Fire safety engineering -- Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods

ISO 16730-1:2015 establishes a framework for the verification and validation of all types of calculation methods used as tools for fire safety engineering by specifying specific procedures and requirements for the purpose. It does not address specific fire models, but it is applicable to analytical models, algebraic correlations and complex numerical models, which are addressed as calculation methods in the context of this International Standard. This International Standard includes - a process to determine that the relevant equations and calculation methods are implemented correctly (verification) and that the calculation method being considered is an accurate representation of the real world (validation), - requirements for documentation to demonstrate the adequacy of the scientific and technical basis of a calculation method, - requirements for data against which a calculation method's predicted results are checked, and - guidance on use of this International Standard by developers and/or users of calculation methods, and by those assessing the results obtained by using calculation methods.

Ingénierie de la sécurité incendie -- Procédures et exigences pour la vérification et la validation des méthodes de calcul

L'ISO 16730-1:2015 établit un cadre pour la vérification et la validation de tous types de méthodes de calcul utilisées comme outils dans l'ingénierie de la sécurité incendie, en spécifiant ŕ cette fin, des procédures et des exigences. Elle ne concerne pas des modčles de feu spécifiques, mais est applicable aux modčles analytiques, aux corrélations algébriques et aux modčles numériques complexes, qui sont abordés sous forme de méthodes de calcul dans le contexte de la présente Norme internationale. La présente Norme internationale comprend ? un processus pour déterminer si les équations et les méthodes de calcul pertinentes sont implémentées correctement (vérification) et la méthode de calcul envisagée représente la situation réelle avec exactitude (validation), ? des exigences pour que la documentation démontre l'adéquation du fondement scientifique et technique d'une méthode de calcul, ? des exigences relatives aux données par rapport auxquelles les résultats prédits d'une méthode de calcul sont vérifiés, et ? des conseils sur l'utilisation de la présente Norme internationale par des développeurs et/ou des utilisateurs de méthodes de calcul, et par les personnes qui évaluent les résultats obtenus ŕ l'aide de méthodes de calcul.

General Information

Status
Published
Publication Date
19-Jul-2015
Current Stage
9020 - International Standard under periodical review
Start Date
15-Jul-2020
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ISO 16730-1:2015 - Fire safety engineering -- Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16730-1
First edition
2015-08-15
Fire safety engineering — Procedures
and requirements for verification and
validation of calculation methods —
Part 1:
General
Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la
vérification et la validation des méthodes de calcul —
Partie 1: Généralités
Reference number
ISO 16730-1:2015(E)
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16730-1:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015, Published in Switzerland

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ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16730-1:2015(E)
Contents Page

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

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

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

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

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

4 Documentation ....................................................................................................................................................................................................... 4

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

4.2 Technical documentation ............................................................................................................................................................... 4

4.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 4

4.2.2 Description of the calculation method .......................................................................................................... 4

4.2.3 Description of the verification and validation of the calculation method ...................... 5

4.2.4 Worked examples ............................................................................................................................................................ 6

4.3 User’s manual ........................................................................................................................................................................................... 6

4.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

4.3.2 Program description ..................................................................................................................................................... 6

4.3.3 Installation and operating instructions ....................................................................................................... 6

4.3.4 Program considerations ............................................................................................................................................ 7

4.3.5 Input data description................................................................................................................................................. 7

4.3.6 External data files ........................................................................................................................................................... 7

4.3.7 System control requirements .................. .............................................................................................................. 7

4.3.8 Output information ........................................................................................................................................................ 8

4.3.9 Sample problems/worked examples.............................................................................................................. 8

4.3.10 Error handling .................................................................................................................................................................... 8

5 Methodology ............................................................................................................................................................................................................. 8

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

5.2 Verification ..............................................................................................................................................................................................11

5.2.1 Code checking ..................................................................................................................................................................11

5.2.2 Temporal and spatial discretization .................. ...........................................................................................11

5.2.3 Iterative convergence and consistency tests ........................................................................................12

5.2.4 Review of the numerical treatment of models ....................................................................................12

5.3 Validation ..................................................................................................................................................................................................12

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................12

5.3.2 Open validation procedure ..................................................................................................................................13

5.3.3 Blind validation procedure ..................................................................................................................................13

5.3.4 Reporting of validation ............................................................................................................................................14

5.3.5 Specific considerations in comparison of predictions with data ........................................15

5.4 Review of the theoretical and experimental basis of probabilistic models .....................................15

5.5 Sensitivity analysis ...........................................................................................................................................................................16

5.6 Quality assurance...............................................................................................................................................................................16

6 Requirements for reference data to validate a calculation method ............................................................17

6.1 General requirements ....................................................................................................................................................................17

6.2 Specific requirements for validation data ....................................................................................................................18

Annex A (informative) Guidance on audits in ISO 9000 family of standards ..........................................................19

Annex B (informative) Uncertainty .....................................................................................................................................................................20

Annex C (informative) Example validation methods ........................................................................................................................22

Annex D (informative) Methods for sensitivity analysis ...............................................................................................................31

Annex E (informative) Quality assurance methodology ................................................................................................................34

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

© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 16730-1:2015(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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity

assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical

Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information

The committee responsible for this document is ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire

safety engineering.

This document cancels and replaces ISO 16730:2008, which has been technically revised. The original

title Fire safety engineering — Assessment, verification and validation of calculation methods has been

replaced by Fire safety engineering — Procedures and requirements for verification and validation of

calculation methods — Part 1: General.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16730-1:2015(E)
Introduction

The objective of fire safety engineering is to assist in the achievement of an acceptable predicted level

of fire safety. Part of this work involves the use of calculation methods to

— predict the course of events potentially occurring in case of a fire or as a consequence of a fire, and

— evaluate the ability of fire protection measures to mitigate the adverse effects of a fire on people,

property, the environment and other objectives.

The main principles necessary for establishing credibility of these calculation methods are verification

and validation. This International Standard addresses the procedures for verification and validation of

calculation methods for fire safety engineering in general.

Potential users of calculation methods and those who are asked to accept the results need to be assured

that the calculation methods provide sufficiently accurate predictions of the course and consequences

of the fire for the specific application planned. To provide this assurance, the calculation methods

chosen need to be verified for mathematical accuracy and validated for capability to reproduce the

phenomena. A rigorous verification and validation process is a key element of quality assurance.

There is no fixed requirement of accuracy that is applicable to all calculation methods. The accuracy

level depends on the purposes for which a calculation method is to be used. Not all calculation methods

need to demonstrate high accuracy as long as the error, uncertainty and limits of applicability of the

calculation methods are known.

This International Standard focuses on the predictive accuracy of calculation methods. However, other

factors such as ease of use, relevance, completeness and status of development play an important role

in assessing the most appropriate method to use for a particular application. The assessment of the

suitability of a calculation method for a special purpose within the field of fire safety engineering is

supported by the use of quality assurance methodology for the proof of the requirements being fulfilled.

Guidance for establishing metrics for measuring the attributes of the relevant quality characteristics is

outlined in brief in this International Standard.

This International Standard contains elements that are intended, in part or in whole, to be used by

a) developers of calculation methods (individuals or organizations who perform development

activities, including requirement analysis, design and testing of components) – to document

the usefulness of a particular calculation method, perhaps for specific applications. Part of the

calculation method development includes identification of precision and limits of applicability, and

independent testing,

b) developers of calculation methods (individuals or organizations who maintain computer models,

supply computer models and for those who evaluate computer model quality as part of quality

assurance and quality control) – to document the software development process to assure users

that appropriate development techniques are followed to ensure quality of the application tools,

c) users of calculation methods (individuals or organizations who use calculation methods to perform

an analysis) - to assure themselves that they are using an appropriate method for a particular

application and that it provides adequate accuracy,

d) developers of performance codes and standards - to determine whether a calculation method is

appropriate for a given application,

e) approving bodies/officials (individuals or organizations who review or approve the use of

assessment methods and tools) - to ensure that the calculation methods submitted show clearly

that the calculation method is used within its applicability limits and has an acceptable level of

accuracy, and

f) educators - to demonstrate the application and acceptability of calculation methods being taught.

© ISO 2015 – All rights reserved v
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ISO 16730-1:2015(E)

Users of this International Standard should be appropriately qualified and competent in the fields of fire

safety engineering and risk assessment. It is important that users understand the parameters within

which specific methodologies may be used.

General principles are described in ISO 23932, 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 provides the process (necessary steps) and essential elements to design a

robust performance-based fire safety programme.

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

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

ISO 23932:2009, Clause 4 and shown in Figure 1 (taken from ISO 23932:2009, Clause 4). This set of

International Standards is referred to as the Global fire safety engineering analysis and information

system. This global approach and system of standards provides an awareness of the interrelationships

between fire evaluations when using the set of fire safety engineering International Standards. The

set includes ISO 16733-1 , ISO 16732-1, ISO 16734, ISO 16735, ISO 16736, ISO 16737, ISO/TS 24679,

ISO 16730-1, ISO 29761 , ISO/TS 13447, 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. ISO 23932 requires that calculation methods used

in scenario-based evaluations of trial designs (ISO 23932:2009, Clause 11) be verified and validated.

Pursuant to the requirements of ISO 23932, this International Standard provides the procedures and

requirements for the verification and validation of fire calculation methods. This step in the fire safety

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

1) To be published.
2) To be published.
vi © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16730-1:2015(E)

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

ISO 23932:2009)
© ISO 2015 – All rights reserved vii
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16730-1:2015(E)
Fire safety engineering — Procedures and requirements
for verification and validation of calculation methods —
Part 1:
General
1 Scope

This International Standard establishes a framework for the verification and validation of all types

of calculation methods used as tools for fire safety engineering by specifying specific procedures and

requirements for the purpose. It does not address specific fire models, but it is applicable to analytical

models, algebraic correlations and complex numerical models, which are addressed as calculation

methods in the context of this International Standard.
This International Standard includes

— a process to determine that the relevant equations and calculation methods are implemented correctly

(verification) and that the calculation method being considered is an accurate representation of the

real world (validation),

— requirements for documentation to demonstrate the adequacy of the scientific and technical basis

of a calculation method,

— requirements for data against which a calculation method’s predicted results are checked, and

— guidance on use of this International Standard by developers and/or users of calculation methods,

and by those assessing the results obtained by using calculation methods.
2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are

indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated

references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 23932, Fire safety engineering — General principles
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary

ISO/IEC 25000, Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements and

Evaluation (SQuaRE) — Guide to SQuaRE

ISO/IEC 25010:2011, Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements

and Evaluation (SQuaRE) — System and software quality models

ISO/IEC 25040:2011, Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements

and Evaluation (SQuaRE) — Evaluation process
3 Terms and definitions

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

© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 16730-1:2015(E)
3.1
accuracy
degree of exactness actually possessed by an approximation, measurement, etc.
Note 1 to entry: Accuracy includes error (3.9) and uncertainty (3.23).
3.2
calculation method
mathematical procedure used to predict fire-related phenomena

Note 1 to entry: Calculation methods may address the behaviour of people as well as objects or fire; may be

probabilistic as well as deterministic; and may be algebraic formulae as well as complex computer models.

3.3
calibration

〈of a model〉 process of adjusting modelling parameters in a computational model for the purpose of

improving agreement with experimental data
3.4
computer model
computerized model
operational computer program that implements a conceptual model
3.5
conceptual model

description composed of all the information, mathematical modelling data and mathematical equations

that describe the (physical) system or process of interest
3.6
default value

standard setting or state to be taken by the program if no alternate setting or state is initiated by the

system or the user
3.7
deterministic model

calculation method that uses science-based mathematical expressions to produce the same result each

time the method is exercised with the same set of input data values
3.8
engineering judgement

process exercised by a professional who is qualified by way of education, experience and recognized

skills to complement, supplement, accept or reject elements of a quantitative analysis

3.9
error

recognizable deficiency in any phase or activity of calculation that is not due to lack of knowledge

3.10
fire model

representation of a system or process related to fire development, including fire dynamics and fire impacts

3.11
mathematical model
sets of equations that describe the behaviour of a physical system
3.12
measure
variable to which a value is assigned as the result of measurement
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16730-1:2015(E)
3.13
measurement
set of operations having the object of determining a value of a measure
3.14
metric

measure, quantitative or qualitative, of relative achievement of a desired quality characteristic

3.15
modelling
process of construction or modification of a model
3.16
numerical model
numerical representation of a physical (fire) model
3.17
physical model

model that attempts to reproduce fire phenomena in a simplified physical situation. (e.g. scale models)

3.18
probabilistic model

model that treats phenomena as a series of sequential events or states, with mathematical rules

to govern the transition from one event to another (e.g. from ignition to established burning) and

probabilities assigned to each transfer point
3.19
precision

error in the implementation and solution of calculation method to accurately represents the developer’s

conceptual description of the calculation method
3.20
sensitivity analysis

study of how changes in specific parameters affect the results generated by the

calculation method
3.21
simulation
exercise or use of a calculation method
3.22
simulation model

model that treats the dynamic relationships that are assumed to exist in the real situation as a series of

elementary operations on the appropriate variables
3.23
uncertainty

potential deficiency in any phase or activity of the modelling process that is due to lack of knowledge

3.24
validation

process of determining the degree to which a calculation method is an accurate representation of the

real world from the perspective of the intended uses of the calculation method
3.25
verification

process of determining that a calculation method implementation accurately represents the developer’s

conceptual description of the calculation method and the solution to the calculation method

Note 1 to entry: The fundamental strategy of verification of computational models is the identification and

quantification of error in the computational model and its solution.
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO 16730-1:2015(E)
4 Documentation
4.1 General

The technical documentation should be sufficiently detailed so that all calculation results can be

reproduced within the stated accuracy by an appropriately qualified independent individual or group.

Sufficient documentation of calculation methods, including computer software, is essential to assess

the adequacy of the scientific and technical basis of the calculation methods, and the accuracy of

computational procedures. In addition, adequate documentation can assist to prevent the unintentional

misuse of calculation methods. Reports on any verification and validation of a specific calculation

method should become part of the documentation. The validity of a calculation method includes

comparing results to data from real fire incidents, or from statistical surveys, tests and experiments,

and shall be stated by applying quality assurance methodology. These methodology give a measure or

a set of measures that shall be compared to previously defined criteria to demonstrate whether agreed

quality requirements have been met.
Documentation shall include

— technical documentation that explains the scientific basis of the calculation method, see 4.2, and

— a user’s manual, in the case of a computer program, see 4.3.

The necessary requirements for technical documentation and a user’s manual are described in 4.2 and

4.3. The list is quite lengthy, but is not intended to exclude other forms of information that can assist the

user in assessing the applicability and usability of the calculation method.
4.2 Technical documentation
4.2.1 General

Technical documentation is needed to assess the scientific basis of the calculation method. The

provision of technical documentation of a calculation method is a task to be done by model developers.

Technical documentation must describe thoroughly the calculation method and its basis, demonstrate

its ability to perform adequately and provide users with the information they need to apply the

calculation method correctly. In cases where calculations make use of algebraic formulae derived from

experimental results by regression or when analytical solutions are applied, the user shall rely on

relevant documentation from standards or similar material like scientific literature. When standards

are developed that contain calculation methods to be used for fire safety engineering, the source(s) for

the calculation methods to be used together with technical documentation as described in 4.2.2 to 4.2.4

shall be given, where applicable.
4.2.2 Description of the calculation method
The description of the calculation method shall include complete details on
a) purpose:
1) define the problem solved or function performed;
2) describe the results of the calculation method;
3) include any feasibility studies and justification statements,
b) theory:

1) describe the underlying conceptual model (governing phenomena), if applicable;

4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 16730-1:2015(E)

2) describe the theoretical basis of the phenomena and physical laws on which the calculation

method is based, if applicable,
c) implementation of theory, if applicable:
1) present the governing equations;

2) describe the mathematical techniques, procedures, and computational algorithms employed

and provide references to them;

3) identify all the assumptions embedded in the logic; take into account limitations on the input

parameters that are caused by the range of applicability of the calculation method;

4) discuss the precision (error) of the results obtained by important algorithms, and, in the case

of computer models, any dependence on particular computer capabilities;
5) describe results of the sensitivity analyses, and
d) input:
1) describe the input required;
2) provide information on the source of the data required;

3) for computer models, list any auxiliary programs or external data files required;

4) provide information on the source, contents and use of data libraries for computer models.

4.2.3 Description of the verification and validation of the calculation method

The verification and validation of the calculation method must be completely described, with details on

a) the results of any efforts t
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16730-1
Première édition
2015-08-15
Ingénierie de la sécurité incendie —
Procédures et exigences pour la
vérification et la validation des
méthodes de calcul —
Partie 1:
Généralités
Fire safety engineering — Procedures and requirements for
verification and validation of calculation methods —
Part 1: General
Numéro de référence
ISO 16730-1:2015(F)
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16730-1:2015(F)
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ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16730-1:2015(F)
Sommaire Page

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

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

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

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

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

4 Documentation ....................................................................................................................................................................................................... 4

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 4

4.2 Documentation technique ............................................................................................................................................................. 4

4.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

4.2.2 Description de la méthode de calcul ............................................................................................................... 5

4.2.3 Description de la vérification et de la validation de la méthode de calcul ..................... 5

4.2.4 Exemples pratiques ....................................................................................................................................................... 6

4.3 Manuel de l’utilisateur ...................................................................................................................................................................... 6

4.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 6

4.3.2 Description du programme .................................................................................................................................... 7

4.3.3 Instructions d’installation et de fonctionnement ................................................................................ 7

4.3.4 Caractéristiques du programme ......................................................................................................................... 7

4.3.5 Description des données d’entrée .................................................................................................................... 7

4.3.6 Fichiers de données externes ............................................................................................................................... 8

4.3.7 Exigences de contrôle du système .................................................................................................................... 8

4.3.8 Informations de sortie ................................................................................................................................................ 8

4.3.9 Exemples de problèmes/cas d’étude ............................................................................................................. 8

4.3.10 Gestion des erreurs........................................................................................................................................................ 8

5 Méthode ......................................................................................................................................................................................................................... 9

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

5.2 Vérification ..............................................................................................................................................................................................11

5.2.1 Vérification de code ....................................................................................................................................................12

5.2.2 Discrétisation temporelle et spatiale ..........................................................................................................12

5.2.3 Tests de convergence itérative et de consistance .............................................................................13

5.2.4 Examen du traitement numérique des modèles ...............................................................................13

5.3 Validation ..................................................................................................................................................................................................13

5.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................13

5.3.2 Procédure de validation «ouverte» ...............................................................................................................14

5.3.3 Procédure de validation en aveugle .............................................................................................................15

5.3.4 Rapport de validation ...............................................................................................................................................16

5.3.5 Considérations spécifiques relatives à la comparaison des valeurs

prédites avec les données .....................................................................................................................................16

5.4 Examen de la base théorique et expérimentale des modèles probabilistes ...................................16

5.5 Analyse de sensibilité .....................................................................................................................................................................17

5.6 Assurance qualité...............................................................................................................................................................................18

6 Exigences pour que les données de référence valident une méthode de calcul .............................19

6.1 Exigences générales .........................................................................................................................................................................19

6.2 Exigences spécifiques pour les données de validation ......................................................................................20

Annexe A (informative) Préconisations de la famille des normes ISO 9000 concernant les audits 21

Annexe B (informative) Incertitude....................................................................................................................................................................22

Annexe C (informative) Exemples de méthodes de validation ...............................................................................................24

Annexe D (informative) Méthodes d’analyse de la sensibilité ................................................................................................34

Annexe E (informative) Méthodologie de l’assurance qualité ................................................................................................37

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................42

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ISO 16730-1:2015(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 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. 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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —

Informations supplémentaires.

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 92, Sécurité incendie, Sous-comité

SC 4, Ingénierie de la sécurité incendie.

Le présent document annule et remplace l’ISO 16730:2008, qui a fait l’objet d’une révision technique. Le

titre d’origine Ingénierie de la sécurité incendie — Évaluation, vérification et validation des méthodes de

calcul a été remplacé par Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la vérification

et la validation des méthodes de calcul — Partie 1: Généralités.
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ISO 16730-1:2015(F)
Introduction

L’objectif de l’ingénierie de la sécurité incendie est d’aider à atteindre un niveau prédit acceptable de

la sécurité incendie. Une partie de ce travail suppose l’utilisation de méthodes de calcul permettant de

— prédire la succession d’événements se produisant potentiellement dans le cas d’un incendie ou en

conséquence d’un incendie, et

— évaluer l’aptitude des mesures de protection contre l’incendie à atténuer les effets préjudiciables

d’un incendie pour les personnes, les bâtiments, l’environnement et autres objectifs.

Les principes clés nécessaires à l’établissement de la crédibilité de ces méthodes de calcul sont la

vérification et la validation. La présente Norme internationale aborde les procédures de vérification et

de validation des méthodes de calcul pour l’ingénierie de la sécurité incendie en général.

Les utilisateurs potentiels des méthodes de calcul et les personnes devant approuver les résultats

doivent être sûrs que les méthodes de calcul permettent de prédire avec suffisamment de précision le

développement et les conséquences de l’incendie pour l’application spécifique prévue. Pour obtenir cette

assurance, il est nécessaire que l’exactitude mathématique des méthodes de calcul choisies soit vérifiée

et que leur capacité à reproduire le phénomène soit validée. Un processus rigoureux de vérification et

de validation est un élément clé de l’assurance qualité.

Il n’existe pas d’exigence établie sur l’exactitude applicable à toutes les méthodes de calcul. Le niveau

d’exactitude dépend des objectifs d’utilisation d’une méthode de calcul. Il n’est pas nécessaire que toutes

les méthodes de calcul fassent preuve d’une exactitude élevée dans la mesure où l’erreur, l’incertitude

et les limites d’applicabilité des méthodes de calcul sont connues.

La présente Norme internationale concerne l’exactitude prédictive des méthodes de calcul.

Toutefois, d’autres facteurs tels que la facilité d’utilisation, la pertinence, l’exhaustivité et le stade de

développement jouent un rôle important dans l’évaluation de la méthode la plus appropriée à utiliser

pour une application donnée. L’évaluation de l’adéquation d’une méthode de calcul à un sujet particulier

dans le domaine de l’ingénierie de la sécurité incendie s’appuie sur l’utilisation de la méthodologie de

l’assurance qualité pour prouver que toutes les exigences sont satisfaites. Un guide permettant d’établir

une métrologie afin de mesurer les attributs des caractéristiques de qualité pertinentes est fourni de

façon brève dans la présente Norme internationale.

La présente Norme internationale contient des éléments prévus pour être utilisés, en partie ou dans

leur intégralité, par les acteurs suivants:

a) des développeurs de méthodes de calcul (particuliers ou organismes qui exercent des activités

de développement, notamment l’analyse des exigences, la conception et l’essai de composants),

pour documenter l’utilité d’une méthode de calcul particulière, peut-être pour des applications

spécifiques. Une partie du développement de la méthode de calcul comporte l’identification de la

précision et des limites d’applicabilité, et des essais indépendants,

b) des développeurs de méthodes de calcul (particuliers ou organismes qui entretiennent et

fournissent des modèles informatiques et pour ceux qui évaluent la qualité d’un modèle

informatique dans le cadre de l’assurance qualité et du contrôle qualité) – pour documenter le

processus de développement du logiciel afin de garantir aux utilisateurs que des techniques de

développement appropriées sont suivies pour assurer la qualité des outils d’application,

c) des utilisateurs de méthodes de calcul (particuliers ou organismes qui utilisent des méthodes de

calcul pour réaliser une analyse), pour s’assurer qu’ils utilisent une méthode appropriée pour une

application particulière et qui fournit une exactitude adéquate,

d) des développeurs de codes et normes de performance, pour déterminer si une méthode de calcul

est appropriée à une application donnée,

e) des organismes/responsables de l’approbation (particuliers ou organismes qui examinent ou

approuvent l’utilisation de méthodes et d’outils d’évaluation), pour s’assurer que les méthodes de

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ISO 16730-1:2015(F)

calcul présentées montrent clairement que la méthode de calcul est utilisée dans les limites de son

applicabilité et possède un niveau d’exactitude acceptable, et

f) des éducateurs, pour démontrer l’application et l’acceptabilité des méthodes de calcul enseignées.

Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient correctement qualifiés et

compétents dans les domaines de l’ingénierie de la sécurité incendie et de l’évaluation des risques. Il est

important que les utilisateurs comprennent les paramètres avec lesquels des méthodologies spécifiques

peuvent être utilisées.

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

utile aux ingénieurs pour l’évaluation du niveau de sécurité incendie des ouvrages, 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 décrit le processus

(les étapes nécessaires) et les éléments essentiels afin de concevoir un programme de sécurité incendie

« performantiel » robuste.

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

aux méthodes et aux données requises par les étapes de conception d’un processus d’ingénierie de la

sécurité incendie, résumées dans l’ISO 23932:2009, Article 4 et reproduites dans la Figure 1 ci-dessous,

(extraite de l’ISO 23932:2009, Article 4). Cet ensemble de Normes internationales est désigné sous

l’appellation générale de Système global d’information et d’analyse de l’ingénierie de la sécurité incendie.

Cette approche globale et le système de normes qui s’y rapporte mettent en relief les relations qui

existent entre les évaluations des incendies lors de l’utilisation des Normes internationales relatives

à l’ingénierie de la sécurité incendie. Cet ensemble comprend l’ISO 16733-1 , ISO 16732-1, ISO 16734,

ISO 16735, ISO 16736, ISO 16737, ISO/TS 24679, ISO 16730-1, ISO 29761 , ISO/TS 13447, ainsi que

d’autres rapports techniques d’appui qui fournissent des préconisations et des exemples d’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 conception d’ingénierie de la sécurité présenté

dans l’ISO 23932. L’ISO 23932 impose de vérifier et de valider les méthodes de calcul employées lors

des évaluations des solutions de conception par rapport à des scénarios (ISO 23932:2009, Article

11). En vertu des exigences de l’ISO 23932, la présente Norme internationale établit les procédures

et les exigences pour la vérification et la validation des méthodes de calcul relatives aux feux. L’étape

correspondante dans le processus d’ingénierie de la sécurité incendie est signalée par un fond grisé

dans la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932.
1) À paraître.
2) À paraître.
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ISO 16730-1:2015(F)

Figure 1 — Diagramme illustrant le processus d’ingénierie de la sécurité incendie (extrait de

l’ISO 23932:2009)
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NORME INTERNATIONALE ISO 16730-1:2015(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et
exigences pour la vérification et la validation des
méthodes de calcul —
Partie 1:
Généralités
1 Domaine d’application

La présente Norme internationale établit un cadre pour la vérification et la validation de tous types

de méthodes de calcul utilisées comme outils dans l’ingénierie de la sécurité incendie, en spécifiant à

cette fin, des procédures et des exigences. Elle ne concerne pas des modèles de feu spécifiques, mais

est applicable aux modèles analytiques, aux corrélations algébriques et aux modèles numériques

complexes, qui sont abordés sous forme de méthodes de calcul dans le contexte de la présente Norme

internationale.
La présente Norme internationale comprend

— un processus pour déterminer si les équations et les méthodes de calcul pertinentes sont

implémentées correctement (vérification) et la méthode de calcul envisagée représente la situation

réelle avec exactitude (validation),

— des exigences pour que la documentation démontre l’adéquation du fondement scientifique et

technique d’une méthode de calcul,

— des exigences relatives aux données par rapport auxquelles les résultats prédits d’une méthode de

calcul sont vérifiés, et

— des conseils sur l’utilisation de la présente Norme internationale par des développeurs et/ou des

utilisateurs de méthodes de calcul, et par les personnes qui évaluent les résultats obtenus à l’aide de

méthodes de calcul.
2 Références normatives

Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à

l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).
ISO 23932, Ingénierie de la sécurité incendie — Principes généraux
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire

ISO/IEC 25000, Ingénierie des systèmes et du logiciel — Exigences de qualité des systèmes et du logiciel et

évaluation (SQuaRE) — Guide de SQuaRE

ISO/IEC 25010:2011, Ingénierie des systèmes et du logiciel — Exigences de qualité et évaluation des

systèmes et du logiciel (SQuaRE) — Modèles de qualité du système et du logiciel

ISO/IEC 25040:2011, Ingénierie des systèmes et du logiciel — Exigences de qualité et évaluation des

systèmes et du logiciel (SQuaRE) — Modèle de référence d’évaluation et guide
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ISO 16730-1:2015(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.
3.1
précision
degré de justesse réellement obtenu par une approximation, une mesure, etc.

Note 1 à l’article: L’exactitude comprend l’erreur (3.9) et l’incertitude (3.23).

3.2
méthode de calcul
procédure mathématique utilisée pour prédire un phénomène lié à un incendie

Note 1 à l’article: Les méthodes de calcul peuvent concerner le comportement des personnes ainsi que les objets

ou un feu; elles peuvent être probabilistes ainsi que déterministes; et peuvent être des formules algébriques ainsi

que des modèles informatiques complexes.
3.3
étalonnage

(d’un modèle) processus d’ajustement de paramètres de modélisation dans un modèle informatique aux

fins d’améliorer la concordance avec les données expérimentales
3.4
modèle informatique
programme informatique opérationnel qui implémente un modèle conceptuel
3.5
modèle conceptuel

description conceptuelle composée de toutes les informations, données de modélisation mathématique

et équations mathématiques qui décrivent le système (physique) ou le processus d’intérêt

3.6
valeur par défaut

état ou paramètre normalisé à prendre par le programme si aucun autre paramètre ou état n’est

initialisé par le système ou par l’utilisateur
3.7
modèle déterministe

méthode de calcul qui utilise des expressions mathématiques élaborées sur une base scientifique pour

produire le même résultat chaque fois que la méthode est utilisée avec le même ensemble de valeurs de

données d’entrée
3.8
jugement d’ingénieur

processus exercé par un professionnel qui est qualifié par son enseignement, son expérience et ses

compétences reconnues pour compléter, accepter ou refuser des éléments d’une analyse quantitative

3.9
erreur

déviation reconnaissable dans toute phase ou activité de calcul, qui n’est pas due au manque de

connaissance
3.10
modèle de feu

représentation d’un système ou d’un processus relatif au développement d’un feu, notamment la

dynamique du feu et les effets du feu
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 16730-1:2015(F)
3.11
modèle mathématique
ensembles d’équations qui décrivent le comportement d’un système physique
3.12
mesure
variable à laquelle une valeur est attribuée comme résultat de mesure
3.13
mesurage
ensemble d’opérations ayant pour objet de déterminer la valeur d’une mesure
3.14
métrique

mesure, quantitative ou qualitative, de la réalisation par rapport à une caractéristique de qualité souhaitée

3.15
modélisation
processus de construction ou modification d’un modèle
3.16
modèle numérique
représentation numérique d’un modèle physique (du feu)
3.17
modèle physique

modèle qui tente de reproduire le phénomène de l’incendie dans une situation physique simplifiée (par

exemple modèles à l’échelle)
3.18
modèle probabiliste

modèle qui traite le phénomène comme une série d’événements ou d’états séquentiels, avec des règles

mathématiques pour régir la transition d’un événement à un autre (par exemple de l’allumage au

brûlage établi) et des probabilités attribuées à chaque point de transfert
3.19
précision

erreur d’exactitude entre l’implémentation et la solution d’une méthode de calcul à représenter

exactement la description conceptuelle du développeur
3.20
analyse de sensibilité

étude sur la façon dont des changements apportés à des paramètres spécifiques

affectent les résultats générés par la méthode de calcul
3.21
simulation
exercice ou utilisation d’une méthode de calcul
3.22
modèle de simulation

modèle qui traite les relations dynamiques supposées exister dans la situation réelle comme une série

d’opérations élémentaires sur les variables appropriées
3.23
incertitude

déviation potentielle dans toute phase ou activité du processus de modélisation, due au manque de

connaissances
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ISO 16730-1:2015(F)
3.24
validation

processus de détermination du degré auquel une méthode de calcul constitue une représentation exacte

du monde réel du point de vue des utilisations prévues de la méthode de calcul
3.25
vérification

processus de détermination que l’implémentation d’une méthode de calcul représente exactement

la description conceptuelle faite par le développeur de la méthode de calcul et de la solution de la

méthode de calcul

Note 1 à l’article: La stratégie fondamentale de la vérification des modèles informatiques est l’identification et la

quantification de l’erreur entre le modèle informatique et sa solution.
4 Documentation
4.1 Généralités

Il convient que la documentation technique soit suffisamment détaillée pour que tous les résultats de

calcul puissent être reproduits avec la même exactitude par un groupe ou un particulier indépendant

qualifié. Une documentation suffisante des méthodes de calcul, notamment du logiciel informatique, est

essentielle pour évaluer l’adéquation du fondement scientifique et technique des méthodes de calcul,

et l’exactitude des procédures de calcul. En outre, une documentation adéquate peut également aider à

éviter la mauvaise utilisation involontaire de méthodes de calcul. Il est recommandé que des rapports

sur toute vérification et validation d’une méthode de calcul donnée fassent partie de la documentation.

La validité d’une méthode de calcul comprend la comparaison des résultats à des données relatives

à des incendies réels ou provenant d’études statistiques ou d’essais et d’expériences, et elle doit être

établie en appliquant la méthodologie de l’assurance qualité. Ces méthodologies donnent une mesure ou

un ensemble de mesures qui doivent être comparés à des critères définis au préalable afin de démontrer

si les exigences de qualité convenues ont été respectées.
La documentation doit comporter

— une documentation technique, qui explique le fondement scientifique de la méthode de calcul, voir

4.2, et
— un manuel de l’utilisateur, dans le cas d’un programme informatique, voir 4.3.

Les exigences nécessaires à l’élaboration d’une documentation technique et d’un manuel de l’utilisateur

sont décrites en 4.2 et 4.3. La liste est assez longue mais ne vise pas à exclure d’autres formes d’information

qui peuvent aider l’utilisateur à évaluer l’applicabilité et l’utilisation de la méthode de calcul.

4.2 Documentation technique
4.2.1 Généralités

La documentation technique est nécessaire pour évaluer le fondement scientifique de la méthode de

calcul. La fourniture de la documentation technique d’une méthode de calcul est une tâche qui relève

des développeurs de modèles. La documentation doit décrire précisément la méthode de calcul et

ses
...

Questions, Comments and Discussion

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