ISO 13506:2008

Protective clothing against heat and flame - Test method for complete garments - Prediction of burn injury using an instrumented manikin

ISO 13506:2008 provides the general principles of a test method for evaluating the performance of complete garments or protective clothing ensembles in a flash fire or other short duration exposures. This test method characterizes the thermal protection provided by garments, based on the measurement of heat transfer to a full-size manikin exposed to a laboratory simulation of a fire with controlled heat flux density, duration and flame distribution. The heat transfer measurements can also be used to calculate the predicted skin burn injury resulting from the exposure. In addition, observations are recorded on the overall behaviour of the test specimen during and after the exposure.

Vêtements de protection contre la chaleur et la flamme — Méthode d'essai pour vêtements complets — Estimation de la probabilité de brûlure à l'aide d'un mannequin instrumenté

L'ISO 13506:2007 fournit les principes généraux d'une méthode d'essai permettant d'évaluer la performance de vêtements complets ou d'ensembles de vêtements de protection au cours d'un embrasement généralisé ou d'autres expositions de courte durée. Cette méthode d'essai caractérise la protection thermique fournie par les vêtements en se basant sur la mesure du transfert de chaleur à un mannequin grandeur nature exposé à une simulation d'incendie en laboratoire avec une densité de flux de chaleur, une durée et une distribution des flammes contrôlées. Les mesures du transfert de chaleur peuvent également être utilisées pour calculer les brûlures prévisibles résultant de l'exposition. De plus, les observations sur le comportement global de l'éprouvette pendant et après l'exposition sont enregistrées.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 14-Apr-2008
• Withdrawal Date: 14-Apr-2008
• ICS: 13.340.10 - Protective clothing
• Technical Committee: ISO/TC 94/SC 13 - Protective clothing
• Drafting Committee: ISO/TC 94/SC 13 - Protective clothing
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 14-Jul-2017
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 1986:1985 - Acceptance conditions for surface grinding machines with horizontal grinding wheel spindle and reciprocating table - Testing of accuracy
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Consolidated By: ISO 18753:2017 - Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) - Determination of absolute density of ceramic powders by pycnometer
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 13506-2:2017 - Protective clothing against heat and flame - Part 2: Skin burn injury prediction - Calculation requirements and test cases
• Effective Date: 11-Feb-2017
• Revised: ISO 13506-1:2017 - Protective clothing against heat and flame - Part 1: Test method for complete garments - Measurement of transferred energy using an instrumented manikin
• Effective Date: 11-Feb-2017

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13506
First edition
2008-05-01
Protective clothing against heat and
flame — Test method for complete
garments — Prediction of burn injury
using an instrumented manikin
Vêtements de protection contre la chaleur et la flamme — Méthode
d'essai pour vêtements complets — Estimation de la probabilité de
brûlure à l'aide d'un mannequin instrumenté

Reference number
©
ISO 2008
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Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope .1
2 Normative references .2
3 Terms and definitions .2
4 General.4
5 Apparatus .4
5.1 Instrumented manikin .4
5.2 Heat flux sensors.6
5.2.1 Principle.6
5.2.2 Number of heat flux sensors .7
5.2.3 Heat flux sensor-measuring capacity.7
5.2.4 Heat flux sensor construction.7
5.2.5 Heat flux sensor calibration.7
5.3 Data acquisition system.7
5.4 Computer software program .8
5.4.1 General.8
5.4.2 Incident heat flux calculation .8
5.4.3 Predicted burn injury calculations.8
5.4.4 Calculation of predicted area of burn injury.8
5.4.5 Additional computer software features.8
5.5 Flame exposure chamber .8
5.5.1 General.8
5.5.2 Chamber size.9
5.5.3 Chamber air flow.9
5.5.4 Chamber isolation.9
5.5.5 Chamber air exhaust system.9
5.5.6 Chamber safety devices.9
5.6 Fuel and delivery system .9
5.6.1 General.9
5.6.2 Fuel.9
5.6.3 Delivery system.9
5.6.4 Burner system.10
5.7 Image recording equipment.11
5.8 Safety checklist.11
5.9 Specimen conditioning area.11
6 Sampling and test specimens .11
6.1 General.11
6.1.1 Type of test specimen .11
6.1.2 Garment/ensemble material evaluation/comparison .11
6.1.3 Garment/ensemble design evaluation/comparison .11
6.1.4 Garment/ensemble specification evaluation .12
6.2 Number of test specimens.12
6.3 Standard garment design .12
7 Specimen preparation .12
7.1 Pretreatment.12
7.2 Conditioning.13
8 Procedure .13
8.1 Preparation of test apparatus . 13
8.1.1 General . 13
8.1.2 Flame exposure chamber purging . 13
8.1.3 Gas line charging . 13
8.1.4 Confirmation of exposure conditions . 13
8.2 Specimen testing . 13
8.2.1 General . 13
8.2.2 Dressing the manikin. 13
8.2.3 Recording the specimen identification, test conditions and test observations. 14
8.2.4 Confirmation of safe operation conditions and lighting of pilot flames . 14
8.2.5 Starting the image recording system. 14
8.2.6 Exposure of the test specimen. 14
8.2.7 Acquisition of the heat transfer data . 14
8.2.8 Recording of specimen response remarks . 15
8.2.9 Initiation of heat transfer and burn injury calculation. 15
8.3 Preparation for the next test exposure . 15
9 Test report. 15
9.1 General . 15
9.2 Type of test . 15
9.3 Specimen identification. 15
9.4 Exposure conditions. 15
9.5 Calculated results . 16
9.5.1 General . 16
9.5.2 Predicted total area (%) of manikin injured based on the total area of the manikin
containing heat flux sensors . 16
9.5.3 Predicted total area (%) of manikin injured based on area of manikin covered by the test
specimen. 16
9.5.4 Other information that may be reported . 16
9.6 Observations . 16
Annex A (informative) Considerations for conducting tests and using test results. 17
Annex B (informative) Inter-laboratory test data. 18
Annex C (informative) Estimation of skin burns . 19
Annex D (normative) Calibration procedure. 21
Annex E (informative) Elements of a computer software program . 24
Bibliography . 26

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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 13506 was prepared by Technical Committee ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing and
equipment, Subcommittee SC 13, Protective clothing.
Introduction
The purpose of heat- and flame-resistant protective clothing is to shield the wearer from hazards that can
cause burn injury. The clothing can be made from one or more materials. The evaluation of materials for
potential use in this type of clothing generally involves two steps. First, the materials are tested to gauge their
ability to limit flame spread. They are then tested to determine the rate of heat transferred through them when
exposed to a particular hazard. A variety of test methods are used in these two steps, depending on the
intended end use of the materials.
The first test conducted is the one described in ISO 15025. In this test, a flame of prescribed size is applied to
one or several vertically suspended fabric layer(s) for a prescribed time, and then removed. The location of
the flame can be at the lower edge of the specimen or on the face of the material. The length of the flame
spread on the material is observed and used as an indicator of the material’s ability to support combustion.
The second test, that for heat transmission, can involve one or more tests, depending on the intended end use
of the materials. For situations where the potential hazard is a contact with a flame, the method used is the
one described in ISO 9151. If the hazard is exposure to thermal radiation only, then the method used is the
one described in ISO 6942. Materials to be used in structural fire-fighting clothing can also be tested using
2 2
ISO 17492. All these test methods use exposure heat flux density levels ranging from 20 kW/m to 80 kW/m .
The value depends on the test method and the potential hazard. These tests are transient and of short
duration. The tests are terminated when a particular end point is reached, such as the temperature rise in a
heat sensor located behind the material layer(s). Because these tests are transient, the endothermic and
exothermic properties, the material density, the specific heat and the thermal conductivity of the material(s)
are all important parameters in determining the outcome. The samples are conditioned before testing.
It is advisable that the specimens tested as outlined above be representative of the garment or ensemble
material or component specimens. While these tests are able to allow a ranking of garment or ensemble
materials and components, the tests do not allow a complete assessment of a garment or ensemble made of
the materials.
All of the above test methods use small amounts of material, up to 150 mm x 150 mm in area, and hold the
material initially flat, either in a vertical or in a horizontal plane. Multiple layers are used where appropriate (e.g.
structural fire-fighting ensembles). In this case, the layer normally worn on the exterior is exposed directly to
the energy source, while the layer normally worn on the inside is away from the energy source. With the
planar orientation and alignment of materials, shrinkage has little effect on the outcome of the test, unless the
shrinkage is so severe as to cause holes to form in the material during the exposure to the energy source.
Sagging, however, does directly affect the results, as an air gap can form or grow in size, adding an insulating
effect. While it is possible to test with the aforementioned test methods seams, zippers, pockets, buttons or
other closures, metal and plastic clips or other features that can be included in a full garment like heraldry,
company logos, etc., this is not frequently done because it is difficult to do. These aspects and the overall
design features of a garment or ensemble that can affect the performance are best evaluated by testing full
garments or ensembles on a manikin, and it is for this purpose that this International Standard was
established.
In the test method in this International Standard, a stationary, full-sized male form (female forms are under
development) is dressed in a complete garment and exposed for a prescribed short duration to a laboratory
simulation of a flash fire. The average incident heat flux density to the exterior of the garment is 84 kW/m , a
value similar to those used in ISO 9151, ISO 6942 and ISO 17492. The data-gathering period is 60 s for
single-layer garments and 120 s for any other type of test specimen. Heat sensors fitted to the surface of the
manikin are used to measure the heat flux density variation with time and location on the manikin and to
determine the total energy absorbed over the data-gathering period. This information can be used to assist in
evaluating the performance of the garment or protective clothing ensembles under the test conditions. It can
also be used to estimate the extent and nature of skin damage that a person would suffer if wearing the test
garment under similar exposure conditions.
vi © ISO 2008 – All rights reserved

The manikin is tested in a standing position in initially quiescent air. Controlled air motion for simulating wind
effects or body movement is not presently possible, but it is possible to move the manikin through a stationary
flame. Motion of this nature is not within the scope of this International Standard. Variations in the fit of the test
garment that can occur when sitting or bending are not evaluated.
The fire simulations are dynamic. As such, the exposure is more representative of an actual industrial accident
or structural fire than the exposures used in the bench scale tests mentioned above. The heat flux density
resulting from the exposure is neither constant nor uniform over the surface of the manikin/garment. Under
these conditions, the results are expected to have more variability than carefully controlled bench scale tests.
In addition, the garment is not constrained to be a flat surface, but is allowed to have a natural drape on the
manikin. The effect these variables have on a garment can be seen in several ways: ignition and burning of
the garment and heraldry, shrinkage or sagging in all directions after flaming, hole generation, smoke
generation and structural failure of seams. Many of these failures rarely appear in the bench scale testing of
the materials because they are a result of garment design variables, interaction between material properties
and design variables, construction techniques and localized exposure conditions that are more severe.
Fit of the garment on the manikin is important. A standard garment is specified to minimize the effect of this
variable. Experience suggests that testing a garment one size larger than the standard will reduce the total
energy transferred and percentage body burn by about 5 %.
This International Standard is not designed to measure material properties directly, but to evaluate the
interaction of material behaviour and garment design. One can compare relative material behaviour by making
a series of test garments out of different materials using a common pattern. The performance of the full
garments will not necessarily be ranked in the same order as might be obtained when the materials are tested
using ISO 9151, for example. Correlations between small scale tests and results from single-layer garments
have been examined (see Reference [9]). The best correlation was obtained when three-dimensional
shrinkage effects were allowed to occur with the fabric, just as occurs with garments on the manikin.
The hands and feet of the manikin do not contain sensors, but it is possible to assess some aspects of hand
protection depending upon the specific design of the hands. The head, however, does contain heat sensors.
The reason for this is that many outer garments include an integral hood, but not gloves or footwear. Tests for
gloves and footwear are covered by other ISO documents for specific end uses.
The protection offered by the test specimens is evaluated through quantitative measurements and
observations. Heat sensors fitted to the manikin are used to measure the energy transferred to the manikin
surface during the data-gathering period. This information can be reported directly or used to calculate the
nature and extent of the damage that would occur to human skin from the exposure. The latter information is
reported as time to pain, first-, second- or third-degree burn injury (see Clause 3 and Annex C). Unlike skin on
a human, the model used for evaluating damage to the skin assumes it to be the same at all locations. The
reason for this is the limited amount of thermo-physical data on human skin and how skin responds to thermal
insult. The published data is specific to the skin samples tested and is not intended to apply to significantly
different thicknesses such as occur on a human.
Documents listed in the Bibliography give full details of manikin and sensor construction, data acquisition,
computer software requirements, flame exposure chamber and fuel and delivery system. They also suggest
numerical techniques that can be used to carry out the calculations required.
The European Committee for Standardization (CEN) specifies the test method described in this International
Standard as an optional part of EN 469:2005. This test method is also specified in ISO 11612:1998 as an
optional test.
The National Fire Protection Association (NFPA) specifies a test method similar to the one described in this
International Standard as part of a certification process for garments (see Reference [10]).
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13506:2008(E)

Protective clothing against heat and flame — Test method
for complete garments — Prediction of burn injury using
an instrumented manikin
1 Scope
This International Standard provides the general principles of a test method for evaluating the performance of
complete garments or protective clothing ensembles in a flash fire or other short duration exposures. This test
method characterizes the thermal protection provided by garments, based on the measurement of heat
transfer to a full-size manikin exposed to a laboratory simulation of a fire with controlled heat flux density,
duration and flame distribution. The heat transfer measurements can also be used to calculate the predicted
skin burn injury resulting from the exposure. In addition, observations are recorded on the overall behaviour of
the test specimen during and after the exposure.
This method is useful for three types of evaluation:
a) comparison of garment or ensemble materials;
b) comparison of garment or ensemble design; and
c) evaluation of any garment or ensemble prototype for a particular application or to a specification.
Each type of evaluation has different garment or ensemble requirements because the test results are
dependent on the test material performance, on the garment size, on the garment design and on the use of
ensemble components.
The results obtained apply only to the particular garments or ensembles, as tested, and for the specified
conditions of each test, particularly with respect to the heat flux density, duration and flame distribution. For
the purposes of this test method, the incident heat flux density is limited to a nominal level of 84 kW/m .
This International Standard is intended to be used to measure and describe the behaviour of complete
garments or protective clothing ensembles in response to convective and radiant energy under controlled
laboratory conditions, with the results used to optimize garment combinations and designs. This International
Standard is not intended to be used to compare the properties of garment materials or combinations of
materials unless the test specimens are absolutely identical in size and design. Furthermore, this International
Standard is not intended to be used to describe or appraise the fire hazard or fire risk under actual fire
conditions. However, the results of this test can be used as elements of a fire risk assessment which takes
into account all of the factors that are pertinent to an assessment of the fire hazard of a particular end use.
Considerations for the use of this test method are provided in Annex A. Inter-laboratory data for the test
method are provided in Annex B.
NOTE 1 This test method provides information on material behaviour and a measurement of garment performance on a
stationary upright manikin. The effects of body position and movement are not addressed in this test method.
NOTE 2 This test method does not apply to the evaluation of protection for the hands or the feet.
NOTE 3 This test method is complex and requires a high degree of technical expertise in both the test setup and
operation.
NOTE 4 Deviations from the instructions in this test method can lead to significantly different test results. Technical
knowledge concerning fabric behaviour and the theory of heat transfer and testing practices is needed in order to evaluate
which deviations are significant with respect to the instructions given in this test method. Standardization of the test
method reduces, but does not eliminate, the need for such technical knowledge. Any deviations from this test method are
reported with the results.
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 6330, Textiles — Domestic washing and drying procedures for textile testing
ISO 7941, Commercial propane and butane — Analysis by gas chromatography
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
burn injury
burn damage which occurs at various levels of depth within human tissue due to elevated temperatures
resulting from heat transfer to the surface
NOTE Burn injury in human tissue occurs when the tissue is heated and kept at an elevated temperature (> 44 °C)
for a critical period of time. For the purposes of this International Standard, it is assumed that skin has three layers: the
epidermis, which is the tough outer layer, the dermis, which is the layer below the epidermis, and the subcutaneous tissue,
which is the fatty layer of skin deeper than the dermis. This tissue varies in thickness in different parts of the body, from
person to person and with age. The severity of damage, referred to as first-, second-, or third-degree (or partial thickness
or full thickness) burn injury, depends upon the level of the elevated temperature above 44 °C and the time during which it
remains above 44 °C. Annex C gives details of the model and criteria used in calculating the damage.
3.1.1
first-degree burn injury
first-degree burn
burn in which only the superficial part of the epidermis has been injured
NOTE The skin turns red, but does not blister or actually burn through. First-degree burn damage is reversible.
3.1.1.1
first-degree burn injury area
first-degree burn area
sum of the areas represented by heat flux sensors for which only a calculated first-degree burn injury occurs
3.1.2
second-degree burn injury
second-degree burn
partial thickness burn
burn in which the epidermis and a varying extent of the dermis are burned, but the entire thickness of the
dermis is not destroyed and the subcutaneous layer is not injured
NOTE Second-degree burn damage is more serious than first-degree burn damage, but is reversible.
3.1.2.1
second-degree burn injury area
second-degree burn area
sum of the areas represented by heat flux sensors for which only a calculated second-degree burn injury occurs
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3.1.3
third-degree burn injury
third-degree burn
full thickness burn
burn which extends through the dermis, into or beyond the subcutaneous fat
NOTE Third-degree burn damage is irreversible.
3.1.3.1
third-degree burn injury area
third-degree burn area
sum of the areas represented by the heat flux sensors for which only a calculated third-degree burn injury
occurs
3.2
complete garments
any single garment or combination of garments designed to protect the torso, arms and legs of the wearer
NOTE Both a single garment and a combination of garments can include protection for the head of the wearer by
means of a hood (integral or separate) or balaclava. A combination of garments can include undergarments and outer
garments.
3.3
flame distribution
spatial distribution of incident flames from test facility burners which provides a controlled heat flux density
over the manikin surface.
3.4
flash fire
fire that spreads rapidly through a diffuse fuel-air mixture without the production of damaging pressure
NOTE The fuel can be a dust, a gas or vapours of an ignitable liquid. The duration is typically less than 3 s.
3.5
garment ease
difference between body (manikin) dimensions and garment dimensions
3.6
heat flux sensor
device capable of directly measuring the heat flux density to the manikin's surface under test conditions, or of
providing data that can be used to calculate the heat flux density
NOTE In either case, the created data needs to be in a form that can be processed by a computer program to assess
the total energy transferred over the recording period and the potential burn injury.
3.7
instrumented manikin
model representing an adult-sized human and fitted with heat flux sensors on the surface for use in testing
3.8
predicted total area of burn injury
total area of predicted burn injury
sum of the areas represented by the heat flux sensors which calculate at least a second-degree burn injury
3.9
protective clothing ensemble
any combination of complete protective garments.
NOTE Although this International Standard does not require sensors in the hands of the manikin, gloves can be
included in the protective clothing ensemble to be tested. This will allow representation of a realistic interface between arm
and hand protective items.
3.10
thermal protection
overall protective performance of a garment or protective clothing ensemble relative to how it limits the
transfer of heat to the manikin over the data-gathering period
NOTE In fire testing of clothing, thermal protection of a garment or ensemble and the consequential predicted burn
injury (first-, second- or third-degree) can be quantified by the measured heat flux sensor response which indicates how
well the garment or protective clothing ensemble limits heat transfer to the manikin surface. In addition to the measured
sensor response, the physical response and degradation of the garment or ensemble are observable phenomena which
are associated with the heat flux sensor calculation and are useful in understanding garment or protective clothing
ensemble thermal protection.
3.11
time to pain
time taken for the interface of the epidermis and dermis layers to reach 43,2 °C
4 General
The method evaluates the protective performance of the test specimen, which is either a garment or an
ensemble. The performance is a function of both the materials of construction and design. The test specimen
is placed on an adult-size manikin at ambient atmospheric conditions and exposed to a laboratory simulation
of a fire with controlled heat flux, duration and flame distribution. The test procedure, data acquisition, result
calculations and preparation of the test report are performed with computer hardware and software programs.
Heat which is transferred through the test specimen during and after the exposure is measured by heat flux
sensors. These measurements shall be used to calculate the second- and third-degree and total burn injury
areas resulting from the exposure. They may also be used to calculate the time to pain and first-degree burn
injury. Identification of the test garment, test conditions, comments and remarks about the test purpose and
response of the test specimen to the exposure are recorded and are included as part of the test report. The
performance of the test specimen is indicated by the calculated total energy transferred, the burn injury area
and the way the test specimen responds to the test exposure.
5 Apparatus
5.1 Instrumented manikin
An upright manikin the shape and size of an adult human form shall be used (see Figure 1). The manikin shall
be constructed to simulate the body of a human being and shall consist of a head, a chest/back, an
abdomen/buttocks, arms, hands, legs and feet. The manikin should be constructed of flame-resistant,
thermally stable materials, such as ceramics or glass-reinforced vinyl ester resin. The shell thickness should
be at least 3 mm.
A reproducible positioning system is required for the manikin. It may consist of pin locators in the floor, a
portable rigid positioning frame and light or laser beams for setting vertical orientation and arm position.
1)
The instrumented manikin shall match the dimensions indicated in Table 1.

1) A manikin meeting these requirements is available from Composites USA, 1 Peninsula Drive, Northeast, Maryland,
USA. Ph. [phone]. This information is given for the convenience of users of this International Standard and does
not constitute an endorsement by ISO of the product named. Equivalent products may be used if they can be shown to
lead to the same results.
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a)  Instrumented manikin
Figure 1 — Representation of an instrumented manikin
b)  Measurements for male manikin
Figure 1 (continued)
Table 1 — Measurements for male manikin
Dimension Tolerance
Measurement location
mm mm
1 Total height 1 830 ± 40
2 Chest circumference at largest value 1 025 ± 20
3 Waist circumference at narrowest position 850 ± 15
4 Waist to base of heel 1 150 ± 50
5 Top of shoulder to wrist along arm 610 ± 30
6 Crotch to sole of foot along the inside of the leg 860 ± 40
7 Hip circumference at the largest dimension 1 015 ± 20
8 Base of centre of rear neck to waist 425 ± 20
Centre of base of rear neck to wrist measured across the shoulder and along the
9 830 ± 30
outside of the arm
5.2 Heat flux sensors
5.2.1 Principle
The burn injury prediction system shall use a number of heat flux sensors which are capable of directly
measuring the incident heat flux density or providing data that can be used to calculate the heat flux density to
the manikin's surface under test conditions. This information is then processed by a computer program to
predict burn injury. The burn injury calculations are described in Annex C.
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5.2.2 Number of heat flux sensors
The burn injury prediction system shall use a minimum of 100 heat flux sensors. They shall be distributed as
uniformly as possible in each area on the manikin, as indicated in Table 2.
Table 2 — Sensor distribution
Body area Percentage
Head 7
Trunk 40
Arms 16
Thighs 22
Lower legs (Shanks) 15
Hands/feet 0
Total 100
NOTE The number of sensors presently used in manikins range from 110 to 126. Extra sensors can be added to the
hands and feet if desired.
5.2.3 Heat flux sensor-measuring capacity
Each heat flux sensor shall have the capacity to measure the incident heat flux density over a range of
2 2
0 kW/m to 200 kW/m . This range permits the use of the heat flux sensors to set the exposure level by flame
tests of a nude manikin, and also to measure the heat transfer to the manikin with a test specimen in place.
5.2.4 Heat flux sensor construction
The heat flux sensors shall be constructed of a material with known thermal characteristics which can directly
indicate the heat flux density or be used with sensor temperature measurement to indicate heat flux density
and temporal variation received by the sensor. The outer surface shall be covered with a thin layer of flat black
high-temperature paint (with an absorptivity greater than 0,9). The time response for the heat flux sensors
shall be equal to or less than 0,1 s. A procedure is described in D.1.8.
NOTE Sensors that have been used successfully include Gardon gauges, slug calorimeters and skin-simulant
sensors.
5.2.5 Heat flux sensor calibration
Calibration of sensors shall follow the procedure in Annex D.
5.3 Data acquisition system
A system shall be provided which is capable of acquiring and storing the results of the measurement from
each sensor at least twice per second for a data acquisition period of up to 120 s. Additional requirements for
data acquisition are included in Annex D.
NOTE The data acquisition rate of two readings per second from each sensor is the minimum necessary to obtain
adequate information. Sampling rates of five per second per sensor are advisable during the flame exposure period. Some
laboratories sample at up to 10 measurements per second per sensor during this period. The minimum rate of two
measurements per second per sensor is adequate after the flame exposure.
5.4 Computer software program
5.4.1 General
A computer software program shall be utilized which is capable of receiving the output of the sensors, of
calculating the incident heat flux density (see 5.4.2), of predicting the occurrence of time to pain, first-, second-
and third-degree burns (see 5.4.3) and of predicting the area of first-degree, second-degree, third-degree, and
total burn (see 5.4.4). Annex C provides background information for the prediction of burn injury, while
Annex E provides the necessary elements of the computer software program. Bibliographical reference [7]
provides additional details of an operating system and numerical methods to complete the necessary
calculations.
5.4.2 Incident heat flux calculation
The incident heat flux density shall be determined by a computer software program during a nude burn. Each
heat flux sensor has an associated manikin surface area over which the measured heat flux density applies.
The value reported is the average of the area-weighted averages for each heat flux sensor for the steady
portion of the nude exposure. The procedure is described in D.2.2.
The area associated with any heat flux sensor shall be determined by locating points equidistant to the
surrounding heat flux sensors. These points are joined by straight lines. The area so formed around a
particular heat flux sensor is its associated surface area.
5.4.3 Predicted burn injury calculations
The time to pain and the time predicted at which first-, second- and third-degree burn injury begins for each
sensor shall be calculated by the computer software program.
5.4.4 Calculation of predicted area of burn injury
The sum of the area represented by the sensors which received sufficient heat to result in a predicted second-
degree burn shall be the predicted second-degree burn injury area. The sum of the area represented by the
sensors which received sufficient heat to result in a predicted third-degree burn injury area shall be the
predicted area of the third-degree burn injury. The sum of these two areas shall be the predicted total area of
burn injury resulting from the exposure to the flash fire condition.
NOTE The first-degree burn injury prediction is not included in this area calculation because the skin remains intact
and receives relatively minor damage compared with the second- and third-degree burn injury. The first-degree burn injury
prediction and/or time to pain can be provided as optional information.
5.4.5 Additional computer software features
Computer software may also be used to specify and control the operating procedure (see Clause 8), to record
the test conditions (see 8.2.3), to ensure that safety requirements are met (see 8.2.4), to enter specimen
response remarks (see 8.2.8) and to prepare the test report (see 8.2.9).
5.5 Flame exposure chamber
5.5.1 General
A ventilated, fire-resistant enclosure with viewing windows and access door(s
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13506
Première édition
2008-05-01
Vêtements de protection contre la chaleur
et la flamme — Méthode d'essai pour
vêtements complets — Estimation de la
probabilité de brûlure à l'aide d'un
mannequin instrumenté
Protective clothing against heat and flame — Test method for complete
garments — Prediction of burn injury using an instrumented manikin

Numéro de référence
©
ISO 2008
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. v
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions. 2
4 Généralités . 4
5 Appareillage . 4
5.1 Mannequin instrumenté . 4
5.2 Capteurs de flux thermique . 7
5.2.1 Principe. 7
5.2.2 Nombre de capteurs de flux thermique. 7
5.2.3 Capacité de mesure d'un capteur de flux thermique . 7
5.2.4 Construction d'un capteur de flux thermique. 7
5.2.5 Étalonnage d'un capteur de flux thermique.7
5.3 Système d'acquisition des données. 8
5.4 Programme informatique . 8
5.4.1 Généralités . 8
5.4.2 Calcul du flux de chaleur incidente . 8
5.4.3 Calculs des brûlures prévues. 8
5.4.4 Calculs de la surface prévue de brûlure. 8
5.4.5 Autres caractéristiques du logiciel . 9
5.5 Chambre d'exposition à la flamme. 9
5.5.1 Généralités . 9
5.5.2 Dimensions de la chambre . 9
5.5.3 Circulation d'air dans la chambre . 9
5.5.4 Isolation de la chambre. 9
5.5.5 Système d'évacuation à air forcé de la chambre. 9
5.5.6 Dispositifs de sécurité de la chambre . 9
5.6 Combustible et circuit de distribution. 10
5.6.1 Généralités . 10
5.6.2 Combustible . 10
5.6.3 Circuit de distribution. 10
5.6.4 Système de brûleurs. 10
5.7 Matériel d'enregistrement d'images. 11
5.8 Liste de contrôle de sécurité . 12
5.9 Zone de conditionnement de l'éprouvette . 12
6 Échantillonnage et éprouvettes . 12
6.1 Généralités . 12
6.1.1 Type d'éprouvette . 12
6.1.2 Évaluation/comparaison des matériaux de vêtements/ensembles de vêtements. 12
6.1.3 Évaluation/comparaison de la conception de vêtements/ensembles de vêtements. 12
6.1.4 Évaluation de la spécification du vêtement/ensemble de vêtements . 12
6.2 Nombre d'éprouvettes. 12
6.3 Conception normalisée d'un vêtement.12
7 Préparation de l'éprouvette . 13
7.1 Prétraitement. 13
7.2 Conditionnement . 13
8 Mode opératoire . 14
8.1 Préparation de l'appareillage d'essai. 14
8.1.1 Généralités. 14
8.1.2 Purge de la chambre d'exposition à la flamme. 14
8.1.3 Charge des canalisations de gaz . 14
8.1.4 Confirmation des conditions d'exposition . 14
8.2 Essais sur éprouvettes. 14
8.2.1 Généralités. 14
8.2.2 Habillage du mannequin. 14
8.2.3 Enregistrement de l'identification de l'éprouvette, des conditions d'essai et des
observations au cours de l'essai. 15
8.2.4 Confirmation des conditions de fonctionnement en toute sécurité et allumage des
veilleuses . 15
8.2.5 Démarrage du système d'enregistrement d'images. 15
8.2.6 Exposition de l'éprouvette . 15
8.2.7 Acquisition des données relatives au transfert de chaleur. 15
8.2.8 Enregistrement des remarques relatives à la réaction de l'éprouvette. 16
8.2.9 Lancement du calcul du transfert de chaleur et des brûlures . 16
8.3 Préparation en vue de l'exposition d'essai suivante. 16
9 Rapport d'essai . 16
9.1 Généralités. 16
9.2 Type d'essai. 16
9.3 Identification de l'éprouvette . 16
9.4 Conditions d'exposition . 16
9.5 Résultats calculés. 17
9.5.1 Généralités. 17
9.5.2 Surface totale prévue (%) de brûlure du mannequin basée sur la surface totale du
mannequin contenant des capteurs de flux thermique . 17
9.5.3 Surface totale prévue (%) de brûlure du mannequin basée sur la surface du mannequin
couverte par l'éprouvette . 17
9.5.4 Autres informations pouvant être consignées dans le rapport . 17
9.6 Observations . 18
Annexe A (informative) Considérations relatives à la conduite des essais et à l'utilisation des
résultats d'essai . 19
Annexe B (informative) Données d'essais interlaboratoires. 21
Annexe C (informative) Estimation des brûlures de la peau. 22
Annexe D (normative) Mode opératoire d'étalonnage . 24
Annexe E (informative) Éléments d'un programme informatique . 27
Bibliographie . 29

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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13506 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements et
équipements de protection, sous-comité SC 13, Vêtements de protection.
Introduction
La fonction des vêtements de protection résistant à la chaleur et à la flamme est de protéger l'utilisateur
contre des dangers susceptibles de provoquer des brûlures. Ces vêtements peuvent être constitués d'un ou
de plusieurs matériaux. L'évaluation des matériaux en vue de leur utilisation éventuelle dans ce type de
vêtements comprend généralement deux étapes. Les matériaux sont tout d'abord soumis à essai afin
d'évaluer leur aptitude à limiter la propagation de la flamme. Ils sont ensuite soumis à essai afin de déterminer
leur vitesse de transfert de la chaleur lorsqu'ils sont exposés à un phénomène dangereux particulier. Selon
l'usage final prévu des matériaux, diverses méthodes d'essai sont employées au cours de ces deux étapes.
Le premier essai effectué est celui décrit dans l'ISO 15025. Au cours de cet essai, une flamme de dimensions
spécifiées est appliquée pendant une durée spécifiée sur une ou plusieurs couches de tissu suspendues
verticalement, puis est retirée. La flamme peut être positionnée au niveau du bord inférieur de l'éprouvette ou
sur la surface du matériau. La longueur de propagation de la flamme sur le matériau est observée et utilisée
comme un indicateur de l'aptitude du matériau à supporter la combustion.
Le deuxième essai, relatif à la transmission de la chaleur, peut comprendre un ou plusieurs essais selon
l'usage final prévu des matériaux. Dans les situations où le danger potentiel est un contact avec une flamme,
la méthode utilisée est celle décrite dans l'ISO 9151. Lorsque le danger est uniquement l'exposition à un
rayonnement thermique, la méthode utilisée est alors celle décrite dans l'ISO 6942. Les matériaux destinés à
être utilisés dans des vêtements de lutte contre les incendies de bâtiments peuvent également être soumis à
essai conformément à l'ISO 17492. Toutes ces méthodes d'essai utilisent des niveaux de densité du flux de
2 2
chaleur d'exposition compris entre 20 kW/m et 80 kW/m . La valeur dépend de la méthode d'essai et du
danger potentiel. Ces essais sont transitoires et de courte durée. Les essais sont terminés dès qu'un point
final particulier est atteint, par exemple l'élévation de température dans un capteur de chaleur placé derrière la
ou les couches de matériaux. Du fait que ces essais sont transitoires, les propriétés endothermiques et
exothermiques, la masse volumique du ou des matériaux, la chaleur spécifique et la conductivité thermique
du ou des matériaux sont tous des paramètres importants dans la détermination des résultats. Les
échantillons sont conditionnés avant les essais.
Il convient que les éprouvettes soumises aux essais mentionnés ci-dessus soient représentatives du matériau
ou des composants du vêtement ou de l'ensemble de vêtements. Bien que ces essais puissent permettre un
classement des matériaux et des composants du vêtement ou de l'ensemble de vêtements, ils ne permettent
pas une évaluation complète d'un vêtement ou d'un ensemble de vêtements fabriqué à l'aide des matériaux.
Toutes les méthodes d'essai mentionnées ci-dessus utilisent de faibles quantités de matériau, jusqu'à une
surface de 150 mm × 150 mm, et maintiennent le matériau initialement à plat, dans un plan vertical ou
horizontal. Plusieurs couches sont utilisées, le cas échéant (par exemple pour les tenues de lutte contre les
incendies de bâtiments). Dans ce cas, la couche normalement portée à l'extérieur est exposée directement à
la source d'énergie et la couche normalement portée à l'intérieur est éloignée de la source d'énergie. Avec
l'orientation plane et l'alignement des matériaux, la rétraction a peu d'effet sur les résultats de l'essai à moins
qu'elle ne soit tellement importante qu'elle provoque la formation de trous dans le matériau pendant
l'exposition à la source d'énergie. Toutefois, l'affaissement influe directement sur les résultats car une couche
d'air intermédiaire peut se former ou croître, en augmentant l'effet isolant. Bien que les méthodes d'essai
mentionnées ci-dessus permettent de soumettre à essai les coutures, les fermetures à glissière, les poches,
les boutons ou les autres fermetures, les attaches métalliques et en matière plastique ou les autres éléments
pouvant être inclus dans un vêtement complet, tels que le blason, les logos de société, etc., cette opération
n'est pas fréquemment réalisée en raison de sa difficulté. Ces aspects et les caractéristiques globales de
conception d'un vêtement ou d'un ensemble de vêtements susceptibles d'avoir une incidence sur la
performance, sont mieux évalués en soumettant à essai les vêtements ou les ensembles de vêtements
complets sur un mannequin.
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La présente Norme internationale a été élaborée à cet effet. Dans celle-ci, un mannequin masculin grandeur
nature (des mannequins féminins sont en cours de développement) est revêtu d'un vêtement complet et
exposé pendant une courte durée spécifiée à un embrasement généralisé simulé en laboratoire. La densité
moyenne du flux de chaleur incidente sur l'extérieur du vêtement est de 84 kW/m , valeur similaire à celles
utilisées dans l'ISO 9151, l'ISO 6942 et l'ISO 17492. La période de collecte des données est de 60 s pour les
vêtements à une seule couche et de 120 s pour tout autre type d'éprouvette. Des capteurs de chaleur fixés à
la surface du mannequin sont utilisés pour mesurer la variation de la densité de flux de chaleur en fonction du
temps et de la position sur le mannequin et pour déterminer l'énergie totale absorbée au cours de la période
de collecte des données. Ces informations peuvent être utilisées pour faciliter l'évaluation de la performance
du vêtement ou de l'ensemble de vêtements de protection dans les conditions d'essai. Elles peuvent
également être utilisées pour estimer l'étendue et la nature des lésions cutanées susceptibles d'affecter une
personne portant le vêtement d'essai dans des conditions similaires d'exposition.
Le mannequin est soumis à essai en position debout dans un air initialement calme. Un mouvement d'air
contrôlé permettant de simuler les effets du vent ou des mouvements du corps n'est pas actuellement
possible, mais il est possible de déplacer le mannequin à travers une flamme fixe. Un mouvement de cette
nature ne fait partie de la présente Norme internationale. Les variations de l'ajustement du vêtement d'essai
lors du passage en position assise ou de la flexion ne sont pas évaluées.
Les simulations d'incendie sont dynamiques. Ainsi, l'exposition est plus représentative d'un accident industriel
ou d'un feu de structure réel que les expositions utilisées avec les bancs d'essais à petite échelle mentionnés
ci-dessus. La densité du flux de chaleur résultant de l'exposition n'est ni constante ni uniforme sur toute la
surface du mannequin/vêtement. Dans ces conditions, on s'attend à ce que les résultats présentent une plus
grande variabilité que des essais en laboratoire soigneusement contrôlés. De plus, le vêtement n'est pas fixé
à plat, mais drapé naturellement sur le mannequin. L'effet de ces variables sur un vêtement peut se
manifester de plusieurs manières: inflammation et combustion du vêtement et du blason, rétraction ou
amollissement dans toutes les directions après inflammation, génération de trous, dégagement de fumée et
défaillance structurale des coutures. Un grand nombre de ces défaillances ne se produisent pas lors des
essais en laboratoire des matériaux parce qu'elles sont le résultat des variables de conception du vêtement,
de l'interaction entre les propriétés des matériaux et les variables de conception, des techniques de
construction et des conditions d'exposition localisée qui sont plus intenses.
L'ajustement du vêtement sur le mannequin est important. Un vêtement normalisé est spécifié pour minimiser
l'effet de cette variable. L'expérience laisse penser que la réalisation des essais sur un vêtement plus grand
d'une taille par rapport à la norme réduira l'énergie totale transférée et le pourcentage de brûlure corporelle
d'environ 5 %.
La présente Norme internationale n'est pas destinée à mesurer directement les propriétés des matériaux,
mais à évaluer l'interaction entre le comportement du matériau et la conception de l'article d'habillement. Il est
possible de comparer le comportement relatif des matériaux par une série d'essais sur des articles
d'habillement dans différents matériaux en utilisant un patron commun. La performance des vêtements
complets ne sera pas nécessairement classée dans le même ordre que celle qui peut être obtenue lorsque
les matériaux sont soumis à essai conformément à l'ISO 9151 par exemple. Les corrélations entre des essais
à échelle réduite et les résultats obtenus avec des vêtements à une seule couche ont été examinées (voir la
Référence bibliographique [9]). La meilleure corrélation a été obtenue lorsque les effets de la rétraction
tridimensionnelle ont pu se produire avec le tissu, tout comme ils se produisent avec les vêtements sur le
mannequin.
Les mains et les pieds du mannequin ne contiennent pas de capteurs, mais il est possible d'évaluer certains
aspects de la protection des mains selon la conception spécifique des mains. La tête, par contre, contient des
capteurs de chaleur parce qu'un grand nombre de vêtements de dessus comprennent une cagoule intégrée,
mais pas de gants ni de chaussures. Les essais relatifs aux gants et aux chaussures sont couverts par
d'autres normes ISO relatives à des usages finaux spécifiques.
La protection offerte par les éprouvettes est évaluée par des mesurages quantitatifs et des observations. Les
capteurs de chaleur fixés sur le mannequin sont utilisés pour mesurer l'énergie transférée à la surface du
mannequin pendant la période de collecte des données. Ces informations peuvent être consignées
directement ou être utilisées pour calculer la nature et l'étendue des lésions cutanées pouvant être
provoquées par l'exposition. Ces dernières informations sont consignées sous forme de temps avant douleur,
brûlures au premier degré, au deuxième degré ou au troisième degré (voir Article 3 et Annexe C).
Contrairement à la peau humaine, le modèle utilisé pour évaluer les lésions cutanées suppose que celles-ci
seront identiques quel que soit leur emplacement. Ceci est dû à la quantité limitée de données
thermophysiques sur la peau humaine et sur la manière dont la peau réagit à une agression thermique. Les
données publiées sont propres à des échantillons de peau soumis à essai et elles ne sont pas censées
s'appliquer à des épaisseurs nettement différentes comme celles qui existent chez l'homme.
Les documents indiqués dans la Bibliographie donnent des informations très détaillées sur la construction du
mannequin et des capteurs, l'acquisition des données, les exigences relatives au logiciel, la chambre
d'exposition à la flamme, le combustible et le circuit de distribution. Ils proposent également des techniques
numériques pouvant être utilisées pour effectuer les calculs requis.
Le Comité européen de normalisation (CEN) spécifie la méthode d'essai décrite dans la présente Norme
internationale sous forme d'une partie optionnelle de l'EN 469:2005. Cette méthode d'essai est également
spécifiée dans l'ISO 11612:1998 comme un essai facultatif.
La National Fire Protection Association (NFPA) spécifie une méthode d'essai similaire à celles décrites dans
la présente Norme internationale comme faisant partie du processus de certification relatif aux vêtements (voir
la Référence bibliographique [10]).
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NORME INTERNATIONALE ISO 13506:2008(F)

Vêtements de protection contre la chaleur et la flamme —
Méthode d'essai pour vêtements complets — Estimation de la
probabilité de brûlure à l'aide d'un mannequin instrumenté
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale fournit les principes généraux d'une méthode d'essai permettant d'évaluer
la performance de vêtements complets ou d'ensembles de vêtements de protection au cours d'un
embrasement généralisé ou d'autres expositions de courte durée. Cette méthode d'essai caractérise la
protection thermique fournie par les vêtements en se basant sur la mesure du transfert de chaleur à un
mannequin grandeur nature exposé à une simulation d'incendie en laboratoire avec une densité de flux de
chaleur, une durée et une distribution des flammes contrôlées. Les mesurages du transfert de chaleur
peuvent également être utilisées pour calculer les brûlures prévisibles résultant de l'exposition. De plus, les
observations sur le comportement global de l'éprouvette pendant et après l'exposition sont enregistrées.
Cette méthode est utile pour trois types d'évaluation:
a) comparaison des matériaux de vêtements ou d'ensembles de vêtements;
b) comparaison de la conception de vêtements ou d'ensembles de vêtements; et
c) évaluation de tout prototype de vêtement ou d'ensemble de vêtements destiné à une application
particulière ou par rapport à une spécification.
Chaque type d'évaluation a ses propres exigences en matière de vêtement ou d'ensemble de vêtements,
parce que les résultats d'essai dépendent de la performance du matériau d'essai, de la taille du vêtement, de
la conception du vêtement et de l'utilisation des composants de l'ensemble de vêtements.
Les résultats obtenus ne s'appliquent qu'aux vêtements ou ensembles de vêtements particuliers, tels que
soumis à essai, et pour les conditions spécifiées de chaque essai, notamment en ce qui concerne la densité
du flux de chaleur, la durée et la distribution des flammes. Dans le cadre de la présente méthode d'essai, la
densité du flux de chaleur incidente est limitée à un niveau nominal de 84 kW/m .
La présente Norme internationale est destinée à mesurer et à décrire le comportement de vêtements
complets ou d'ensembles de vêtements de protection en réponse à une énergie de convection et radiante
dans des conditions contrôlées en laboratoire avec les résultats utilisés pour optimiser les combinaisons et les
conceptions de vêtements. Il est préférable de ne pas utiliser la présente Norme internationale pour comparer
les propriétés des matériaux ou combinaisons de matériaux des vêtements, à moins que les éprouvettes ne
soient absolument identiques tant du point de vue de leurs dimensions que de leur conception. De plus, il est
préférable de ne pas utiliser la présente Norme internationale pour décrire ou évaluer le danger d'incendie ou
le risque d'incendie dans des conditions réelles d'incendie. Toutefois, les résultats de cet essai peuvent être
utilisés comme des éléments d'une évaluation du risque d'incendie qui tient compte de tous les facteurs
pertinents pour une évaluation du danger d'incendie lié à un usage final particulier. Les considérations
relatives à l'utilisation de cette méthode d'essai sont fournies dans l'Annexe A. Les données interlaboratoires
relatives à la méthode d'essai sont fournies dans l'Annexe B.
NOTE 1 La présente méthode d'essai fournit des informations sur le comportement des matériaux et un mesurage de
la performance d'un vêtement placé sur un mannequin debout et fixe. Les effets associés à la position et aux mouvements
du corps ne sont pas traités dans cette méthode d'essai.
NOTE 2 Cette méthode d'essai ne s'applique pas à l'évaluation de la protection des mains ou des pieds.
NOTE 3 Cette méthode d'essai est complexe et nécessite un haut niveau d'expertise technique aussi bien pour le
montage d'essai que pour la mise en oeuvre.
NOTE 4 Les écarts par rapport aux instructions de la présente méthode d'essai peuvent conduire à des résultats
d'essai nettement différents. Des connaissances techniques relatives au comportement des tissus, à la théorie du transfert
de chaleur et aux pratiques d'essai sont nécessaires pour déterminer quels écarts sont significatifs par rapport aux
instructions fournies dans la présente méthode d'essai. Une normalisation de la méthode d'essai réduit, mais ne supprime
pas, la nécessité de telles connaissances techniques. Tout écart par rapport à la présente méthode d'essai est consigné
avec les résultats.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 6330, Textiles — Méthodes de lavage et de séchage domestiques en vue des essais des textiles
ISO 7941, Propanes et butanes commerciaux — Analyse par chromatographie en phase gazeuse
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
brûlure
lésion par brûlure affectant différents niveaux de profondeur des tissus humains due à des températures
élevées résultant d'un transfert de chaleur à la surface
NOTE Une brûlure des tissus humains survient lorsqu'ils sont soumis à la chaleur et maintenus à une température
élevée (> 44 °C) pendant une durée critique. Pour les besoins de la présente Norme internationale, il est supposé que la
peau comporte trois couches, à savoir l'épiderme qui est la couche extérieure résistante, le derme qui est la couche située
sous l'épiderme et le tissu sous-cutané qui est la couche grasse de la peau située sous le derme. L'épaisseur du tissu
varie dans les différentes parties du corps, d'une personne à l'autre et en fonction de l'âge. La gravité des lésions,
désignée en tant que brûlure au premier, deuxième ou troisième degré (ou sur une épaisseur partielle ou l'épaisseur
totale) dépend du niveau d'élévation de la température au-dessus de 44 °C et de la durée de maintien de la température à
plus de 44 °C. L'Annexe C fournit des informations détaillées sur le modèle et les critères utilisés pour calculer les
dommages.
3.1.1
brûlure au premier degré
brûlure lors de laquelle seule la partie superficielle de l'épiderme est atteinte
NOTE La peau devient rouge, mais ne présente pas de cloque ou n'est pas brûlée sur toute son épaisseur. Les
lésions par brûlure au premier degré sont réversibles.
3.1.1.1
surface de brûlure au premier degré
somme des surfaces représentées par les capteurs de flux thermique pour lesquels seule une brûlure au
premier degré calculée se produit
3.1.2
brûlure au deuxième degré
brûlure sur une épaisseur partielle
brûlure lors de laquelle l'épiderme et une étendue variable du derme sont brûlés, mais toute l'épaisseur du
derme n'est pas détruite et la couche sous-cutanée n'est pas atteinte
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NOTE Les lésions par brûlure au deuxième degré sont plus graves que les lésions par brûlure au premier degré,
mais sont réversibles.
3.1.2.1
surface de brûlure au deuxième degré
somme des surfaces représentées par les capteurs de flux thermique pour lesquels seule une brûlure au
deuxième degré calculée se produit
3.1.3
brûlure au troisième degré
brûlures sur toute l'épaisseur
brûlure sur toute l'épaisseur du derme qui s'étend dans ou au-delà de la graisse sous-cutanée
NOTE Les lésions provoquées par une brûlure au troisième degré sont irréversibles.
3.1.3.1
surface de brûlure au troisième degré
somme des surfaces représentées par les capteurs de flux thermique pour lesquels seule une brûlure au
troisième degré calculée se produit
3.2
vêtements complets
tout vêtement individuel ou combinaison de vêtements conçu(e) pour protéger le torse, les bras et les jambes
de l'utilisateur
NOTE Le vêtement individuel ou la combinaison de vêtements peut inclure une protection de la tête de l'utilisateur
par une cagoule (intégrée ou séparée) ou un passe-montagne. Une combinaison de vêtements peut comprendre des
sous-vêtements et des survêtements.
3.3
distribution de flammes
distribution spatiale des flammes incidentes émises par les brûleurs de l'installation d'essai qui produit une
densité de flux de chaleur contrôlée à la surface du mannequin
3.4
embrasement généralisé
incendie qui se propage rapidement dans un mélange diffus de combustible et d'air sans produire de pression
destructrice
NOTE Le combustible peut être une poussière, un gaz ou des vapeurs d'un liquide inflammable. La durée est
généralement inférieure à 3 s.
3.5
aisance d'un vêtement
différence entre les mensurations du corps (mannequin) et les dimensions du vêtement
3.6
capteur de flux thermique
dispositif capable de mesurer directement la densité du flux de chaleur à la surface du mannequin dans les
conditions d'essai ou capable de fournir des données pouvant être utilisées pour calculer la densité du flux de
chaleur
NOTE Dans les deux cas, les données générées doivent être sous une forme qui peut être traitée par un programme
informatique afin d'évaluer l'énergie totale transférée pendant la période d'enregistrement et les brûlures potentielles.
3.7
mannequin instrumenté
mannequin représentant un homme de taille adulte et dont la surface est équipée de capteurs de flux
thermique destinés à être utilisés lors des essais
3.8
surface totale prévue de brûlure
surface totale de brûlure prévue
somme des surfaces représentées par les capteurs de flux thermique qui calculent au moins une brûlure au
deuxième degré
3.9
ensemble de vêtements de protection
toute combinaison de vêtements de protection complets
NOTE Bien que la présente Norme internationale n'exige pas de capteurs au niveau des mains du mannequin, des
gants peuvent être inclus dans l'ensemble de vêtements de protection devant être soumis à essai. Cela permettra de
représenter une interface réaliste entre les éléments de protection du bras et de la main.
3.10
protection thermique
performance globale de protection d'un vêtement ou d'un ensemble de vêtements de protection par rapport à
la façon dont ils limitent le transfert de chaleur au mannequin pendant la période de collecte des données
NOTE Dans les essais de réaction au feu des vêtements, la protection thermique d'un vêtement ou d'un ensemble
de vêtements et la brûlure prévue consécutive (premier, deuxième ou troisième degré) peuvent être quantifiées par la
réponse mesurée du capteur de flux thermique qui indique la manière dont le vêtement ou l'ensemble de vêtements de
protection limite le transfert de chaleur à la surface du mannequin. Outre la réponse mesurée du capteur, la réaction et la
dégradation physiques du vêtement ou de l'ensemble de vêtements sont des phénomènes observables qui sont associés
au calcul du capteur de flux thermique et constituent des éléments utiles à l'estimation de la protection thermique du
vêtement ou de l'ensemble de vêtements de protection.
3.11
temps avant douleur
temps requis pour que l'interface entre les couches épidermiques et dermiques atteigne 43,2 °C
4 Généralités
La méthode évalue la performance de protection de l'éprouvette qui est soit un vêtement, soit un ensemble de
vêtements. La performance dépend à la fois des matériaux de construction et de la conception. L'éprouvette
est placée sur un mannequin de taille adulte dans les conditions atmosphériques ambiantes et exposée à une
simulation d'incendie en laboratoire en contrôlant le flux de chaleur, la durée et la distribution des flammes. Le
mode opératoire d'essai, l'acquisition des données, les calculs des résultats et la préparation du rapport
d'essai sont réalisés à l'aide d'un matériel et de programmes informatiques.
La chaleur transférée à travers l'éprouvette pendant et après l'exposition est mesurée par les capteurs de flux
thermique. Ces mesures doivent être utilisées pour calculer les surfaces de brûlure au deuxième et troisième
degrés et la surface totale de brûlure provoquées par l'exposition. Elles peuvent également être utilisées pour
calculer le temps avant douleur et la brûlure au premier degré. L'identification du vêtement d'essai, les
conditions d'essai, les commentaires et les remarques sur le but de l'essai, ainsi que la réaction de
l'éprouvette à l'exposition, sont enregistrés et inclus dans le rapport d'essai. La performance de l'éprouvette
est indiquée par l'énergie totale transférée calculée, la surface de brûlure et la façon dont l'éprouvette réagit à
l'exposition d'essai.
5 Appareillage
5.1 Mannequin instrumenté
Un mannequin debout ayant la forme et les dimensions d'une silhouette humaine adulte doit être utilisé (voir
Figure 1). Le mannequin doit être construit de manière à simuler le corps d'un être humain et doit comprendre
une tête, une poitrine/un dos, un abdomen/des fesses, des bras, des mains, des jambes et des pieds. Il
convient que le mannequin soit construit avec des matériaux résistants à la flamme et stables thermiquement,
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tels que les céramiques ou une résine vinylester renforcée à la fibre de verre. Il convient que l'enveloppe ait
une épaisseur d'au moins 3 mm.
Un système de positionnement reproductible est exigé pour le mannequin. Il peut être constitué de tiges de
repérage au sol, d'un cadre de positionnement rigide portatif et de faisceaux lumineux ou laser permettant de
régler l'orientation verticale et la position des bras.

a)  Mannequin instrumenté
Figure 1 — Représentation d'un mannequin instrumenté

b)  Mensurations d'un mannequin masculin
Figure 1 (suite)
1)
Le mannequin intrumenté doit correspondre aux dimensions indiquées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Mensurations d'un mannequin masculin
Dimension Tolérance
Position de mesure
mm mm
1 Hauteur totale 1 830
± 40
2 Tour de poitrine au niveau le plus large 1 025 ± 20
Tour de taille au niveau le plus étroit
3 850 ± 15
4 Hauteur de la taille à la base du talon 1 150
± 50
5 Longueur du haut de l'épaule au poignet en longeant le bras 610 ± 30
6 Hauteur de la fourche à la plante du pied en longeant l'intérieur de la jambe 860 ± 40
7 Tour de bassin au niveau le plus large 1 015 ± 20
Hauteur du centre de la base de la nuque à la taille
8 425 ± 20
Longueur du centre de la base de la nuque au poignet mesurée en passant par
9 830
± 30
l'épaule et en longeant l'extérieur du bras

1)
Un mannequin satisfaisant à ces exigences est commercialisé par Composites USA, 1 Peninsula Drive, Northeast,
Maryland, USA. Tél. [phone]. Cette information est donnée à l'intention des utilisateurs de la présente Norme
internationale et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou recommande l'emploi exclusif du produit ainsi désigné. Des
produits équivalents peuvent être utilisés s'il est démontré qu'ils conduisent aux mêmes résultats.
6 © ISO 2008 – Tous droits réservés

5.2 Capteurs de flux thermique
5.2.1 Principe
Le système de prédiction des brûlures doit utiliser un certain nombre de capteurs de flux thermique capables
de mesurer directement la densité du flux de chaleur incidente ou de fournir des données qui peuvent être
utilisées pour calculer la densité du flux de chaleur à la surface du mannequin dans les conditions d'essai.
Ces informations sont ensuite traitées par un programme informatique afin de prévoir les brûlures. Les calculs
relatifs aux brûlures sont décrits dans l'Annexe C.
5.2.2 Nombre de capteurs de flux thermique
Le système de prédiction des brûlures doit utiliser au moins 100 capteurs de flux thermique. Ils doivent être
répartis aussi uniformément que possible dans chaque zone du mannequin, comme indiqué dans le
Tableau 2.
Tableau 2 — Répart
...