ISO 29904:2013
(Main)Fire chemistry — Generation and measurement of aerosols
Fire chemistry — Generation and measurement of aerosols
ISO 29904:2013 provides a guide to the generation of aerosol particles in fires, defines apparatus and procedures for the sampling and measurement of aerosols, and provides procedures for the interpretation and reporting of the data. It is intended to assist fire test designers and those making measurements at unwanted fires to choose and use appropriate methods for aerosol measurement for differing hazards to people and the environment. ISO 29904:2013 identifies the scope, applicability, and limitations of each method. The interpretation of the data from these measurements is strongly dependent on the end use of the data. Fire-generated aerosols may present a direct risk of restricting escape from fire by obscuring an exit route, or they may produce chronic health and environmental hazards from chemical compounds contained in the aerosol (for example, toxic chemicals like polycyclic aromatic hydrocarbons in soot or radionuclides form nuclear plant fires.) Aerosol particles may be inhaled to various depths in the lungs, depending on their size and density, or may be released into the environment and deposited on land and in watercourses. In particular, it addresses the following aspects of aerosol generation and measurement in fires: Adsorbed/dissolved gas or vapour phase species; Physical mechanisms involved in the transport of aerosols, dispersal in the fire plume, coagulation/agglomeration leading to variation in particle sizes and fractions, "thermophoresis" (main cause of soot deposition), "diffusiophoresis" and, sedimentation. The interactions between gases and vapours and aerosol: adsorption and removal of species from gas phase, transportation of adsorbed gases into the lungs; Sampling and measurement methods, including their principles of operation, method description, the data provided, and in each case their scope, field of application, advantages and disadvantages; Metrology of the measurement methods, and in the generation of "standard aerosols", and the related uncertainties; Physiological and environmental effects of aerosols insofar as these effects can be used to define the measurement method for specific applications; and Hazards of carbon particles present in the fire effluent as visible "smoke" through their size, morphology, chemical nature, and the nature of the effluent in which they are (or were) suspended. ISO 29904:2013 is not oriented toward the aerosols generated from controlled combustion. (e.g. incineration). However, much of the material in ISO 29904:2013 is common to such aerosols.
Chimie de la combustion — Production et mesurage des aérosols
L'ISO 29904:2013 fournit un guide relatif à la production de particules d'aérosol dans les incendies, définit l'appareillage et les modes opératoires de prélèvement et de mesurage des aérosols, et fournit des méthodes pour l'interprétation et la communication des données. Elle est destinée aux concepteurs d'essai au feu et aux personnes réalisant des mesurages sur des incendies involontaires afin de les aider à choisir et utiliser des méthodes appropriées pour le mesurage des aérosols correspondants à différents dangers pour les personnes et l'environnement. L'ISO 29904:2013 identifie le domaine d'application, l'applicabilité et les limites de chaque méthode. L'interprétation des données obtenues lors de ces mesurages dépend fortement de l'utilisation finale des données. Les aérosols générés par un feu peuvent présenter un risque direct limitant l'évacuation par l'obstruction d'une sortie de secours, ou ils peuvent engendrer des dangers chroniques pour la santé et l'environnement liés aux composés chimiques contenus dans l'aérosol (par exemple, produits chimiques toxiques tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans la suie ou les radionucléides provenant d'incendies dans des centrales nucléaires). Les particules d'aérosol peuvent être inhalées et pénétrer plus ou moins profondément dans les poumons, selon leur taille et leur masse volumique, ou peuvent être libérées dans l'environnement et se déposer sur les sols et dans les cours d'eau. En particulier, l'ISO 29904:2013 traite des aspects suivants de la production et du mesurage des aérosols dans les incendies : ? Espèces adsorbées/dissoutes dans la phase gazeuse ou vapeur; ? Mécanismes physiques impliqués dans le transport des aérosols, dispersion dans le panache de fumée, coagulation/agglomération entraînant une variation des tailles de particules et des fractions particulaires, « thermophorèse » (principale cause de dépôt de suie), « diffusiophorèse » et sédimentation; ? Interactions entre gaz et vapeurs et aérosol : adsorption et élimination d'espèces de la phase gazeuse, transport de gaz adsorbés dans les poumons; ? Méthodes de prélèvement et de mesurage, y compris leurs principes de fonctionnement, une description de la méthode, les données fournies et, dans chaque cas, leurs domaine d'application, champ d'application, avantages et inconvénients; ? Métrologie des méthodes de mesurage, et de la production d'« aérosols normalisés », et incertitudes associées; ? Effets physiologiques et environnementaux des aérosols dans la mesure où ces effets peuvent être utilisés pour définir la méthode de mesurage pour des applications spécifiques; et ? Dangers des particules de carbone présents dans l'effluent du feu sous forme de « fumée visible », en raison de leur taille, de leur morphologie, de leur nature chimique et de la nature de l'effluent dans lequel elles sont (ou étaient) en suspension. L'ISO 29904:2013 ne concerne pas les aérosols générés par une combustion contrôlée (par exemple incinération). Toutefois, une grande partie de ce document est applicable à de tels aérosols.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29904
First edition
2013-09-01
Fire chemistry — Generation and
measurement of aerosols
Chimie de la combustion — Production et mesurage des aérosols
Reference number
©
ISO 2013
© ISO 2013
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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.
ISO copyright office
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols and abbreviated terms. 2
4 Aerosol properties . 3
4.1 General . 3
4.2 Movement and evolution of fire aerosol . 4
4.3 Measurable properties of aerosols . 5
5 Methods of measurement.11
5.1 Applications .11
5.2 Categories of aerosol measurement .12
5.3 Initial considerations for sampling and analysis of aerosols .19
5.4 Selection of methods .20
5.5 In situ measurement methods .21
5.6 Extractive measurement methods .27
6 Aerosol measurement metrology .43
6.1 Standard aerosol generators for calibration of instrumentation .43
6.2 Qualification (Verification) of generators .45
6.3 Calibration methods exigencies .46
6.4 Validation .47
7 Presentation of results .51
7.1 Calculations .51
7.2 Measurement report .53
7.3 Uncertainties .53
Annex A (informative) Experimental measurements of D , N , R , D and k .55
pp pp g f f
Annex B (informative) Adsorption of combustion gases on particles .57
Annex C (informative) Inhalation dynamics and toxicity of particles .60
Annex D (informative) Non-toxicological effects of particles .64
Annex E (informative) Example of report .65
Bibliography .68
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. 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. 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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 3, Fire threat to
people and environment.
iv © ISO 2013 – All rights reserved
Introduction
Aerosols generated in fires are complex, non-homogeneous mixtures of liquid droplets of tar or water,
solid-phase carbonaceous agglomerated soot with adsorbed organic compounds, or mineral particles.
After formation through complex chemical and physical processes, fire aerosols continuously undergo
changes in physical size, structure, and chemical composition as the particles may coalesce, agglomerate,
absorb gases, evaporate or deposit on surfaces. The aerosol concentration, particle size, temperature,
[1][2][3]
and gas-phase composition also play a role in the rate of change.
There are multiple mechanisms by which fire-generated aerosols affect the fire threat to people and
the environment. First, small particles are respirable and can penetrate deep into the lung structure.
[4][5]
Inhaled particles themselves can be irritating, reducing the ability of people to escape from a fire.
Next, these particles can adsorb and/or absorb toxic and irritant gases and vapours, providing a means
[5][6]
for transport past the respiratory tract natural defences and deep into the lungs. Third, even less or
non-respirable particles may effectively reduce the concentration of toxic gases and vapours in the fire
effluent and can deposit them on surfaces. Fourth, aerosols may obscure vision, potentially reducing the
ability of people to move effectively toward safety (see ISO 13571). Finally, the aerosol fraction in fire
effluents also has significant potential to adversely affect the environment, particularly where the fires
[7][4]
are large and of long duration.
Therefore, it is important, within the context of the mechanisms of generation and evolution of aerosols,
to be able to measure aerosol concentrations and size distributions accurately; to appreciate the scope
and limitations of the apparatus and methodologies available for these measurements; and to interpret
such measurements effectively, consistent with the hazards and risks being evaluated. This International
Standard provides details of a range of sampling and measurement methods and guidance on which
ones to use for particular applications, together with an interpretation scheme based on current
knowledge. This document also includes informative annexes that summarize the physical aspects of
fire aerosol generation, aerosol movement and modification with and away from the fire plume, the
aerosol contribution to fire growth through flame radiation, and the roles of particulates in threat to
life and the environment.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 29904:2013(E)
Fire chemistry — Generation and measurement of aerosols
1 Scope
This International Standard provides a guide to the generation of aerosol particles in fires, defines
apparatus and procedures for the sampling and measurement of aerosols, and provides procedures for
the interpretation and reporting of the data. It is intended to assist fire test designers and those making
measurements at unwanted fires to choose and use appropriate methods for aerosol measurement for
differing hazards to people and the environment.
This International Standard identifies the scope, applicability, and limitations of each method. The
interpretation of the data from these measurements is strongly dependent on the end use of the data.
Fire-generated aerosols may present a direct risk of restricting escape from fire by obscuring an exit
route, or they may produce chronic health and environmental hazards from chemical compounds
contained in the aerosol (for example, toxic chemicals like polycyclic aromatic hydrocarbons in soot or
radionuclides form nuclear plant fires.) Aerosol particles may be inhaled to various depths in the lungs,
depending on their size and density, or may be released into the environment and deposited on land and
in watercourses.
In particular, this International Standard addresses the following aspects of aerosol generation and
measurement in fires:
— Adsorbed/dissolved gas or vapour phase species;
— Physical mechanisms involved in the transport of aerosols, dispersal in the fire plume,
coagulation/agglomeration leading to variation in particle sizes and fractions, “thermophoresis”
(main cause of soot deposition), “diffusiophoresis” and, sedimentation.
— The interactions between gases and vapours and aerosol: adsorption and removal of species from
gas phase, transportation of adsorbed gases into the lungs;
— Sampling and measurement methods, including their principles of operation, method description,
the data provided, and in each case their scope, field of application, advantages and disadvantages;
— Metrology of the measurement methods, and in the generation of “standard aerosols”, and the
related uncertainties;
— Physiological and environmental effects of aerosols insofar as these effects can be used to define the
measurement method for specific applications; and
— Hazards of carbon particles present in the fire effluent as visible “smoke” through their size,
morphology, chemical nature, and the nature of the effluent in which they are (or were) suspended.
This International Standard is not oriented toward the aerosols generated from controlled combustion.
(e.g. incineration). However, much of the material in this document is common to such aerosols.
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 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 2990
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29904
First edition
2013-09-01
Fire chemistry — Generation and
measurement of aerosols
Chimie de la combustion — Production et mesurage des aérosols
Reference number
©
ISO 2013
© ISO 2013
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols and abbreviated terms. 2
4 Aerosol properties . 3
4.1 General . 3
4.2 Movement and evolution of fire aerosol . 4
4.3 Measurable properties of aerosols . 5
5 Methods of measurement.11
5.1 Applications .11
5.2 Categories of aerosol measurement .12
5.3 Initial considerations for sampling and analysis of aerosols .19
5.4 Selection of methods .20
5.5 In situ measurement methods .21
5.6 Extractive measurement methods .27
6 Aerosol measurement metrology .43
6.1 Standard aerosol generators for calibration of instrumentation .43
6.2 Qualification (Verification) of generators .45
6.3 Calibration methods exigencies .46
6.4 Validation .47
7 Presentation of results .51
7.1 Calculations .51
7.2 Measurement report .53
7.3 Uncertainties .53
Annex A (informative) Experimental measurements of D , N , R , D and k .55
pp pp g f f
Annex B (informative) Adsorption of combustion gases on particles .57
Annex C (informative) Inhalation dynamics and toxicity of particles .60
Annex D (informative) Non-toxicological effects of particles .64
Annex E (informative) Example of report .65
Bibliography .68
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
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The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
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different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
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Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
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people and environment.
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Introduction
Aerosols generated in fires are complex, non-homogeneous mixtures of liquid droplets of tar or water,
solid-phase carbonaceous agglomerated soot with adsorbed organic compounds, or mineral particles.
After formation through complex chemical and physical processes, fire aerosols continuously undergo
changes in physical size, structure, and chemical composition as the particles may coalesce, agglomerate,
absorb gases, evaporate or deposit on surfaces. The aerosol concentration, particle size, temperature,
[1][2][3]
and gas-phase composition also play a role in the rate of change.
There are multiple mechanisms by which fire-generated aerosols affect the fire threat to people and
the environment. First, small particles are respirable and can penetrate deep into the lung structure.
[4][5]
Inhaled particles themselves can be irritating, reducing the ability of people to escape from a fire.
Next, these particles can adsorb and/or absorb toxic and irritant gases and vapours, providing a means
[5][6]
for transport past the respiratory tract natural defences and deep into the lungs. Third, even less or
non-respirable particles may effectively reduce the concentration of toxic gases and vapours in the fire
effluent and can deposit them on surfaces. Fourth, aerosols may obscure vision, potentially reducing the
ability of people to move effectively toward safety (see ISO 13571). Finally, the aerosol fraction in fire
effluents also has significant potential to adversely affect the environment, particularly where the fires
[7][4]
are large and of long duration.
Therefore, it is important, within the context of the mechanisms of generation and evolution of aerosols,
to be able to measure aerosol concentrations and size distributions accurately; to appreciate the scope
and limitations of the apparatus and methodologies available for these measurements; and to interpret
such measurements effectively, consistent with the hazards and risks being evaluated. This International
Standard provides details of a range of sampling and measurement methods and guidance on which
ones to use for particular applications, together with an interpretation scheme based on current
knowledge. This document also includes informative annexes that summarize the physical aspects of
fire aerosol generation, aerosol movement and modification with and away from the fire plume, the
aerosol contribution to fire growth through flame radiation, and the roles of particulates in threat to
life and the environment.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 29904:2013(E)
Fire chemistry — Generation and measurement of aerosols
1 Scope
This International Standard provides a guide to the generation of aerosol particles in fires, defines
apparatus and procedures for the sampling and measurement of aerosols, and provides procedures for
the interpretation and reporting of the data. It is intended to assist fire test designers and those making
measurements at unwanted fires to choose and use appropriate methods for aerosol measurement for
differing hazards to people and the environment.
This International Standard identifies the scope, applicability, and limitations of each method. The
interpretation of the data from these measurements is strongly dependent on the end use of the data.
Fire-generated aerosols may present a direct risk of restricting escape from fire by obscuring an exit
route, or they may produce chronic health and environmental hazards from chemical compounds
contained in the aerosol (for example, toxic chemicals like polycyclic aromatic hydrocarbons in soot or
radionuclides form nuclear plant fires.) Aerosol particles may be inhaled to various depths in the lungs,
depending on their size and density, or may be released into the environment and deposited on land and
in watercourses.
In particular, this International Standard addresses the following aspects of aerosol generation and
measurement in fires:
— Adsorbed/dissolved gas or vapour phase species;
— Physical mechanisms involved in the transport of aerosols, dispersal in the fire plume,
coagulation/agglomeration leading to variation in particle sizes and fractions, “thermophoresis”
(main cause of soot deposition), “diffusiophoresis” and, sedimentation.
— The interactions between gases and vapours and aerosol: adsorption and removal of species from
gas phase, transportation of adsorbed gases into the lungs;
— Sampling and measurement methods, including their principles of operation, method description,
the data provided, and in each case their scope, field of application, advantages and disadvantages;
— Metrology of the measurement methods, and in the generation of “standard aerosols”, and the
related uncertainties;
— Physiological and environmental effects of aerosols insofar as these effects can be used to define the
measurement method for specific applications; and
— Hazards of carbon particles present in the fire effluent as visible “smoke” through their size,
morphology, chemical nature, and the nature of the effluent in which they are (or were) suspended.
This International Standard is not oriented toward the aerosols generated from controlled combustion.
(e.g. incineration). However, much of the material in this document is common to such aerosols.
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 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 2990
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 29904
Première édition
2013-09-01
Chimie de la combustion —
Production et mesurage des aérosols
Fire chemistry — Generation and measurement of aerosols
Numéro de référence
©
ISO 2013
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
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ISO copyright office
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes, définitions, symboles et abréviations . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles et abréviations . 3
4 Propriétés des aérosols . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Mouvement et évolution d’un aérosol généré par un feu . 4
4.3 Propriétés mesurables des aérosols . 6
5 Méthodes de mesure .11
5.1 Applications .11
5.2 Catégories de mesurage des aérosols.12
5.3 Considérations initiales relatives au prélèvement et à l’analyse des aérosols .20
5.4 Choix des méthodes .20
5.5 Méthodes de mesure in situ .21
5.6 Méthodes de mesure par extraction .29
6 Métrologie des aérosols .46
6.1 Générateurs d’aérosols normalisés pour l’étalonnage des instruments.46
6.2 Qualification (vérification) des générateurs .48
6.3 Exigences relatives aux méthodes d’étalonnage .49
6.4 Validation .50
7 Expression des résultats.53
7.1 Calculs .53
7.2 Rapport de mesure .55
7.3 Incertitudes .55
Annexe A (informative) Mesures expérimentales de D , N , R , D et k .56
pp pp g f f
Annexe B (informative) Adsorption des gaz de combustion sur les particules .59
Annexe C (informative) Dynamique de l’inhalation et toxicité des particules .62
Annexe D (informative) Effets non toxicologiques des particules .66
Annexe E (informative) Exemple de rapport .68
Bibliographie .70
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, 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/CEI, Partie 2, 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 sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/patents.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 3,
Dangers pour les personnes et l’environnement dus au feu.
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
Introduction
Les aérosols générés lors des incendies sont des mélanges complexes et non homogènes de gouttelettes
liquides de goudron ou d’eau, de suie carbonée agglomérée en phase solide avec des composés organiques
adsorbés ou des particules minérales. Après leur formation par des processus chimiques et physiques
complexes, les aérosols générés par un incendie subissent des modifications de leurs dimensions
physiques, de leur structure et de leur composition chimique car les particules peuvent coalescer,
s’agglomérer, absorber des gaz, s’évaporer ou se déposer sur des surfaces. La concentration des aérosols,
la taille de particules, la température et la composition de la phase gazeuse jouent également un rôle
[1][2][3]
dans la vitesse de ces modifications.
Les aérosols générés par les incendies influent par de multiples mécanismes sur les dangers pour les
personnes et l’environnement dus au feu. Tout d’abord, les petites particules sont inhalables et peuvent
pénétrer profondément dans la structure pulmonaire. Les particules inhalées peuvent elles-mêmes
[4][5]
être irritantes et réduire ainsi la capacité des personnes à s’échapper d’un incendie. Ensuite, ces
particules peuvent adsorber ou absorber des gaz et vapeurs toxiques et irritants, leur offrant ainsi un
moyen de franchir les défenses naturelles de l’appareil respiratoire et de s’introduire profondément
[5][6]
dans les poumons. Troisièmement, les particules moins inhalables ou non inhalables peuvent
réduire efficacement la concentration de gaz et vapeurs toxiques dans l’effluent du feu et les déposer
sur des surfaces. Quatrièmement, les aérosols peuvent diminuer la visibilité et réduire potentiellement
la capacité des personnes à se déplacer efficacement vers un lieu sûr (voir l’ISO 13571). Enfin, la fraction
d’aérosol dans les effluents du feu a aussi un potentiel significatif de nuisance pour l’environnement, en
[7][4]
particulier lorsque les feux sont importants et de longue durée.
Par conséquent, dans le contexte des mécanismes de production et d’évolution des aérosols, il est
important de pouvoir mesurer avec précision les concentrations et la distribution granulométrique
des aérosols, apprécier le domaine d’application et les limites de l’appareillage et des méthodologies
disponibles pour ces mesurages et interpréter efficacement les mesures de façon cohérente avec les
dangers et les risques évalués. La présente Norme internationale fournit des informations détaillées
sur une gamme de méthodes de prélèvement et de mesure et des lignes directrices concernant leur
utilisation pour des applications particulières, ainsi que des règles d’interprétation fondées sur les
connaissances actuelles. Le présente Norme internationale contient également des annexes informatives
qui résument les aspects physiques de la production d’aérosols lors d’un incendie, du mouvement des
aérosols et de leur modification avec et à distance du panache de fumée, de la contribution des aérosols
au développement du feu par le rayonnement des flammes et des rôles des matières particulaires dans
les dangers pour les personnes et l’environnement.
NORME INTERNATIONALE ISO 29904:2013(F)
Chimie de la combustion — Production et mesurage des
aérosols
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fournit un guide relatif à la production de particules d’aérosol dans
les incendies, définit l’appareillage et les modes opératoires de prélèvement et de mesurage des aérosols,
et fournit des méthodes pour l’interprétation et la communication des données. Elle est destinée aux
concepteurs d’essai au feu et aux personnes réalisant des mesurages sur des incendies involontaires afin
de les aider à choisir et utiliser des méthodes appropriées pour le mesurage des aérosols correspondants
à différents dangers pour les personnes et l’environnement.
La présente Norme internationale identifie le domaine d’application, l’applicabilité et les limites de
chaque méthode. L’interprétation des données obtenues lors de ces mesurages dépend fortement de
l’utilisation finale des données.
Les aérosols générés par un feu peuvent présenter un risque direct limitant l’évacuation par l’obstruction
d’une sortie de secours, ou ils peuvent engendrer des dangers chroniques pour la santé et l’environnement
liés aux composés chimiques contenus dans l’aérosol (par exemple, produits chimiques toxiques tels que
les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans la suie ou les radionucléides provenant d’incendies
dans des centrales nucléaires). Les particules d’aérosol peuvent être inhalées et pénétrer plus ou moins
profondément dans les poumons, selon leur taille et leur masse volumique, ou peuvent être libérées dans
l’environnement et se déposer sur les sols et dans les cours d’eau.
En particulier, la présente Norme internationale traite des aspects suivants de la production et du
mesurage des aérosols dans les incendies :
— Espèces adsorbées/dissoutes dans la phase gazeuse ou vapeur;
— Mécanismes physiques impliqués dans le transport des aérosols, dispersion dans le panache
de fumée, coagulation/agglomération entraînant une variation des tailles de particules et des
fractions particulaires, « thermophorèse » (principale cause de dépôt de suie), « diffusiophorèse »
et sédimentation;
— Interactions entre gaz et vapeurs et aérosol : adsorption et élimination d’espèces de la phase gazeuse,
transport de gaz adsorbés dans les poumons;
— Méthod
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 29904
Première édition
2013-09-01
Chimie de la combustion —
Production et mesurage des aérosols
Fire chemistry — Generation and measurement of aerosols
Numéro de référence
©
ISO 2013
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes, définitions, symboles et abréviations . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles et abréviations . 3
4 Propriétés des aérosols . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Mouvement et évolution d’un aérosol généré par un feu . 4
4.3 Propriétés mesurables des aérosols . 6
5 Méthodes de mesure .11
5.1 Applications .11
5.2 Catégories de mesurage des aérosols.12
5.3 Considérations initiales relatives au prélèvement et à l’analyse des aérosols .20
5.4 Choix des méthodes .20
5.5 Méthodes de mesure in situ .21
5.6 Méthodes de mesure par extraction .29
6 Métrologie des aérosols .46
6.1 Générateurs d’aérosols normalisés pour l’étalonnage des instruments.46
6.2 Qualification (vérification) des générateurs .48
6.3 Exigences relatives aux méthodes d’étalonnage .49
6.4 Validation .50
7 Expression des résultats.53
7.1 Calculs .53
7.2 Rapport de mesure .55
7.3 Incertitudes .55
Annexe A (informative) Mesures expérimentales de D , N , R , D et k .56
pp pp g f f
Annexe B (informative) Adsorption des gaz de combustion sur les particules .59
Annexe C (informative) Dynamique de l’inhalation et toxicité des particules .62
Annexe D (informative) Effets non toxicologiques des particules .66
Annexe E (informative) Exemple de rapport .68
Bibliographie .70
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, 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/CEI, Partie 2, 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 sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/patents.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 3,
Dangers pour les personnes et l’environnement dus au feu.
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
Introduction
Les aérosols générés lors des incendies sont des mélanges complexes et non homogènes de gouttelettes
liquides de goudron ou d’eau, de suie carbonée agglomérée en phase solide avec des composés organiques
adsorbés ou des particules minérales. Après leur formation par des processus chimiques et physiques
complexes, les aérosols générés par un incendie subissent des modifications de leurs dimensions
physiques, de leur structure et de leur composition chimique car les particules peuvent coalescer,
s’agglomérer, absorber des gaz, s’évaporer ou se déposer sur des surfaces. La concentration des aérosols,
la taille de particules, la température et la composition de la phase gazeuse jouent également un rôle
[1][2][3]
dans la vitesse de ces modifications.
Les aérosols générés par les incendies influent par de multiples mécanismes sur les dangers pour les
personnes et l’environnement dus au feu. Tout d’abord, les petites particules sont inhalables et peuvent
pénétrer profondément dans la structure pulmonaire. Les particules inhalées peuvent elles-mêmes
[4][5]
être irritantes et réduire ainsi la capacité des personnes à s’échapper d’un incendie. Ensuite, ces
particules peuvent adsorber ou absorber des gaz et vapeurs toxiques et irritants, leur offrant ainsi un
moyen de franchir les défenses naturelles de l’appareil respiratoire et de s’introduire profondément
[5][6]
dans les poumons. Troisièmement, les particules moins inhalables ou non inhalables peuvent
réduire efficacement la concentration de gaz et vapeurs toxiques dans l’effluent du feu et les déposer
sur des surfaces. Quatrièmement, les aérosols peuvent diminuer la visibilité et réduire potentiellement
la capacité des personnes à se déplacer efficacement vers un lieu sûr (voir l’ISO 13571). Enfin, la fraction
d’aérosol dans les effluents du feu a aussi un potentiel significatif de nuisance pour l’environnement, en
[7][4]
particulier lorsque les feux sont importants et de longue durée.
Par conséquent, dans le contexte des mécanismes de production et d’évolution des aérosols, il est
important de pouvoir mesurer avec précision les concentrations et la distribution granulométrique
des aérosols, apprécier le domaine d’application et les limites de l’appareillage et des méthodologies
disponibles pour ces mesurages et interpréter efficacement les mesures de façon cohérente avec les
dangers et les risques évalués. La présente Norme internationale fournit des informations détaillées
sur une gamme de méthodes de prélèvement et de mesure et des lignes directrices concernant leur
utilisation pour des applications particulières, ainsi que des règles d’interprétation fondées sur les
connaissances actuelles. Le présente Norme internationale contient également des annexes informatives
qui résument les aspects physiques de la production d’aérosols lors d’un incendie, du mouvement des
aérosols et de leur modification avec et à distance du panache de fumée, de la contribution des aérosols
au développement du feu par le rayonnement des flammes et des rôles des matières particulaires dans
les dangers pour les personnes et l’environnement.
NORME INTERNATIONALE ISO 29904:2013(F)
Chimie de la combustion — Production et mesurage des
aérosols
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fournit un guide relatif à la production de particules d’aérosol dans
les incendies, définit l’appareillage et les modes opératoires de prélèvement et de mesurage des aérosols,
et fournit des méthodes pour l’interprétation et la communication des données. Elle est destinée aux
concepteurs d’essai au feu et aux personnes réalisant des mesurages sur des incendies involontaires afin
de les aider à choisir et utiliser des méthodes appropriées pour le mesurage des aérosols correspondants
à différents dangers pour les personnes et l’environnement.
La présente Norme internationale identifie le domaine d’application, l’applicabilité et les limites de
chaque méthode. L’interprétation des données obtenues lors de ces mesurages dépend fortement de
l’utilisation finale des données.
Les aérosols générés par un feu peuvent présenter un risque direct limitant l’évacuation par l’obstruction
d’une sortie de secours, ou ils peuvent engendrer des dangers chroniques pour la santé et l’environnement
liés aux composés chimiques contenus dans l’aérosol (par exemple, produits chimiques toxiques tels que
les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans la suie ou les radionucléides provenant d’incendies
dans des centrales nucléaires). Les particules d’aérosol peuvent être inhalées et pénétrer plus ou moins
profondément dans les poumons, selon leur taille et leur masse volumique, ou peuvent être libérées dans
l’environnement et se déposer sur les sols et dans les cours d’eau.
En particulier, la présente Norme internationale traite des aspects suivants de la production et du
mesurage des aérosols dans les incendies :
— Espèces adsorbées/dissoutes dans la phase gazeuse ou vapeur;
— Mécanismes physiques impliqués dans le transport des aérosols, dispersion dans le panache
de fumée, coagulation/agglomération entraînant une variation des tailles de particules et des
fractions particulaires, « thermophorèse » (principale cause de dépôt de suie), « diffusiophorèse »
et sédimentation;
— Interactions entre gaz et vapeurs et aérosol : adsorption et élimination d’espèces de la phase gazeuse,
transport de gaz adsorbés dans les poumons;
— Méthod
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.