ISO 13506:2008
(Main)Protective clothing against heat and flame — Test method for complete garments — Prediction of burn injury using an instrumented manikin
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.
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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 13506:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 13506:2008(E)
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ISO 13506:2008(E)
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
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ISO 13506:2008(E)
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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ISO 13506:2008(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 13506 was prepared by Technical Committee ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing and
equipment, Subcommittee SC 13, Protective clothing.
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ISO 13506:2008(E)
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
2
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.
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ISO 13506:2008(E)
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]).
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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
2
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.
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ISO 13506:2008(E)
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 p
...
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 13506:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 13506:2008(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 13506:2008(F)
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
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ISO 13506:2008(F)
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
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 13506:2008(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 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.
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ISO 13506:2008(F)
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
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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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ISO 13506:2008(F)
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
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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.
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ISO 13506:2008(F)
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
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.