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
Buy Standard
Standards Content (Sample)
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 13571:2007 (R)
©
ISO 2007
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 6 ----------------------
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
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
50
LC
50
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
50
LCt
50
мера отравляющего воздействия, приводящего к летальному исходу, равная произведению LC на
50
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
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13571:2007(R)
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 заг
...
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 13571:2007(E)
©
ISO 2007
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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.
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© 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
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
© ISO 2007 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13571:2007(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 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
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
© ISO 2007 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
---------------------- Page: 6 ----------------------
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
© ISO 2007 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
50
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
50
measure of lethal toxic potency equal to the product of LC and the exposure duration over which it was
50
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
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
© ISO 2007 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13571:2007(E)
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
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.