ISO 5659-1:1996
(Main)Plastics — Smoke generation — Part 1: Guidance on optical-density testing
Plastics — Smoke generation — Part 1: Guidance on optical-density testing
Part 1 constitutes the guidance document of ISO 5659 for the test procedure described in part 2.
Plastiques — Production de fumée — Partie 1: Guide sur les essais de densité optique
Le présent guide constitue la partie 1 de l'ISO 5659.La partie 2 de la présente Norme internationale décrit une méthode d'essai statique (ou cumulative) en enceinte unique. Actuellement, le domaine d'application du présent guide se limite à la méthode d'essai décrite dans la partie 2.NOTE 1 Si les études futures devaient étendre le domaine d'application de la présente norme à d'autres essais de fumée (méthodes d'essai dynamiques, par exemple), le domaine d'application de la partie 1 serait développé en conséquence
General Information
Relations
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IS0
INTERNATIONAL
STANDARD 5659-l
First edition
1996-04-o 1
- Smoke generation -
Plastics
Part 1:
Guidance on optical-density testing
P/as tiques - Production de fum&e -
Partie 7: Guide sur /es essais de densit optique
Reference number
IS0 5659-l : 1996(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 5659=1:1996(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an Intern.ational
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 5659 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 61, Plastics, subcommittee SC 4, Burning behaviour.
IS0 5659 consists of the following parts, under the general title Plastics -
Smoke generation:
Part I: Guidance on optical-density testing
- Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
Annexes A and B of this part of IS0 5659 are for information only.
0 IS0 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be
electronic or mechanical, including
reproduced or utilized in any form or by any means,
photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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IS0 5659=1:1996(E)
@ IS0
Introduction
Smoke represents a major hazard in fires due to its capacity to obscure
vision by the absorption and scattering of light. Consequently, two threats
are obvious: the inhalation of hazardous gases and fumes and the obscur-
ation of light by smoke particulates leading to disorientation. These threats
interact in a complicated manner, but are usually dealt with by separate
procedures.
Smoke particulates reduce the visibility due to light absorption and scatter-
ing. Consequently, people may experience difficulties in finding exit signs,
doors and windows. Visibility is often determined as the distance at which
an object is no longer visible. It depends on many factors, but close rela-
tionships have been established between visibility and measurements of
the optical density of smoke, as depicted in figure 1.
The production of smoke and its optical properties are often measured
simultaneously with other fire properties, such as heat release and flame
spread. The measurements may be in small or full scale. They may be
performed in small-scale, closed systems and are called cumulative or
static methods. They may also be performed in a flow-through system,
and these are called dynamic methods.
A distinction is sometimes made between smoke and soot (see 7.2), with
the former being measured by optical means, while the latter is
determined by actual weighing of particulates collected (gravimetric
means). Since fire safety concerns are often with optical smoke meas-
urements, the guidance on smoke tests will focus on obscuration of visi-
bility.
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@ IS0
IS0 5659=1:1996(E)
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Optical density (per metre smoke path)
Figure ‘I - Relationship between optical density and visibility
(after Jin 1978[5] - see annex B)
IV
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IS0 5659-l :1996(E)
IN~TERNATIONAL STANDARD @ IS0
Plastics - Smoke generation -
Part 1:
Guidance on optical-density testina
3.2 optical density of smoke, D: A measure of the
1 Scope
degree of opacity; the negative common logarithm of
the relative transmission of light.
This guidance document constitutes part 1 of
IS0 5659. Part 2 of this International Standard de-
3.3 specific optical density, Ds: The optical density
scribes a static (or cumulative) single-chamber test
multiplied by a factor which depends on the
procedure. At present, the scope of this guide is Iim-
instrument and on the specimen size.
ited to the test procedure described in part 2.
3.4 fire model: Means for the decomposition and/or
NOTE 1 Should future work expand the scope of the stan-
combustion of test specimens under defined
dard to cover other smoke tests (for example, dynamic pro-
conditions to represent known stage(s) of a fire in or-
cedures), the scope of part 1 will be extended accordingly.
der to generate fire effluents for assessment.
NOTE 2 This term should be distinguished from the term
2 Normative references “fire modelling” which is used by the fire science com-
munity in the mathematical simulation of fire character-
istics.
The following standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions of
this part of IS0 5659. At the time of publication, the
3.5 fire scenario: A detailed description of the
editions indicated were valid. All standards are subject
conditions prevailing at certain stages in an actual fire,
to revision, and parties to agreements based on this
or in a full-scale fire simulation.
part of IS0 5659 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the
standards indicated below. Members of IEC and IS0
4 Objectives
maintain registers of currently valid International
Standards.
It is the objective of this document to provide guid-
ance on the applicability of the smoke density meas-
IS0 5659-2:1994, Plastics - Smoke generation -
urements described in part 2 of this International
Part 2: Determination of optical density by a single-
Standard.
chamber test.
IS0 5659-2 has been developed for improved as-
lSO/IEC Guide 52:1990, Glossary of fire terms and
sessment of the smoke-generating potential of
definitions.
burning materials under a wider range of heat flux
conditions than alternative single-chamber smoke
tests, as well as to allow thermoplastics to be tested
in a horizontal orientation.
3 Definitions
For the purposes of this part of IS0 5659, the defini-
5 Fire scenarios and fire models
tions in lSO/IEC Guide 52 apply, together with the
following definitions:
During recent years, major advances have been made
3.1 mass optical density (MOD): A measure of the
in the analysis of fire effluents. It is recognized that
degree of opacity of smoke in terms of weight loss of
the composition of the mixture of combustion prod-
the material under the conditions of the test.
ucts is dependent particularly upon the nature of the
1
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0 IS0
IS0 5659=1:1996(E)
ture. Ignition and smoke generation are the main
cornbusting materials, the prevailing temperatures and
the ventilation conditions, especially access of oxygen hazards during this stage. The second stage
to the seat of the fire. A number of factors which are (developing fire) starts with ignition and ends with an
important in categorizing fire atmospheres and in exponential rise in fire room temperature. Spread of
flame and heat release are the main hazards in
comparing atmospheres between laboratory-scale and
addition to smoke during this stage. The third stage
full-scale fire studies are listed in table 1.
(fully developed fire) starts when the surface of all of
the combustible contents of the room has
Fire involves a complex and interrelated array of
decomposed to such an extent that sudden ignition
physical and chemical phenomena. As a result, it is
occurs all over the room, with a rapid and large
essentially impossible to simulate all aspects of a real
increase in temperature (flashover).
fire in laboratory-scale apparatus. This problem of fire
model validity is perhaps the single most perplexing
At the end of stage 3, the combustibles and/or oxygen
technical problem associated with all of fire testing.
have been largely consumed and hence the tempera-
ture decreases at a rate which depends on the venti-
After ignition, fire development may occur in different
lation and the heat- and mass-transfer characteristics
ways, depending on the environmental conditions as
of the system.
well as on the physical arrangement of the combust-
ible materials. However, a general pattern can be es-
In each of these stages, a different mixture of decom-
tablished for fire development within a compartment,
position products may be formed (see figure 1) and
where the general temperature-time curve shows
this, in turn, influences the smoke density produced
three stages (see figure 2).
during that stage. Moreover, information is required
on the fire scenario being considered, in particular the
Stage 1 is the incipient stage of the fire prior to sus- conditions of incident heat flux, oxygen availability and
tained flaming, with little rise in the fire room tempera- smoke-venting facilities.
Table 1 - General classification of real fire stages in accordance with lSO/TR $3122~l[*]
Stage or phase of fire within a compartment
1) Smouldering (self-sustaining) 21 not available > 100 not available
2) Non-flaming (oxidative)
5 to 21 not available > 500 < 25
3) Non-flaming (pyrolytic) <5 not available
> 1 000 not available
b) Flaming, developing fire 10to15 100 to 200 400
to 600 20 to 40
c) Flaming, fully developed fire
1) Relatively low ventilation 1 to 5
< 10 600 to 900 40 to 70
2) Relatively high ventilation 5to10
< 100 600 to 1 200 50 to 150
1) Mean value in fire plume.
2) General environmental condition (average) within compartment, assuming some homogenization.
3) Radiation incident on the exposed surface (average).
I
I
I
I
I
I
I
Stage 1 I Stage 2
Incipient stage I Develop
I
I
I
I
I
I
I
lgni tion Flashover
0 Time, t
Figure 2 - Diagram showing the different phases in the development of a fire within a compartment
2
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0 IS0 IS0 5659=1:1996(E)
hence
6 Principles of smoke density
measurements
6.1 The main measurement made when carrying out
where
testing to IS0 5659-Z is the amount of light transmit-
ted by the smoke as a fraction (or percentage) of the
V is the volume, in cubic metres, of the chamber;
initial light transmitted by the optical system. The
A is the exposed area, in square metres, of the
minimum percent light transmitted is then used to
calculate the maximum specific optical density for specimen;
each mode of specimen exposure, e.g irradiance of
L is the length, in metres, of the light path.
25 kW/m2 with pilot flame or irradiance of 50 kW/m2
without pilot flame. The choice of specimen exposure
For the IS0 5659-Z single-chamber procedure,
conditions may be critical in determining the onset of
V/AL = 132.
ignition, and the smoke generated from the specimen
may vary considerably depending on whether the
NOTE 3 Some test methods report smoke simply in terms
specimen combusts in a non-flaming or a flaming
of light transmission. The problem with such a reporting
mode (see 7.2).
procedure is that people not familiar with the characteristics
of smoke aerosols may assume that the percentage light
6.2 No means are provided for predicting the ability
transmittance is a reciprocal, linear function of the quantity
of the human eye to see through smoke and the ef- of smoke produced. If they assumed that, as the quantity of
smoke produced is doubled, the percentage light transmit-
fect of eye irritants in further restricting visual range.
tance would be cut in half, they would be wrong.
Some l
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1996-04-o 1
Production de fumée
Plastiques -
Partie 1:
Guide sur les essais de densité optique
- Smoke generation -
P/as tics
Part 1: Guidance on optical-density tes ting
Numéro de référence
ISO 5659-l :1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 5659-l :1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La norme internationale ISO 5659-l a été élaborée par le Comité
Technique ISO/TC 61 Plastiques, sous-comité SC 4, Comportement au
feu .
L’ISO 5659 comprend les parties suivantes présentées sous le titre géné-
Production de fumée:
ral Plastiques -
- Partie 1: Guide sur les essais de densité optique
- Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
Les annexes A et B de la présente partie de I’ISO 5659 sont données
uniquement à titre d’information.
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation international e de normalisation
Case postale 56.CH-121 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
@ ISO ISO 5659=1:1996(F)
Introduction
La fumée représente un danger majeur lors des incendies car elle entrave
la vision en raison de l’absorption et de la diffusion de la lumière. II en dé-
coule deux risques évidents: l’inhalation de gaz et fumées dangereux et
l’obscurcissement par les particules en suspension dans la fumée, d’où
une perte du sens de l’orientation. Ces risques, qui interagissent de ma-
nière complexe, sont généralement résolus par des procédures séparées.
Les particules de fumée réduisent la visibilité en raison de l’absorption et
de la diffusion de la lumière. De ce fait, les gens ont parfois des difficultés
à trouver les symboles de sortie, les portes et les fenêtres. La visibilité est
souvent définie comme étant la distance à partir de laquelle les objets ne
sont plus visibles. Elle dépend de nombreux facteurs mais une étroite re-
lation a été établie entre la visibilité et les valeurs de densité optique de la
fumée comme il ressort de la figure 1.
La production de fumée et ses propriétés optiques sont souvent mesu-
rées en même temps que d’autres propriétés du feu, tels que le dégage-
ment de chaleur et la propagation de flamme. Les mesurages peuvent se
faire à petite échelle ou en vraie grandeur. Lorsqu’ils sont effectués à pe-
tite échelle et en systèmes fermés, ils sont appelés méthodes cumulati-
ves ou statiques. Ils peuvent aussi être réalisés au moyen d’un système à
écoulement; on les dénomme alors méthodes dynamiques.
Une distinction est quelquefois faite entre fumée et suie (voir 7.2): la fu-
mée est mesurée par un dispositif optique, alors que la suie est détermi-
née par pesage des particules recueillies (méthode gravimétrique).
Comme les problèmes de sécurité incendie ont le plus souvent rapport
avec les mesurages optiques de la fumée, ce guide sur les essais de fu-
mée insiste particulièrement sur la réduction de la visibilité.
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@ ISO
ISO 5659-l :1996(F)
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Densité optique (par mètre de trajet à travers La fumée)
Figure 1 - Relation entre la densité optique et la visibilité
(d’après Jin 197815] - voir annexe B)
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NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 56594:1996(F)
Production de fumée
Plastiques -
Partie 1:
Guide sur les essais de densité optique
3.1 densité optique massique (DOM): Mesure du
1 Domaine d’application
degré d’opacité de la fumée en termes de perte de
masse de matériau dans les conditions d’essai.
Le présent guide constitue la partie 1 de I’ISO 5659.
La partie 2 de la présente Norme internationale décrit
3.2 densité optique de la fumée, D: Mesure du
une méthode d’essai statique (ou cumulative) en en-
degré d’opacité correspondant au logarithme décimal
ceinte unique. Actuellement, le domaine d’application
négatif de la transmission relative de lumière.
du présent guide se limite à la méthode d’essai dé-
crite dans la partie 2.
3.3 densité optique spécifique, Ds: Densité opti-
que multipliée par un facteur dépendant de I’instru-
NOTE 1 Si les études futures devaient étendre le domaine
ment et de la taille de l’éprouvette.
d’application de fa présente norme à d’autres essais de fu-
mée (méthodes d’essai dynamiques, par exemple), le do-
3.4 modèle-feu: Moyen permettant d’obtenir la.
maine d’application de la partie 1 serait développé en con-
décomposition et/ou combustion des éprouvettes
séquence.
dans des conditions définies en vue de représenter
l’une (ou la totalité) des différentes phases connues
du développement d’un incendie, afin de soumettre
2 Références normatives
les effluents du feu à une évaluation.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
NOTE 2 II convient de ne pas confondre cette expression
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
avec le terme ((modélisation feu)) utilisé dans le cadre de la
tuent des dispositions valables pour la présente partie simulation mathématique des caractéristiques du feu, par
les spécialistes des essais de feu.
de I’ISO 5659. Au moment de la publication, les édi-
tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
sujette à révision et les parties prenantes des accords
3.5 scénario d’incendie: Description détaillée des
fondés sur la présente partie de I’ISO 5659 sont invi-
conditions qui prévalent à certaines phases du déve-
tées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
loppement d’un incendie dans les conditions réelles
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les
ou lors de la simulation d’un incendie en vraie gran-
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
deur.
des Normes internationales en vigueur à un moment
donné.
4 Objectifs
ISO 5959-2:1994, Plastiques - Production de fu-
Partie 2: Dé termina tion de la densité optique
mée -
L’objectif du présent guide est de fournir des informa-
par un essai en enceinte unique.
tions sur I’applicabilité des mesurages de la densité de
la fumée, décrits dans la partie 2 de la présente
Guide lSO/CEI 52:1990, Glossaire de termes relatifs
Norme internationale.
au feu et de leurs définitions.
L’ISO 5659-2 a été élaborée, d’une part, pour amélio-
rer l’évaluation du potentiel de production de fumée
3 Définitions
des matériaux en combustion dans une gamme de
conditions de flux de chaleur plus étendue que celle
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 5659,
relatives à d’autres essais de fumée en enceinte
les définitions données dans le Guide lSO/CEI 52 ainsi unique, et d’autre part, pour pouvoir soumettre à
que les suivantes s’appliquent: l’essai des thermoplastiques en position horizontale.
---------------------- Page: 5 ----------------------
0 ISO
ISO 5659-l :1996( F)
Après allumage, le développement de l’incendie peut
5 Scénarios d’incendie et modèles-feu
se faire de différentes façons, selon les conditions
d’environnement ainsi que la localisation des maté-
Au cours des dernières années, des progrès impor-
tants ont été réalisés dans l’analyse des effluents du riaux combustibles. II est cependant possible d’établir
feu. II est notoire que la composition du mélange des un schéma général du développement d’un incendie à
produits de combustion dépend particulièrement de la l’intérieur d’un compartiment, dans lequel la courbe
générale température/temps présente trois phases
nature des matériaux en combustion, des températu-
(voir figure 2).
res sur le site et des conditions de ventilation, et
notamment de l’accès d’oxygène sur le foyer de I’in-
La phase 1 correspond à la naissance du feu avant la
cendie. Le tableau 1 donne un certain nombre de
combustion soutenue avec flammes, s’accompagnant
facteurs importants qui permettent de classer les
d’une faible augmentation de la température de la
d’incendie et de comparer les
atmosphères
pièce. L’allumage et la production de fumées sont les
atmosphères obtenues lors des essais de laboratoire
principaux dangers durant cette phase. La phase 2
avec celles obtenues lors des essais en vraie
(feu en développement) commence par l’allumage et
grandeur.
finit par une augmentation exponentielle de la tempé-
rature de la pièce. La propagation de flamme et le dé-
Un incendie met en œuvre un ensemble complexe de gagement de chaleur sont les principaux dangers, en
phénomènes physiques et chimiques étroitement liés.
plus de la fumée, durant cette phase. La phase 3 (feu
II en résulte qu’il est pratiquement impossible de si-
développé) débute lorsque la surface de tous les
muler tous les aspects d’un incendie réel à l’aide d’un
combustibles contenus dans la pièce s’est suffisam-
appareillage à l’échelon d’un laboratoire. Ce problème
ment décomposée pour que survienne un allumage
de validité du modèle-feu reste peut-être le seul pro- soudain dans toute la pièce avec un accroissement de
blème technique très préoccupant, lié à tous les es- température rapide et important (embrasement géné-
sais de feu. ralisé).
Tableau 1 - Classification générale des phases du développement d’un incendie dans les conditions réelles
conformément à I’ISO/TR 9122~I[*l
5à 21
2) Sans flammes (par oxydation) Non disponible > 500 <25
3) Sans flammes (par pyrolyse) <5 Non disponible > 1 000 Non disponible
b) Feu en cours de développement (avec flammes) lOà15 100à200 400à600 20à40
c) Feu développé (avec flammes)
1) Ventilation relativement faible 1 à5 < 10 600à900 40à 70
5à 10 < 100 600àl 200 50à150
2) Ventilation relativement forte
1) Valeur moyenne dans le «panache» de feu.
2) Condition environnementale générale (moyenne) dans le compartiment, en supposant une certaine homogénéisation.
3) Rayonnement incident sur la surface exposée (moyenne).
Incendie en cours
de développement
I I
I
0 Embrasement
Allumage Temps, f
généralisé
Figure 2 - Diagramme représentant les différentes phases du développement d’un incendie
à l’intérieur d’un compartiment
---------------------- Page: 6 ----------------------
@ ISO
ISO 5659-l :1996(F)
À la fin de la phase 3, les combustibles et/ou I’oxy- Pour un aérosol monodispersé, le coefficient d’atté-
gène ont été largement consommés et la température nuation o est proportionnel au produit de la taille des
décroît à une vitesse dépendant de la ventilation et particules par le nombre de particules. Si log10(100/71
des caractéristiques de transfert de chaleur et de est défini comme étant la densité optique D, on a
masse du système. alors:
À chacune de ces trois phases, il peut se former un
D = loglO(loo/~
mélange différent de produits de décomposition (voir
figure l), et cela influence la densité de la fumée pro-
d’où
duite pendant chacune de ces phases. De plus, il est
nécessaire d’avoir des informations sur le scénario
D = oL/2,303
d’incendie considéré, et en particulier, sur les condi-
tions de flux thermique incident, l’oxygène disponible
Bien que la fumée produite par l’incendie ne présente
et les équipements de ventilation de la fumée.
généralement pas toutes les caractéristiques d’un aé-
rosol monodispersé, il a été démontré que, d’un point
de vue photométrique, la fumée se comporte de fa-
6 Principes sur lesquels reposent les
çon telle qu’à des fins de calcul, la densité optique
mesurages de la densité de ia fumée
peut être considérée comme approximativement pro-
portionnelle à la quantité de particules de fumée
6.1 Le principal mesurage effectué lors des essais produites. L’unité de mesure de la densité optique
spécifique Ds est utilisée pour mettre à disposition
conduits conformément à I’ISO 5659-2 porte sur la
l’échelle de valeurs pondérées pratique ci-après:
quantité de lumière transmise par la fumée par rapport
(ou en pourcentage) à la lumière initiale transmise par
le système optique. Le pourcentage minimal de lu-
mière transmise sert ensuite à calculer la densité
optique spécifique maximale pour chaque mode
d’où
d’exposition de l’éprouvette, par exemple sous un
éclairement énergétique de 25 kW/m2 avec flamme
pilote ou sous un éclairement énergétique de
50 kW/m2 sans flamme pilote. Le choix des conditions
où
d’exposition de l’éprouvette peut s’avérer critique lors
de la détermination du début de l’allumage, et la
V est le volume, en mètres cubes, de l’enceinte;
fumée produite à partir de l’éprouvette peut varier
considérablement selon que cette dernière se
A est la surface exposée, en mètres carrés, de
consume avec ou sans émission de flammes (voir
l’éprouvette;
. .
7 2)
L est la longueur, en mètres, du trajet optique.
6.2 II n’existe aucun moyen de prévoir, d’une part, la
capacité de l’oeil humain à voir à travers la fumée, et,
Pour la méthode à enceinte unique de I’ISO 5659-2,
d’autre part, la contribution des substances irritantes
V/AL = 132.
pour les yeux à accentuer la réduction de la portée vi-
suelle. Certaines recherches limitées laissent suppo-
NOTE 3 Certaines méthodes d’essai décrivent la fumée
ser que les irritants pour les yeux peuvent réduire la
simplement en termes de transmission de l
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1996-04-o 1
Production de fumée
Plastiques -
Partie 1:
Guide sur les essais de densité optique
- Smoke generation -
P/as tics
Part 1: Guidance on optical-density tes ting
Numéro de référence
ISO 5659-l :1996(F)
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ISO 5659-l :1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La norme internationale ISO 5659-l a été élaborée par le Comité
Technique ISO/TC 61 Plastiques, sous-comité SC 4, Comportement au
feu .
L’ISO 5659 comprend les parties suivantes présentées sous le titre géné-
Production de fumée:
ral Plastiques -
- Partie 1: Guide sur les essais de densité optique
- Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
Les annexes A et B de la présente partie de I’ISO 5659 sont données
uniquement à titre d’information.
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation international e de normalisation
Case postale 56.CH-121 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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@ ISO ISO 5659=1:1996(F)
Introduction
La fumée représente un danger majeur lors des incendies car elle entrave
la vision en raison de l’absorption et de la diffusion de la lumière. II en dé-
coule deux risques évidents: l’inhalation de gaz et fumées dangereux et
l’obscurcissement par les particules en suspension dans la fumée, d’où
une perte du sens de l’orientation. Ces risques, qui interagissent de ma-
nière complexe, sont généralement résolus par des procédures séparées.
Les particules de fumée réduisent la visibilité en raison de l’absorption et
de la diffusion de la lumière. De ce fait, les gens ont parfois des difficultés
à trouver les symboles de sortie, les portes et les fenêtres. La visibilité est
souvent définie comme étant la distance à partir de laquelle les objets ne
sont plus visibles. Elle dépend de nombreux facteurs mais une étroite re-
lation a été établie entre la visibilité et les valeurs de densité optique de la
fumée comme il ressort de la figure 1.
La production de fumée et ses propriétés optiques sont souvent mesu-
rées en même temps que d’autres propriétés du feu, tels que le dégage-
ment de chaleur et la propagation de flamme. Les mesurages peuvent se
faire à petite échelle ou en vraie grandeur. Lorsqu’ils sont effectués à pe-
tite échelle et en systèmes fermés, ils sont appelés méthodes cumulati-
ves ou statiques. Ils peuvent aussi être réalisés au moyen d’un système à
écoulement; on les dénomme alors méthodes dynamiques.
Une distinction est quelquefois faite entre fumée et suie (voir 7.2): la fu-
mée est mesurée par un dispositif optique, alors que la suie est détermi-
née par pesage des particules recueillies (méthode gravimétrique).
Comme les problèmes de sécurité incendie ont le plus souvent rapport
avec les mesurages optiques de la fumée, ce guide sur les essais de fu-
mée insiste particulièrement sur la réduction de la visibilité.
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@ ISO
ISO 5659-l :1996(F)
100
SO
20
10
E s
-
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+
.-
z!
D
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ln
.-
’ 2
1
0,s
0.2
O,l
0.01 0,02 0,os O,l 02 os 1 2
Densité optique (par mètre de trajet à travers La fumée)
Figure 1 - Relation entre la densité optique et la visibilité
(d’après Jin 197815] - voir annexe B)
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NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 56594:1996(F)
Production de fumée
Plastiques -
Partie 1:
Guide sur les essais de densité optique
3.1 densité optique massique (DOM): Mesure du
1 Domaine d’application
degré d’opacité de la fumée en termes de perte de
masse de matériau dans les conditions d’essai.
Le présent guide constitue la partie 1 de I’ISO 5659.
La partie 2 de la présente Norme internationale décrit
3.2 densité optique de la fumée, D: Mesure du
une méthode d’essai statique (ou cumulative) en en-
degré d’opacité correspondant au logarithme décimal
ceinte unique. Actuellement, le domaine d’application
négatif de la transmission relative de lumière.
du présent guide se limite à la méthode d’essai dé-
crite dans la partie 2.
3.3 densité optique spécifique, Ds: Densité opti-
que multipliée par un facteur dépendant de I’instru-
NOTE 1 Si les études futures devaient étendre le domaine
ment et de la taille de l’éprouvette.
d’application de fa présente norme à d’autres essais de fu-
mée (méthodes d’essai dynamiques, par exemple), le do-
3.4 modèle-feu: Moyen permettant d’obtenir la.
maine d’application de la partie 1 serait développé en con-
décomposition et/ou combustion des éprouvettes
séquence.
dans des conditions définies en vue de représenter
l’une (ou la totalité) des différentes phases connues
du développement d’un incendie, afin de soumettre
2 Références normatives
les effluents du feu à une évaluation.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
NOTE 2 II convient de ne pas confondre cette expression
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
avec le terme ((modélisation feu)) utilisé dans le cadre de la
tuent des dispositions valables pour la présente partie simulation mathématique des caractéristiques du feu, par
les spécialistes des essais de feu.
de I’ISO 5659. Au moment de la publication, les édi-
tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
sujette à révision et les parties prenantes des accords
3.5 scénario d’incendie: Description détaillée des
fondés sur la présente partie de I’ISO 5659 sont invi-
conditions qui prévalent à certaines phases du déve-
tées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
loppement d’un incendie dans les conditions réelles
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les
ou lors de la simulation d’un incendie en vraie gran-
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
deur.
des Normes internationales en vigueur à un moment
donné.
4 Objectifs
ISO 5959-2:1994, Plastiques - Production de fu-
Partie 2: Dé termina tion de la densité optique
mée -
L’objectif du présent guide est de fournir des informa-
par un essai en enceinte unique.
tions sur I’applicabilité des mesurages de la densité de
la fumée, décrits dans la partie 2 de la présente
Guide lSO/CEI 52:1990, Glossaire de termes relatifs
Norme internationale.
au feu et de leurs définitions.
L’ISO 5659-2 a été élaborée, d’une part, pour amélio-
rer l’évaluation du potentiel de production de fumée
3 Définitions
des matériaux en combustion dans une gamme de
conditions de flux de chaleur plus étendue que celle
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 5659,
relatives à d’autres essais de fumée en enceinte
les définitions données dans le Guide lSO/CEI 52 ainsi unique, et d’autre part, pour pouvoir soumettre à
que les suivantes s’appliquent: l’essai des thermoplastiques en position horizontale.
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0 ISO
ISO 5659-l :1996( F)
Après allumage, le développement de l’incendie peut
5 Scénarios d’incendie et modèles-feu
se faire de différentes façons, selon les conditions
d’environnement ainsi que la localisation des maté-
Au cours des dernières années, des progrès impor-
tants ont été réalisés dans l’analyse des effluents du riaux combustibles. II est cependant possible d’établir
feu. II est notoire que la composition du mélange des un schéma général du développement d’un incendie à
produits de combustion dépend particulièrement de la l’intérieur d’un compartiment, dans lequel la courbe
générale température/temps présente trois phases
nature des matériaux en combustion, des températu-
(voir figure 2).
res sur le site et des conditions de ventilation, et
notamment de l’accès d’oxygène sur le foyer de I’in-
La phase 1 correspond à la naissance du feu avant la
cendie. Le tableau 1 donne un certain nombre de
combustion soutenue avec flammes, s’accompagnant
facteurs importants qui permettent de classer les
d’une faible augmentation de la température de la
d’incendie et de comparer les
atmosphères
pièce. L’allumage et la production de fumées sont les
atmosphères obtenues lors des essais de laboratoire
principaux dangers durant cette phase. La phase 2
avec celles obtenues lors des essais en vraie
(feu en développement) commence par l’allumage et
grandeur.
finit par une augmentation exponentielle de la tempé-
rature de la pièce. La propagation de flamme et le dé-
Un incendie met en œuvre un ensemble complexe de gagement de chaleur sont les principaux dangers, en
phénomènes physiques et chimiques étroitement liés.
plus de la fumée, durant cette phase. La phase 3 (feu
II en résulte qu’il est pratiquement impossible de si-
développé) débute lorsque la surface de tous les
muler tous les aspects d’un incendie réel à l’aide d’un
combustibles contenus dans la pièce s’est suffisam-
appareillage à l’échelon d’un laboratoire. Ce problème
ment décomposée pour que survienne un allumage
de validité du modèle-feu reste peut-être le seul pro- soudain dans toute la pièce avec un accroissement de
blème technique très préoccupant, lié à tous les es- température rapide et important (embrasement géné-
sais de feu. ralisé).
Tableau 1 - Classification générale des phases du développement d’un incendie dans les conditions réelles
conformément à I’ISO/TR 9122~I[*l
5à 21
2) Sans flammes (par oxydation) Non disponible > 500 <25
3) Sans flammes (par pyrolyse) <5 Non disponible > 1 000 Non disponible
b) Feu en cours de développement (avec flammes) lOà15 100à200 400à600 20à40
c) Feu développé (avec flammes)
1) Ventilation relativement faible 1 à5 < 10 600à900 40à 70
5à 10 < 100 600àl 200 50à150
2) Ventilation relativement forte
1) Valeur moyenne dans le «panache» de feu.
2) Condition environnementale générale (moyenne) dans le compartiment, en supposant une certaine homogénéisation.
3) Rayonnement incident sur la surface exposée (moyenne).
Incendie en cours
de développement
I I
I
0 Embrasement
Allumage Temps, f
généralisé
Figure 2 - Diagramme représentant les différentes phases du développement d’un incendie
à l’intérieur d’un compartiment
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@ ISO
ISO 5659-l :1996(F)
À la fin de la phase 3, les combustibles et/ou I’oxy- Pour un aérosol monodispersé, le coefficient d’atté-
gène ont été largement consommés et la température nuation o est proportionnel au produit de la taille des
décroît à une vitesse dépendant de la ventilation et particules par le nombre de particules. Si log10(100/71
des caractéristiques de transfert de chaleur et de est défini comme étant la densité optique D, on a
masse du système. alors:
À chacune de ces trois phases, il peut se former un
D = loglO(loo/~
mélange différent de produits de décomposition (voir
figure l), et cela influence la densité de la fumée pro-
d’où
duite pendant chacune de ces phases. De plus, il est
nécessaire d’avoir des informations sur le scénario
D = oL/2,303
d’incendie considéré, et en particulier, sur les condi-
tions de flux thermique incident, l’oxygène disponible
Bien que la fumée produite par l’incendie ne présente
et les équipements de ventilation de la fumée.
généralement pas toutes les caractéristiques d’un aé-
rosol monodispersé, il a été démontré que, d’un point
de vue photométrique, la fumée se comporte de fa-
6 Principes sur lesquels reposent les
çon telle qu’à des fins de calcul, la densité optique
mesurages de la densité de ia fumée
peut être considérée comme approximativement pro-
portionnelle à la quantité de particules de fumée
6.1 Le principal mesurage effectué lors des essais produites. L’unité de mesure de la densité optique
spécifique Ds est utilisée pour mettre à disposition
conduits conformément à I’ISO 5659-2 porte sur la
l’échelle de valeurs pondérées pratique ci-après:
quantité de lumière transmise par la fumée par rapport
(ou en pourcentage) à la lumière initiale transmise par
le système optique. Le pourcentage minimal de lu-
mière transmise sert ensuite à calculer la densité
optique spécifique maximale pour chaque mode
d’où
d’exposition de l’éprouvette, par exemple sous un
éclairement énergétique de 25 kW/m2 avec flamme
pilote ou sous un éclairement énergétique de
50 kW/m2 sans flamme pilote. Le choix des conditions
où
d’exposition de l’éprouvette peut s’avérer critique lors
de la détermination du début de l’allumage, et la
V est le volume, en mètres cubes, de l’enceinte;
fumée produite à partir de l’éprouvette peut varier
considérablement selon que cette dernière se
A est la surface exposée, en mètres carrés, de
consume avec ou sans émission de flammes (voir
l’éprouvette;
. .
7 2)
L est la longueur, en mètres, du trajet optique.
6.2 II n’existe aucun moyen de prévoir, d’une part, la
capacité de l’oeil humain à voir à travers la fumée, et,
Pour la méthode à enceinte unique de I’ISO 5659-2,
d’autre part, la contribution des substances irritantes
V/AL = 132.
pour les yeux à accentuer la réduction de la portée vi-
suelle. Certaines recherches limitées laissent suppo-
NOTE 3 Certaines méthodes d’essai décrivent la fumée
ser que les irritants pour les yeux peuvent réduire la
simplement en termes de transmission de l
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.