуации, может
привести к разнообразным последствиям, которые могут замедлить эвакуацию и, таким образом,
увеличить интенсивность воздействия выделяющихся при горении веществ и/или привести к
проблемам со здоровьем после пожара; см. приложение A. Однако количественная оценка таких
воздействий, особенно в условиях, когда эффективные посттравматические меры являются обычной
практикой путем медицинского вмешательства, выходит за рамки данного документа.
5.3 Зависимые от времени концентрации веществ, выделяющихся во время пожара, которым
подвергаются люди находящиеся на ногах в горящем помещении, можно определить только с
помощью расчетных моделей пожара и/или серии экспериментов в реальном масштабе. Если
подставить в уравнения, представленные в данном международном стандарте, значения концентраций
выделяющихся при пожаре веществ или значения оптической плотности дыма, полученные
лабораторными методами, результаты будут недостоверными.
5.4 Описанная методика не подтверждена и не может подтверждаться опытами, произведенными
над людьми. Необходимо признать, что существует неопределенность в прецизионности
экспериментальных данных, на которых основаны уравнения, репрезентации этих данных
алгебраической функцией точности допущений относительно отсутствия взаимодействий горючих
газов друг с другом и выделяющимся теплом, Восприимчивости людей относительно восприимчивости
6 © ISO 2007 – Все права сохраняются
животных и т.д. Эти неопределенности оцениваются в следующих разделах. Как в любом техническом
расчете неопределенности необходимо включить в оценку общей неопределенности анализа рисков и
пожароопасности. Это позволяет пользователю определить, является ли расхождение между
результатами двух таких анализов реальным, или данные не поддаются анализу.
ПРИМЕЧАНИЕ Результирующая неопределенность в оцененном времени, имеющемся в распоряжении, на
эвакуацию зависит нелинейным образом от неопределенности расчетов FED и FEC. (Например, эти
неопределенности могут занизить влияние на оцененный результат быстро распространяющегося огня.)
5.5 Имеется очень мало сведений о воздействиях в течение 1 ч и больше. Таким образом, точность
уравнений в данном международном стандарте и результирующие оценки исхода более масштабных
сценариев пожара неизвестны. Пользователь данного международного стандарта должен уделить
особое внимание при выполнении оценок, если время воздействия на людей, находящихся в горящем
помещении, превышает 1 ч.
6 Модели токсичного газа
6.1 Модель с использованием отравляющего удушающего газа
6.1.1 Дробные эффективные дозы (FED) определяют для каждого удушающего вещества на каждом
определенном отрезке времени. Время, спустя которое их накопленная сумма превысит
установленное пороговое значение, представляет время, имеющееся в распоряжении для эвакуации,
относительно выбранных критериев безопасности (см. 5.2). Принцип этой модели в ее простейшей
форме для расчета дробной эффективной дозы, X , показан в Уравнении (1):
FED
t
n
C
i
X =∆t (1)
FED ∑∑
Ct⋅
()
it=1 i
где
C средняя концентрация, выраженная в микролитрах на литр, “i ”-того удушающего газа в
i
выбранный отрезок времени;
∆t выбранный отрезок времени, выраженный в минутах;
(C⋅t) удельная экспозиционная доза, выраженная в минутах, умноженных на микролитры в литре,
i
которая может воспрепятствовать самостоятельной эвакуации находящихся в опасной зоне
людей.
6.1.2 Расширенная форма Уравнения (1) показана как Уравнение (2), когда монооксид углерода (CO)
и цианид водорода (HCN) являются удушающими отравляющими газами, а удельные экспозиционные
дозы представлены множителями [например,. 35 000 соответствует дозе, выводящей из строя (C⋅t),
−1
для CO равной 35 000 мкл⋅л ⋅мин], данными для каждого из этих газов; см. Примечания 2 и 3.
tt22
ϕϕexp( / 43)
CO HCN
X=∆tt+ ∆ (2)
FED∑∑
35 000 220
tt11
где
ϕ средняя концентрация, выраженная в микролитрах на литр, CO на временном отрезке, ∆t;
CO
ϕ средняя концентрация, выраженная в микролитрах на литр, HCN на временном отрезке, ∆t;
HCN
∆t временной отрезок, выраженный в минуту.
© ISO 2007 – Все права сохраняются 7
Рассчитано, что неопределенность в Уравнении (2) равно ± 35 % на основе информации, приведенной
в Примечаниях 1 - 7.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Все имеющиеся доказательства поддерживают рабочую гипотезу о том, что в типичных
атмосферах при пожаре CO и HCN являются единственными удушающими продуктами горения, которые
оказывают заметное влияние на время, имеющееся в распоряжении, на эвакуацию. Недостаток (потреблении
кислорода при горении) кислорода также может вызвать асфиксию, но учитывать этого не требуется, поскольку
концентрация O не падает ниже 13 %. (Пользователь может обратиться к ссылке [5] в отношении концентрации
кислорода O меньше 13 %.) Наркотический эффект CO незначителен при концентрациях, обычно имеющихся в
2 2
обычных атмосферах при пожаре. Повышенная скорость отвода удушающих веществ в результате
гипервентиляции CO учитывается в 6.1.3.
−1
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Доза, выводящая из строя, (C⋅t), для CO равная 35 000 мкл⋅л мин была получена из
[3]
экспериментальных данных на молодых бабуинах, подвергшихся опыту по эвакуации из зоны пожара . Используя
[4] −1
уравнение Стюарта-Петерсона , доза равная 35 000 мкл⋅л мин даст приблизительно 30 % насыщения
карбоксигемоглобином, COHb, для людей, имеющих минутный объем дыхания 20 л/мин.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 Дозу, выводящую из строя, (C⋅t), для HCN нельзя представить постоянной величиной.
Показанное экспоненциальное выражение было выведено из выражения, с использованием данных, полученных
5]
при исследовании обезьян cynomolgus .
ПРИМЕЧАНИЕ 4 Данные по воздействию дозы, использованные в данном подразделе, основаны на
экспериментальных данных, полученных на человеке и приматах. Моноксид углерода и цианид водорода имеют
одинаковые механизмы патологии как у лабораторных животных, так и у людей. Видоспецифический метаболизм,
который может корректировать отравляющее воздействие этих веществ, неизвестен. Мощность дозы, т.е.
кинетика поглощения, обычно выше для мелких животных по сравнению с человеком, поскольку более высокое
потребление энергии первыми требует более высокой вентиляции на единицу массы тела. Следовательно,
считается адекватно консервативным не вносить поправки в значения FED для отражения межвидовых различий
в восприимчивости.
ПРИМЕЧАНИЕ 5 Руководство по аналитическим методам приведено в ISO 19701 и ISO 19702.
ПРИМЕЧАНИЕ 6 Принимается умеренный уровень физической активности, эквивалентный прогулке по ровной
[5]
местности,. Имеется руководство для других уровней активности .
ПРИМЕЧАНИЕ 7 Предполагается, что термическое воздействие и раздражающие газы не влияют на FED для
удушающих веществ. Хотя по некоторым воздействиям количественная информация отсутствует. Любые
эффекты взаимодействия считаются вторичными.
6.1.3 В тех случаях, когда концентрация CO превышает 2 % по объему, члены ϕ и ϕ в
2 CO HCN
уравнении (2) на каждом временном отрезке должны умножаться на фактор частоты, ν , для
CO
[5]
припуска на повышенную скорость отвода удушающего вещества за счет гипервентиляции .
ϕ
CO
ν = exp (3)
CO
где ϕ средний процент CO по объему.
CO
ПРИМЕЧАНИЕ Уравнение (3) выведено из эмпирической аппроксимации человеческой гипервентиляции,
скорректированной на неэффективность поглощения в легких. Это точно в пределах ± 20 %.
6.2 Модель газа раздражающего действия
6.2.1 Воздействие веществ, раздражающих органы чувств/верхние дыхательные пути и, в некоторой
степени, органы дыхания оценивают с помощью понятия дробной эффективной концентрации (FEC),
[5]
показанного в Уравнении (4) . В качестве допущения первого порядка принимается прямая
аддитивность воздействий различных раздражающих газов. Также предполагают, что концентрация
каждого раздражающего газа отражает его присутствие полностью в газообразной фазе. Дробные
эффективные концентрации (FEC) определяют для каждого раздражающего вещества на каждом
отдельном отрезке времени. Время, спустя которое их накопленная сумма превысит установленное
8 © ISO 2007 – Все права сохраняются
пороговое значение, представляет время, имеющееся в распоряжении для эвакуации, относительно
выбранных критериев безопасности (см. 5.2).
ϕ ϕ ϕ
ϕϕϕϕ ϕ
SO NO formaldehyde
HCl HBr HF 22 acrolein irritant
X =+ + + + + + + (4)
FEC ∑
FF F F F F F F
HCl HBr HF SO NO acrolein formaldehyde C
22 i
где
ϕ средняя концентрация, выраженная в микролитрах на литр, раздражающего газа;
F концентрация, выраженная в микролитрах на литр, каждого раздражающего газа, которые
могут серьезно подорвать способность людей, находящихся в зоне пожара, предпринимать
эффективные действия, направленные на спасение.
Имеется оценка на основе информации, приведенной в Примечаниях 1 - 5, что неопределенность,
связанная с применением Уравнения (4) равна ± 50 %. Она могла бы быть существенно больше, если
горящие вещества и материалы выделяют токсикологически значимые количества дополнительных
раздражающих веществ; см. 6.2.2.
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Раздражение дыхательных путей является непосредственным и происходит при первом
контакте вдыхаемого раздражающего вещества с чувствительными тканями; см. A.4.2. Особенно при очень
кратковременных воздействиях видоспецифический метаболизм, который может изменить действенность этих
веществ не срабатывает. Эффективность раздражителей верхних дыхательных путей обычно описывают в
зависимости от концентрации, тогда как раздражители нижнего отдела дыхательных путей действует в
зависимости от концентрации, умноженной на время (см. Примечание 2).
В начале воздействия для раздражающего газа необходимо некоторое время, чтобы прийти в равновесие с
жидкостями, покрывающими слизистую оболочку. Однако, не имеется кинетических данных в отношении этого
начального периода, что затрудняет обработку зависимости от произведения концентрации на время. Поэтому
данный международный стандарт рассматривает воздействие раздражения как мгновенное.
Хотя равновесие возникает в зависимости от времени при низких и умеренных концентрациях переходом к
равновесному состоянию при высоких концентрациях пренебрегают. Таким образом, применение FEC (а не FED)
считается подходящим вариантом для большинства вредных воздействий.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Кроме раздражения органов чувств/верхних дыхательных путей большинство раздражающих
веществ также проникают глубже, в легкие, вызывая раздражение органов дыхания, которое зависит как от
концентрации, так и от продолжительности воздействия, т.е. от дозы; см. A.4.3. Расстройства внешнего дыхания и
даже смерть в результате отека легких может произойти как через несколько часов. так и через несколько дней
после воздействия. Такие последствия не обсуждаются в данном международном стандарте, поскольку основной
целью является расчет времени, имеющегося в распоряжении у людей для перемещения из зоны
непосредственной опасности пожара. Для большинства пожаров воздействие удушающих веществ и термическое
воздействие достигают критических уровней задолго до того, как значительная доза раздражающих легкие
веществ может попасть в органы дыхания.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 При создании критериев воздействия, которое может серьезным образом подорвать
способность наиболее пострадавших людей в зоне пожара к самостоятельной эвакуации понятие
«токсикологическое обоснование» использовалось аналогично понятию “техническое обоснование” в ситуациях,
когда находящиеся в помещении люди минимально ознакомлены с внутренним планом помещения, в котором
находятся, и где полностью или частично отсутствует управление эвакуацией; см. A.4.2. Специальные сведения
были взяты из ссылок [5], [6], [7] и [8]. Путем согласования следующие F-факторы предложены для использования
в Уравнении (4).
−1 −1
F 1 000 мкл⋅л F 250 мкл⋅л
HCl NO
−1 −1
F 1 000 мкл⋅л F 30 мкл⋅л
HBr acrolein
−1 −1
F 500 мкл⋅л F 250 мкл⋅л
HF formaldehyde
−1
F 150 мкл⋅л
SO
ПРИМЕЧАНИЕ 4 Руководство по методам анализа этих газов приведено ISO 19701.
© ISO 2007 – Все права сохраняются 9
--------
...










Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...