Fire safety engineering -- Requirements governing algebraic formulae

The requirements in this document govern the application of a set of explicit algebraic formulae for the calculation of specific characteristics of radiation heat flux from an open pool fire. This document is an implementation of the general requirements provided in ISO 16730‑1 for the case of fire dynamics calculations involving a set of explicit algebraic formulae. This document is arranged in the form of a template, where specific information relevant to the algebraic formulae is provided to satisfy the following types of general requirements: a) description of physical phenomena addressed by the calculation method; b) documentation of the calculation procedure and its scientific basis; c) limitations of the calculation method; d) input parameters for the calculation method; and e) domain of applicability of the calculation method. Examples of sets of algebraic formulae meeting the requirements of this document are provided in Annexes A and B. Annex A contains a set of algebraic formulae for radiation heat fluxes from a circular or near-circular open pool fire. Annex B contains formulae for configuration factors of a flame to a target.

Ingénierie de la sécurité incendie -- Exigences régissant les formules algébriques

Les exigences du présent document régissent l'application d'un ensemble de formules algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques du flux de chaleur rayonné provenant d'un feu en nappe. Le présent document est une mise en application des exigences générales spécifiées dans l'ISO 16730-1 pour les calculs relatifs ŕ la dynamique du feu impliquant un ensemble de formules algébriques explicites. Le présent document est organisé sous la forme d'un modčle dans lequel les informations spécifiques relatives aux formules algébriques sont fournies pour satisfaire aux types suivants d'exigences générales: a) description des phénomčnes physiques abordés par la méthode de calcul; b) documentation du mode opératoire de calcul et de sa base scientifique; c) limites de la méthode de calcul; d) paramčtres d'entrée de la méthode de calcul; et e) domaine d'application de la méthode de calcul. Des exemples d'ensembles de formules algébriques satisfaisant aux exigences du présent document sont fournis dans les Annexes A et B. L'Annexe A contient un ensemble de formules algébriques portant sur les flux de chaleur rayonnés provenant d'un feu en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire. L'Annexe B contient des formules pour les facteurs de configuration d'une flamme par rapport ŕ une cible.

General Information

Status
Published
Publication Date
19-Mar-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
17-Jan-2019
Completion Date
20-Mar-2019
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ISO 24678-7:2019 - Fire safety engineering -- Requirements governing algebraic formulae
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ISO 24678-7:2019 - Ingénierie de la sécurité incendie -- Exigences régissant les formules algébriques
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 24678-7
First edition
2019-03
Corrected version
2019-06
Fire safety engineering —
Requirements governing algebraic
formulae —
Part 7:
Radiation heat flux received from an
open pool fire
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 7: Flux de chaleur rayonné reçu d'un feu en nappe ouvert
Reference number
ISO 24678-7:2019(E)
ISO 2019
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ISO 24678-7:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Requirements governing the description of physical phenomena ..................................................................2

5 Requirements governing the documentation ........................................................................................................................ 3

6 Requirements governing the limitations .................................................................................................................................... 3

7 Requirements governing the input parameters .................................................................................................................. 3

8 Requirements governing the domain of applicability ................................................................................................... 4

Annex A (informative) Algebraic formulae for thermal radiation from a circular or near

circular open pool fire .................................................................................................................................................................................... 5

Annex B (informative) Configuration factors of a cylindrical flame to a target ....................................................20

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................39

© ISO 2019 – All rights reserved iii
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ISO 24678-7:2019(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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso

.org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire

safety engineering.
A list of all parts in the ISO 24678 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.

This corrected version of ISO 24678-7:2019 incorporates the following corrections:

Figure 1: "ISO 23932" has been corrected to "ISO 23932-1:2018". The box titled "selection of engineering

methods" has been highlighted.

Figure A.2: The symbol m&, estimation of mass burning rate, has been corrected to m" .

B.3.1.2, Formula B.2: first parenthesis, under the squared root, "x+1/x−1" has been corrected to read

"x−1/x+1".
B.3.1.2, Formula B.5: second denominator "r" has been corrected to "r ".
B.3.3.2.1, Figure B.11 a): The black triangles have been removed.
B.3.3.3.1, Figure B.12: The black rectangle has been removed.
B.3.3.3.1, Figure B.13: "1" has been removed from inside the figure.
B.3.3.3.1, Figure B.14: The horizontal line has been removed.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)
Introduction

This document is intended to be used by fire safety practitioners involved with fire safety engineering

calculation methods. It is expected that the users of this document are appropriately qualified and

competent in the field of fire safety engineering. It is particularly important that the users understand

the parameters within which particular methodologies can be used.

Algebraic formulae conforming to the requirements of this document are used with other engineering

calculation methods during fire safety design. Such a design is preceded by the establishment of a

context, including the fire safety goals and objectives to be met, as well as performance criteria when

a trial fire safety design is subject to specified design fire scenarios. Engineering calculation methods

are used to determine if these performance criteria are met by a particular design and if not, how the

design needs to be modified.

The subjects of engineering calculations include the fire safety design of entirely new built

environments, such as buildings, ships or vehicles as well as the assessment of the fire safety of existing

built environments.

The algebraic formulae discussed in this document can be useful for estimating the consequences of

design fire scenarios. Such formulae are valuable for allowing the practitioner to quickly determine

how a proposed fire safety design needs to be modified to meet performance criteria and to compare

among multiple trial designs. Detailed numerical calculations can be carried out until the final

design documentation. Examples of areas where algebraic formulae have been applicable include

determination of convective and radiative heat transfer from fire plumes, prediction of ceiling jet flow

properties governing detector response times, calculation of smoke transport through vent openings,

and analysis of compartment fire hazards such as smoke filling and flashover. However, the simple

models often have stringent limitations and are less likely to include the effects of multiple phenomena

occurring in the design fire scenarios.

The general principles are described in ISO 23932-1, which provides a performance-based methodology

for engineers to assess the level of fire safety for new or existing built environments. Fire safety is

evaluated through an engineered approach based on the quantification of the behaviour of fire and

based on knowledge of the consequences of such behaviour on life safety, property and the environment.

ISO 23932-1 provides the process (i.e. necessary steps) and essential elements to conduct a robust

performance-based fire safety design.

ISO 23932-1 is supported by a set of available fire safety engineering International Standards on

the methods and data needed for all the steps in a fire safety engineering design as summarized in

Figure 1 (taken from ISO 23932-1:2018, Clause 4). The set includes ISO 16730-1, ISO 16733-1, ISO 16732,

ISO 16734, ISO 16735, ISO 16736, ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-6, ISO/TS 24679, ISO 23932-1,

ISO/TS 29761 and other supporting technical reports that provide examples of and guidance on the

application of these standards.

Each International Standard supporting the global fire safety engineering analysis and information

system includes language in the introduction to tie the standard to the steps in the fire safety

engineering design process outlined in ISO 23932-1. ISO 23932-1 requires that engineering methods

be selected properly to predict the fire consequences of specific scenarios and scenario elements

(ISO 23932-1:2018, Clause 10). Pursuant to the requirements of ISO 23932-1, this document provides

the requirements governing algebraic formulae for fire safety engineering. This step in the fire safety

engineering process is shown as a highlighted box in Figure 1 and described in ISO 23932-1.

© ISO 2019 – All rights reserved v
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ISO 24678-7:2019(E)
Key
See also ISO/TR 16576 (Examples).
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 29761.
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 29761.

See also ISO/TS 13447, ISO 16730-1, ISO/TR 16730-2 to 5 (Examples), ISO 16734, ISO 16735, ISO 16736,

ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-6.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)
See also ISO/TR 16738, ISO 16733-1.

NOTE Documents linked to large parts of the FSE process: ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 24679, ISO/

TS 29761, ISO/TR 16732-2 to 3 (Examples), ISO/TR 24679-2 to 4 and 6 (Examples).

Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety engineering design process (from

ISO 23932-1:2018)
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 24678-7:2019(E)
Fire safety engineering — Requirements governing
algebraic formulae —
Part 7:
Radiation heat flux received from an open pool fire
1 Scope

The requirements in this document govern the application of a set of explicit algebraic formulae for the

calculation of specific characteristics of radiation heat flux from an open pool fire.

This document is an implementation of the general requirements provided in ISO 16730-1 for the case

of fire dynamics calculations involving a set of explicit algebraic formulae.

This document is arranged in the form of a template, where specific information relevant to the

algebraic formulae is provided to satisfy the following types of general requirements:

a) description of physical phenomena addressed by the calculation method;
b) documentation of the calculation procedure and its scientific basis;
c) limitations of the calculation method;
d) input parameters for the calculation method; and
e) domain of applicability of the calculation method.

Examples of sets of algebraic formulae meeting the requirements of this document are provided in

Annexes A and B. Annex A contains a set of algebraic formulae for radiation heat fluxes from a circular or

near-circular open pool fire. Annex B contains formulae for configuration factors of a flame to a target.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 5725 (all parts), Precision of test methods — Determination of repeatability and reproducibility for a

standard test method by inter-laboratory tests
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary

ISO 16730-1, Fire safety engineering — Procedures and requirements for verification and validation of

calculation methods — Part 1: General

ISO 16733-1, Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and design fires — Part 1:

Selection of design fire scenarios
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.

© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 24678-7:2019(E)

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
3.1
pool fire

burning of a horizontal, upward-facing, combustible fuel of liquids, liquefied gases or horizontally

placed melting plastic materials
3.2
open pool fire

pool fire (3.1) in open air or in a space that is very large relative to the size of the fire, where the confined

effect of the built environment on the behaviour of its flame is negligible

Note 1 to entry: The open pool fire characteristics are dependent on the outside conditions such as wind.

3.3
circular or near circular pool fire
pool fire (3.1) whose geometry can be approximated by a circular shape

Note 1 to entry: In case of an elongated pool, this approximation is valid if the ratio between the longest dimension

[1]
and the shortest dimension is not greater than 2 to 3 .
3.4
equivalent diameter

diameter of a circular pool whose plan area is equivalent with rectangular or irregularly shaped pools

3.5
absorption coefficient
the fraction of absorbed radiation intensity per unit length of radiation path.
3.6
radiative fraction
ratio of the radiative heat release rate to the total heat release rate
3.7
mean flame height

time-averaged height of flames above the base of a fire, defined as the elevation where the probability

of finding flames is 50 %
3.8
atmospheric transmissivity

ratio of the transmitted radiation intensity after passing through unit length of a participating medium

(carbon dioxide, water vapour, dust and fog) to the radiation intensity that would have passed the same

distance through clean air
4 Requirements governing the description of physical phenomena

4.1 Radiation heat flux from an open pool fire is a complex thermo-physical and chemical phenomenon

that can be highly transient or nearly steady-state. Radiation heat flux depends on the combustible

properties, the combustible’s geometry and the environment between the radiation source and the

"target" that receives the heat flux. The properties of the target need to be considered when further

calculations of target behaviour are assessed, e.g. injuries to people, malfunction/damage of a piece

of equipment, ignition of a combustible material, deteriorations of structural members. The physical

phenomena described in this document are concerned with only the calculations of the radiation heat

flux received by a target from an open pool fire.
2 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)

4.2 General types of pool sources, pool geometry and relative positions of the considered targets

(including the position of radiation screens placed between the pool and the targets) shall be described

with the aid of diagrams.

4.3 Scenario elements, as determined by ISO 16733-1, to which specific formulae apply shall be clearly

identified. Radiation heat flux characteristics to be calculated and their useful ranges shall be clearly

identified, including those characteristics inferred by association with calculated quantities, if applicable.

4.4 Physical phenomena (e.g. pool formation during a continuous release, interaction between fire and

extinguishing materials) to which specific formulae apply shall be clearly identified.

4.5 Because different formulae describe different pool source radiative flame characteristics (see

4.2) or apply to different scenarios (see 4.3), it shall be shown that if there is more than one method to

calculate a given quantity, guidance shall be given on the selection of appropriate methods. An example

describing the choice of a method is given in Annex A.
5 Requirements governing the documentation

5.1 The general requirements governing the documentation can be found in ISO 16730-1.

5.2 The process to be followed in performing calculations shall be described through a set of algebraic

formulae.

5.3 Each formula shall be presented in a separate clause containing a statement that describes the

output of the formula, as well as explanatory notes and limitations unique to the presented formula.

5.4 Each variable in the formula set shall be clearly defined, along with appropriate SI units. Formula

versions with dimensionless coefficients are usually preferred.

5.5 The scientific basis for the formula set shall be provided through references to recognized

handbooks, peer-reviewed scientific literature or through derivations, where appropriate.

5.6 Examples shall be provided to demonstrate how the formula set is evaluated using values for all

input parameters consistent with all the requirements of Clause 5.
6 Requirements governing the limitations

6.1 Quantitative limits on the direct application of the algebraic formula set to calculate output

parameters, consistent with the scenarios described in Clause 4, shall be provided.

6.2 Cautions on the use of the algebraic formula set within a more general calculation method shall be

provided including checks of consistency with the other relations used in the calculation method and the

numerical process employed.
7 Requirements governing the input parameters

7.1 Input parameters for the set of algebraic formulae shall be identified clearly, e.g. mass burning rate,

pool diameter, etc.

7.2 Sources of data for input parameters shall be identified or provided explicitly.

7.3 The valid ranges for input parameters shall be listed as specified in ISO 16730-1.

© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 24678-7:2019(E)
8 Requirements governing the domain of applicability

8.1 One or more collections of measurement data shall be identified to establish the domain of

applicability of the set of algebraic formulae. The data shall have a certain level of quality in accordance

with ISO 5725(all parts) (e.g. repeatability and reproducibility). The level of quality shall be assessed

through a documented standardised procedure.

8.2 The domain of applicability of the algebraic formulae shall be determined through comparison

with the measurement data as given in 8.1.

8.3 Potential sources of errors that limit the set of algebraic formulae to the specific scenarios shall be

identified, e.g. the assumption of quiescent atmosphere.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)
Annex A
(informative)
Algebraic formulae for thermal radiation from a circular or near
circular open pool fire
A.1 Symbols and abbreviated terms used in this Annex
A plan area of a pool fire source (m )
D equivalent diameter of a pool fire source (m)
E emissive power of a flame (kW/m )
E emissive power of the luminous region of a flame (kW/m )
max
E emissive power of smoke (kW/m )
F configuration factor of a flame to a target (−)
F configuration factor of a flame to a horizontal target (−)
12,h
F configuration factor of a flame to a vertical target (−)
12,v
g gravity acceleration (9,81 m/s )
H vertical distance from flame base to a target (m)
k radiation absorption coefficient of a flame from various fuels (m )
L mean flame height (m)
mass burning rate per unit area (kg/m ·s)
mass burning rate per unit area of a sufficiently large pool (kg/m ·s)
m non-dimensional burning rate (−)
radiation heat flux to a target (kW/m )
heat release rate (kW)
u wind velocity (m/s)
u* non-dimensional wind velocity
X horizontal distance to a target from the centre of a flame (m)

β radiation absorption coefficient of a flame taking the diameter as the characteristic

length (m )
χ radiative fraction (−)
ΔH heat of combustion of fuel (J/kg)
© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 24678-7:2019(E)
θ flame tilt angle (rad)
ρ density of normal ambient air (1,2 kg/m )
τ atmospheric transmissivity (−)
A.2 Description of the physical phenomena addressed by the algebraic formula set
A.2.1 General

The formulae described in this annex provide radiation heat fluxes from a pool fire to a target and can

be applicable to various locations and orientations. The set of formulae is particularly convenient for

horizontal and vertical target orientations. The formulae presented here have been validated on sooty

liquid hydrocarbon fires.
A.2.2 General description of the calculation method

Estimating the radiation heat flux received by a target from a pool fire involves the three following steps:

— determination of the characteristics of the pool fire (burning surface, mass burning rate, duration

of the fire, time to steady-state conditions, etc.);

— determination of the thermal radiation characteristics of the pool fire (flame height, flame tilt,

emissive power of the flames, etc.);

— calculation of the radiation heat flux received by a target (configuration factor of a flame to a target,

atmospheric transmissivity along radiation path).

It is very important that a single method be used for all the three steps of this process. The methods

presented in this annex constitute whole methods and its parts cannot be changed. The validation of

the whole model needs to be considered, not its components individually.
A.2.3 Scenario elements to which the set of formulae is applicable

The set of formulae is applicable to thermal radiation from quasi-steady-state pool fire flames that are

approximately circular or square in plan area in an unobstructed environment, unless otherwise stated.

A.2.4 Self-consistency of the set of formulae

The set of formulae provided in this annex has been derived and reviewed to ensure that the calculation

results from different formulae in the set are consistent (i.e. do not produce conflicts).

A.2.5 Standards and other documents where the set of formulae is used
None specified.
A.3 Documentation of the set of formulae
A.3.1 General

As shown in Figure A.1, radiation is emitted by a flame and received by a target. The heat flux received

by a target from a pool fire can be calculated with the following algebraic formula:

qE=τ F (A.1)
6 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)
Key
1 flame (surface 1)
2 target (surface 2)
3 emissions (to all directions)
4 heat flux to a target
Figure A.1 — Radiation from a flame to a target

Figure A.2 depicts the successive steps to estimate the radiation heat flux received by a target from a

pool fire. From the specified burning object characteristics, the heat release rate and the diameter of

the pool, when not given, are estimated. The emissive power from the flame surface is assumed to be

a function of the diameter of the pool. The flame geometry is calculated by using the heat release rate

and fire source diameter. Finally, the configuration factor of a flame to a target is calculated. The effect

of blockage by a participation medium such as soot, water vapour and dipole gases is considered, where

necessary, as atmospheric transmissivity.

The target is considered as an infinitesimally small plane element, which is assumed to be located at

the minimum distance between the fire and the real target. Because configuration factors are also

considered in the calculations of the physical phenomena, the point is associated with an element

surface. In the rest of this document, the target will be seen as a unit surface of a target. In this annex,

a solid cylindrical flame model is adopted. As presented in Figure A.2, the method is composed of

different interdependent sub-models, mean flame height, emissive power and so on.

© ISO 2019 – All rights reserved 7
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ISO 24678-7:2019(E)

Figure A.2 — Calculation process of radiation heat flux received by a target from a pool fire

A.3.2 Geometry and heat release rate of pool fires
A.3.2.1 Equivalent diameter of a pool fire source
The equivalent diameter of a pool fire source, D, is given by Formula (A.2):
D= (A.2)
A.3.2.2 Heat release rate
The heat release rate, Q , is given by:
QH=Δ mA″ (A.3)

Examples of mass burning rate and net heat of combustion are shown in Table A.1. Using these values,

[2]
the mass burning rate is estimated by :
″ −kD
mm″=−()1 e (A.4)
NOTE Formula (A.4) is valid for large pool fires with D > 0,2 m.
[3]
Table A.1 — Net heat of combustion and mass burning rate of various fuels
Net heat of Mass burning rate at Radiation absorption
Fuel
combustion sufficiently large pool coefficient
ΔH (MJ/kg) k (m )
c 
m (kg/m ·s)
Liquid H 120 0,017 6,1
LNG 50,0 0,078 1,1
LP-gas 46,0 0,099 1,4
8 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 24678-7:2019(E)
Table A.1 (continued)
Net heat of Mass burning rate at Radiation absorption
Fuel
combustion sufficiently large pool coefficient
ΔH (MJ/kg) k (m )
c 
m (kg/m ·s)
Methanol 20,0 0,017 —
Ethanol 26,8 0,015 —
Butane 42,7 0,078 2,7
Hexane 44,7 0,074 1,9
Heptane 44,6 0,101 1,1
benzene 40,1 0,085 2,7
Xylene 40,8 0,090 1,4
Acetone 25,8 0,041 1,9
Dioxane 26,2 0,018 5,4
Diethyl ether 34,2 0,085 0,7
Benzine 44,7 0,048 3,6
Gasoline 43,7 0,055 2,1
Kerosine 43,2 0,039 3,5
JP-4 43,5 0,051 3,6
JP-5 43,0 0,054 1,6
Transformer oil 46,4 0,039 0,7
Fuel oil, heavy 39,7 0,035 1,7
Crude oil 42,5 0,022 2,8
A.3.3 Cylindrical solid flame model and surface emissive power
A.3.3.1 Selection of methods

Several models have been developed based on the solid flame concept. The most common one is the

cylindrical solid flame model as shown in Figure A.1. This model has been chosen to represent the

radiative emitter by the lateral envelope of the flame as well as the upper disk.

There are various methods for estimating the surface emissive power. The surface emissive power is

[4]

related to the area of the cylindrical solid flame and the flame height. The Mudan-Croce method ,

[5]

Shokri-Beyler method and the radiative fraction method are adopted in this annex. Each set of

formulae corresponds to a specific fuel type and a range of fuel diameter. The Mudan-Croce method

[6][7]

is accompanied with the Thomas’ formula for flame height and flame tilt. The Shokri-Beyler

[8]

method is associated with the Heskestad’s formula for flame height as described in ISO 16734. As

the estimation formula for the emissive power is related to the surface area of flame, mixing various

methods need to be avoided.
A.3.3.2 Mudan-Croce’s method
A.3.3.2.1 General

The Mudan-Croce method, for estimating the incident heat flux from a pool fire, suggests the

following formulae for the effective emissive power of gasoline, kerosene, and JP-4 flames, but it

is not recommended for LNG. The set of formulae uses correlations of flame height developed by

Thomas from wood crib experiments. In case of windy conditions, the flame tilt angle is calculated

by correlation developed by Thomas. This method is recommended in the range of diameter of

approximately 1 m to 60 m.
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ISO 24678-7:2019(E)
A.3.3.2.2 Flame height by Thomas’ formula
In case of quiescent atmosphere, the flame height is calculated by [6]:
L m″
06, 1
=42() (A.5)
ρ gD
NOTE Formula (A.5) is suitable for large open pool fires. See A.4.1 for details.
[6]
In the presence of wind, the flame length and tilt angle are :
L m″
06,*70− ,21
=55() ()u (A.6)
ρ gD
11()u ≤
cosθ
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 24678-7
Première édition
2019-03
Version corrigée
2019-06
Ingénierie de la sécurité incendie —
Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 7:
Flux de chaleur rayonné reçu d'un feu
en nappe ouvert
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic
formulae —
Part 7: Radiation heat flux received from an open pool fire
Numéro de référence
ISO 24678-7:2019(F)
ISO 2019
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ISO 24678-7:2019(F)
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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ISO 24678-7:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques ........................................................................ 2

5 Exigences régissant la documentation .......................................................................................................................................... 3

6 Exigences régissant les limites .............................................................................................................................................................. 3

7 Exigences régissant les paramètres d’entrée ......................................................................................................................... 4

8 Exigences régissant le domaine d’application ....................................................................................................................... 4

Annexe A (informative) Formules algébriques pour le rayonnement thermique d’un feu

en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire ..................................................................................................................... 5

Annexe B (informative) Facteurs de configuration d’une flamme cylindrique par rapport

à une cible .................................................................................................................................................................................................................21

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................41

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 24678-7:2019(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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L’attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4,

Ingénierie de la sécurité incendie.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 24678 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.

La présente version corrigée de l'ISO 24678-7:2019 inclut les corrections suivantes :

Figure 1: "ISO 23932" est devenu "ISO 23932-1:2018". Le cadre intitulé "Choisir les méthodes

d'ingénierie" a été surligné.

B.3.1.2, Formule (B.2): la première parenthèse, sous la racine carrée, "x+1/x−1" est devenu "x−1/x+1".

B.3.1.2, Formule (B.5): le deuxième dénominateur "r" est devenu "r ".
B.3.3.2.1, Figure B.11 a) : les triangles noirs ont été supprimés.
B.3.3.3.1, Figure B.12: les rectangles noirs ont été supprimés.
B.3.3.3.1, Figure B.13: "1" ne figure plus à l'intérieur de la figure.
B.3.3.3.1, Figure B.14: la ligne horizontale a été supprimée.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 24678-7:2019(F)
Introduction

Le présent document est destiné à être utilisé par les praticiens de la sécurité incendie impliqués

dans les méthodes de calcul utilisées dans l’ingénierie de la sécurité incendie. Il est attendu que les

utilisateurs du présent document possèdent une qualification et une compétence appropriées dans le

domaine de l’ingénierie de la sécurité incendie. Il est particulièrement important que les utilisateurs

comprennent les paramètres avec lesquels les méthodologies spécifiques peuvent être utilisées.

Les formules algébriques conformes aux exigences du présent document sont utilisées conjointement

avec d’autres méthodes de calcul d’ingénierie lors du dimensionnement de la sécurité incendie. Ces

calculs sont précédés par l’établissement d’un contexte, y compris les buts et objectifs de sécurité

contre l’incendie à atteindre, ainsi que par des critères de performance lorsqu’un dimensionnement

de sécurité incendie d’essai est soumis à des scénarios d’incendie de dimensionnement. Les méthodes

de calcul d’ingénierie sont utilisées pour déterminer si ces critères de performance sont satisfaits

par un dimensionnement particulier et si ce n’est pas le cas, comment il est nécessaire de modifier le

dimensionnement.

Les aspects couverts par les calculs d’ingénierie incluent le dimensionnement de la sécurité incendie

des environnements bâtis entièrement neufs, par exemple les bâtiments, les navires ou les véhicules,

ainsi que l’évaluation de la sécurité contre l’incendie des environnements bâtis existants.

Les formules algébriques mentionnées dans le présent document peuvent être utiles pour estimer les

conséquences des scénarios d’incendie de dimensionnement. Ces formules sont utiles dans la mesure où

elles permettent au praticien de déterminer rapidement la manière dont il est nécessaire de modifier

un dimensionnement de sécurité incendie suggéré pour répondre aux critères de performance, et de le

comparer avec de multiples dimensionnements d’essai. Les calculs numériques détaillés peuvent être

effectués jusqu’à la documentation de dimensionnement finale. Les domaines dans lesquels des formules

algébriques se sont avérées applicables comprennent, par exemple, la détermination du transfert de

chaleur par convection et par rayonnement, des panaches de feu, la prédiction des propriétés des

écoulements en jet sous plafond régissant les temps de réponse des détecteurs, le calcul du transport de

la fumée dans les ouvertures de ventilation et l’analyse des dangers d’un feu en compartiment tels que

le remplissage par la fumée et l’embrasement généralisé. Cependant, les modèles simples ont parfois

des limites contraignantes et sont moins susceptibles d’inclure les effets de phénomènes multiples qui

se produisent dans le scénario d’incendie de dimensionnement.

Les principes généraux décrits dans l’ISO 23932-1 fournissent une méthodologie «performantielle»

utile aux ingénieurs pour l’évaluation du niveau de sécurité incendie des environnements bâtis neufs

ou existants. La sécurité incendie est évaluée par une méthode d’ingénierie basée sur la quantification

du comportement du feu, prenant en compte la connaissance des conséquences d’un tel comportement

sur la protection des vies humaines, des biens et de l’environnement. L’ISO 23932-1 décrit le processus

(c’est-à-dire les étapes nécessaires) et les éléments essentiels afin de réaliser un dimensionnement

performantiel et robuste de la sécurité incendie.

L’ISO 23932-1 s’appuie sur un ensemble de normes ISO d’ingénierie de la sécurité incendie disponibles

et portant sur les méthodes et les données requises pour toutes les étapes de conception d’un processus

d’ingénierie de sécurité incendie, résumées à la Figure 1 (extraite de l’Article 4 de l’ISO 23932-1:2018).

Cet ensemble comprend l’ISO 16730-1, l’ISO 16733-1, l’ISO 16732, l’ISO 16734, l’ISO 16735, l’ISO 16736,

ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-6, l’ISO/TS 24679, l’ISO 23932-1, l’ISO/TS 29761 et d’autres

rapports techniques d’accompagnement qui fournissent des exemples et des recommandations relatives

à l’application de ces normes.

Chaque Norme internationale se rapportant au système global d’information et d’analyse de l’ingénierie

de la sécurité incendie comprend, dans son introduction, des informations permettant de relier la

norme aux étapes correspondantes du processus de dimensionnement par l’ingénierie de la sécurité

incendie présenté dans l’ISO 23932-1. L’ISO 23932-1 exige que les méthodes d’ingénierie soient choisies

correctement pour prédire les conséquences du feu de scénarios et éléments de scénario spécifiques

(ISO 23932-1:2018, Article 10). Conformément aux exigences de l’ISO 23932-1, le présent document

fournit les exigences qui régissent les formules algébriques du dimensionnement de la sécurité incendie.

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ISO 24678-7:2019(F)

L’étape correspondante dans le processus de dimensionnement de la sécurité incendie est indiquée par

la case grise sur la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932-1.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 24678-7:2019(F)
Légende
Voir également l’ISO/TR 16576 (Exemples).
Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 29761.
Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 29761.
© ISO 2019 – Tous droits réservés vii
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ISO 24678-7:2019(F)

Voir également l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, les ISO/TR 16730-2 à 5 (Exemples), l’ISO 16734, l’ISO 16735,

l’ISO 16736, l’ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-6.
Voir également l’ISO/TR 16738, l’ISO 16733-1.

NOTE Documents liés à des parties importantes du processus ISI: ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 24679,

ISO/TS 29761, ISO/TR 16732-2 à 3 (Exemples), ISO/TR 24679-2 à 4 et 6 (Exemples).

Figure 1 — Organigramme représentant le processus de conception par ingénierie de

la sécurité incendie (extrait de l’ISO 23932-1:2018)
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NORME INTERNATIONALE ISO 24678-7:2019(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant
les formules algébriques —
Partie 7:
Flux de chaleur rayonné reçu d'un feu en nappe ouvert
1 Domaine d’application

Les exigences du présent document régissent l’application d’un ensemble de formules algébriques

explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques du flux de chaleur rayonné provenant d’un feu

en nappe.

Le présent document est une mise en application des exigences générales spécifiées dans l’ISO 16730-1

pour les calculs relatifs à la dynamique du feu impliquant un ensemble de formules algébriques

explicites.

Le présent document est organisé sous la forme d’un modèle dans lequel les informations spécifiques

relatives aux formules algébriques sont fournies pour satisfaire aux types suivants d’exigences

générales:
a) description des phénomènes physiques abordés par la méthode de calcul;
b) documentation du mode opératoire de calcul et de sa base scientifique;
c) limites de la méthode de calcul;
d) paramètres d’entrée de la méthode de calcul; et
e) domaine d’application de la méthode de calcul.

Des exemples d’ensembles de formules algébriques satisfaisant aux exigences du présent document sont

fournis dans les Annexes A et B. L’Annexe A contient un ensemble de formules algébriques portant sur les

flux de chaleur rayonnés provenant d’un feu en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire. L’Annexe B

contient des formules pour les facteurs de configuration d’une flamme par rapport à une cible.

2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 5725 (toutes les parties), Fidélité des méthodes d’essai — Détermination de la répétabilité et de la

reproductibilité d’une méthode d’essai normalisée par essais interlaboratoires
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire

ISO 16730-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la vérification et la

validation des méthodes de calcul — Partie 1: Généralités

ISO 16733-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Sélection de scénarios d'incendie et de feux de

dimensionnement — Partie 1: Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement
© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
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ISO 24678-7:2019(F)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13943 ainsi que les

suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

3.1
feu en nappe

combustion d’un carburant combustible horizontal et orienté vers le haut composé de liquides, de gaz

liquéfiés ou de matières plastiques en fusion placées horizontalement
3.2
feu en nappe ouvert

feu en nappe (3.1) en plein air ou dans un espace très grand par rapport à la taille du feu, où l’effet

confiné de l’environnement bâti sur le comportement de sa flamme est négligeable

Note 1 à l'article: Les caractéristiques du feu en nappe ouvert dépendent des conditions extérieures comme le vent.

3.3
feu en nappe circulaire ou quasi circulaire
feu en nappe (3.1) dont la géométrie peut être assimilée à une forme circulaire

Note 1 à l'article: Dans le cas d’une nappe allongée, cette assimilation est valide si le rapport entre la dimension la

[1]
plus longue et la dimension la plus courte ne dépasse pas 2 à 3 .
3.4
diamètre équivalent

diamètre d’une nappe circulaire dont la surface plane est équivalente aux nappes de forme rectangulaire

ou irrégulière
3.5
coefficient d’absorption

fraction d’intensité du rayonnement absorbé par unité de longueur de la trajectoire de rayonnement

3.6
fraction radiative

rapport entre le taux de dégagement thermique radiatif et le débit calorifique total

3.7
hauteur moyenne de la flamme

moyenne temporelle de la hauteur des flammes au-dessus de la base d’un feu, définie comme l’élévation

où la probabilité de trouver des flammes est de 50 %
3.8
transmissivité atmosphérique

rapport entre l’intensité du rayonnement transmise après avoir traversé une longueur unitaire d’un

fluide présent (dioxyde de carbone, vapeur d’eau, poussière et brouillard) et l’intensité du rayonnement

qui aurait parcouru la même distance dans de l’air propre
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques

4.1 Le flux de chaleur rayonné provenant d’un feu en nappe ouvert est un phénomène thermophysique

et chimique complexe qui peut être très transitoire ou de régime permanent. Le flux de chaleur rayonné

dépend des propriétés du combustible, de la géométrie du combustible et de l’environnement entre la

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ISO 24678-7:2019(F)

source de rayonnement et la «cible» qui reçoit le flux de chaleur. Les propriétés de la cible doivent être

prises en considération lorsque des calculs supplémentaires du comportement de la cible sont évalués,

par exemple les blessures subies par les personnes, le dysfonctionnement/les dommages sur une partie

de l’équipement, l’allumage d’un matériau combustible, les détériorations d’éléments structurels. Les

phénomènes physiques décrits dans le présent document concernent uniquement les calculs du flux de

chaleur rayonné provenant d’un feu en nappe ouvert et reçu par une cible.

4.2 Différents types de sources de feux en nappe, la géométrie de la nappe et les positions relatives des

cibles examinées (y compris la position des écrans antirayonnements placés entre la nappe et les cibles)

doivent être décrits à l’aide de diagrammes.

4.3 Les éléments de scénario tels que déterminés par l’ISO 16733-1, auxquels s’appliquent les formules

spécifiques doivent être clairement identifiés. Les caractéristiques du flux de chaleur rayonné à calculer

ainsi que leurs plages utiles doivent être clairement identifiées, y compris les caractéristiques présumées

par association avec des grandeurs calculées, si applicable.

4.4 Les phénomènes physiques (par exemple la formation d’une nappe pendant un dégagement

continu, l’interaction entre le feu et les matériaux extincteurs) auxquels des formules spécifiques

s’appliquent doivent être clairement identifiés.

4.5 Étant donné que différentes formules décrivent différentes caractéristiques des flammes radiatives

de la source de la nappe (voir 4.2) ou s’appliquent à différents scénarios (voir 4.3), il doit être démontré

que si plusieurs méthodes permettent de calculer une grandeur donnée, des recommandations doivent

être données pour choisir les méthodes appropriées. Un exemple décrivant le choix d’une méthode est

donné en Annexe A.
5 Exigences régissant la documentation

5.1 Les exigences générales qui régissent la documentation figurent dans l’ISO 16730-1.

5.2 Le processus à suivre pour réaliser les calculs doit être décrit par un ensemble de formules

algébriques.

5.3 Chaque formule doit être présentée dans un paragraphe distinct contenant un énoncé qui décrit le

résultat de la formule, ainsi que des notes explicatives et les limites propres à la formule présentée.

5.4 Chaque variable dans l’ensemble de formules doit être clairement définie avec les unités SI

appropriées. Les versions des formules avec des coefficients sans dimension sont généralement

préférées.

5.5 La base scientifique de l’ensemble de formules doit être donnée par des références à des manuels

reconnus, à la littérature scientifique évaluée par des pairs ou par des dérivations, selon le cas.

5.6 Des exemples doivent être fournis pour démontrer comment l’ensemble de formules est évalué,

en utilisant, pour tous les paramètres d’entrée, des valeurs cohérentes avec toutes les exigences de

l’Article 5.
6 Exigences régissant les limites

6.1 Les limites quantitatives à l’application directe de l’ensemble de formules algébriques pour calculer

les paramètres de sortie, cohérentes avec les scénarios décrits à l’Article 4, doivent être spécifiées.

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6.2 Des avertissements relatifs à l’utilisation de l’ensemble de formules algébriques dans une méthode

de calcul plus générale doivent être fournis, y compris les contrôles de la cohérence avec les autres

relations utilisées dans la méthode de calcul et les processus numériques utilisés.

7 Exigences régissant les paramètres d’entrée

7.1 Les paramètres d’entrée pour l’ensemble de formules algébriques doivent être clairement

identifiés, par exemple: vitesse massique de brûlage, diamètre de la nappe, etc.

7.2 L’origine des données relatives aux paramètres d’entrée doit être identifiée ou fournie

explicitement.

7.3 Le domaine de validité de chaque paramètre d’entrée doit être indiqué comme spécifié dans

l’ISO 16730-1.
8 Exigences régissant le domaine d’application

8.1 Une ou plusieurs collectes de données de mesurage doivent être identifiées pour déterminer le

domaine d’application de l’ensemble de formules algébriques. Ces données doivent avoir un certain

niveau de qualité en conformité avec l’ISO 5725(toutes les parties) (par exemple la répétabilité et la

reproductibilité). Le niveau de qualité doit être évalué par un mode opératoire normalisé documenté.

8.2 Le domaine d’application des formules algébriques doit être déterminé par une comparaison avec

les données de mesurage données en 8.1.

8.3 Il faut identifier les sources d’erreur possibles qui limitent l’ensemble de formules algébriques aux

scénarios spécifiques indiqués, par exemple l’hypothèse d’une atmosphère tranquille.

4 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 24678-7:2019(F)
Annexe A
(informative)
Formules algébriques pour le rayonnement thermique d’un feu
en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire
A.1 Symboles et abréviations utilisés dans la présente annexe
A surface plane d’une source de feu en nappe (m )
D diamètre équivalent d’une source de feu en nappe (m)
E pouvoir émissif d’une flamme (kW/m )
E pouvoir émissif de la région lumineuse d’une flamme (kW/m )
max
E pouvoir émissif de la fumée (kW/m )
F facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible (−)
F facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible horizontale (−)
12,h
F facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible verticale (−)
12,v
g accélération de la gravité (9,81 m/s )
H distance verticale entre la base de la flamme et une cible (m)

k coefficient d’absorption de rayonnement d’une flamme pour différents combustibles (m )

L hauteur moyenne de la flamme (m)
vitesse massique de brûlage par unité de surface (kg/m ·s)

vitesse massique de brûlage par unité de surface d’une nappe suffisamment grande (kg/m ·s)

m* vitesse de brûlage non dimensionnelle (−)
densité de flux de chaleur rayonné vers une cible (kW/m )
débit calorifique (kW)
u vitesse du vent (m/s)
u* vitesse du vent non dimensionnelle

X distance horizontale par rapport à une cible à partir du centre d’une flamme (m)

β coefficient d’absorption de rayonnement d’une flamme en prenant le diamètre comme lon-

gueur caractéristique (m )
χ fraction radiative (−)
ΔH chaleur de la combustion du combustible (J/kg)
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ISO 24678-7:2019(F)
θ angle d’inclinaison de la flamme (rad)
ρ densité de l’air ambiant normal (1,2 kg/m )
τ transmissivité atmosphérique (−)
A.2 Description des phénomènes physiques abordés par l’ensemble de formules
algébriques
A.2.1 Généralités

Les formules décrites dans la présente annexe fournissent des flux de chaleur rayonnés depuis un feu en

nappe vers une cible et peuvent être applicables à différents emplacements et orientations. L’ensemble

de formules est particulièrement pratique pour les cibles orientées à la verticale et à l’horizontale. Les

formules présentées ici ont été validées avec des feux d'hydrocarbures.
A.2.2 Description générale de la méthode de calcul

L’estimation du flux de chaleur rayonné reçu par une cible et provenant d’un feu en nappe implique les

trois étapes suivantes:

— détermination des caractéristiques du feu en nappe (surface en combustion, vitesse massique de

brûlage, durée du feu, durée jusqu’aux conditions de régime permanent, etc.);

— détermination des caractéristiques de rayonnement thermique du feu en nappe (hauteur de la

flamme, inclinaison de la flamme, pouvoir émissif de la flamme, etc.);

— calcul du flux de chaleur rayonné reçu par une cible (facteur de configuration d’une flamme par

rapport à une cible, transmissivité atmosphérique le long de la trajectoire du rayonnement).

Il est très important d’utiliser une seule méthode pour les trois étapes de ce processus. Les méthodes

présentées dans la présente annexe forment des méthodes complètes et ses parties ne peuvent pas

être modifiées. La validation du modèle complet doit être considérée, et non pas chaque composant

individuellement.
A.2.3 Éléments de scénario auxquels l’ensemble de formules est applicable

L’ensemble de formules est applicable au rayonnement thermique qui émane de flammes de feux en

nappe de régime permanent et qui sont quasi circulaires ou rectangulaires dans une surface vue en

plan dans un environnement non obstrué, sauf si indication contraire.
A.2.4 Cohérence intrinsèque de l’ensemble de formules

L’ensemble de formules fourni dans la présente annexe a été dérivé et révisé afin de garantir que les

résultats des calculs de différentes formules de l’ensemble sont cohérents (c’est-à-dire qu’ils ne forment

pas de conflits).

A.2.5 Normes et autres documents dans lesquels l’ensemble de formules est utilisé

Aucun spécifié.
6 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 24678-7:2019(F)
A.3 Documentation de l’ensemble de formules
A.3.1 Généralités

Comme représenté sur la Figure A.1, le rayonnement est émis par une flamme et reçu par une cible. Le

flux de chaleur provenant d’un feu en nappe et reçu par une cible peut être calculé à l’aide de la formule

algébrique suivante:
qE=τ F (A.1)
Légende
1 flamme (surface 1)
2 cible (surface 2)
3 émissions (dans toutes les directions)
4 flux de chaleur rayonné vers une cible
Figure A.1 — Rayonnement d’une flamme vers une cible

La Figure A.2 décrit les étapes successives nécessaires pour estimer le flux de chaleur rayonné

provenant d’un feu en nappe et reçu par une cible. Le débit calorifique et le diamètre de la nappe, s’il

n’est pas indiqué, sont estimés à partir des caractéristiques spécifiques de l’objet qui brûle. Le pouvoir

émissif émanant de la surface de la flamme est présumé être une fonction du diamètre de la nappe. La

géométrie de la flamme est calculée en utilisant le débit calorifique et le diamètre de la source du feu.

Enfin, le facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible est calculé. L’effet de blocage par

une substance présente, par exemple de la suie, de la vapeur d’eau et des gaz dipolaires, est considéré

comme transmissivité atmosphérique quand cela est nécessaire.

La cible est considérée comme un petit élément plan infinitésimal présumé se situer à la distance

minimale entre le feu et la cible réelle. Comme des facteurs de configuration sont également pris en

compte dans les calculs des phénomènes physiques, le point est associé à une surface de l’élément.

Dans le reste du présent document, la cible est considérée comme unité de surface d’une cible. D

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