ISO 16735:2006

Fire safety engineering — Requirements governing algebraic equations — Smoke layers

The requirements given in ISO 16735:2006 govern the application of algebraic equation sets to the calculation of specific characteristics of smoke layers generated by fires. ISO 16735:2006 is an implementation of the general requirements provided in ISO/TR 13387-3 for the case of fire dynamics calculations involving sets of algebraic equations. ISO 16735:2006 is arranged in the form of a template, where specific information relevant to algebraic smoke layer equations is provided to satisfy the following types of general requirements: description of physical phenomena addressed by the calculation method; documentation of the calculation procedure and its scientific basis; limitations of the calculation method; input parameters for the calculation method; domain of applicability of the calculation method. Examples of sets of algebraic equations meeting all the requirements of ISO 16735:2006 are provided in separate annexes for each different type of smoke layer scenario. Annex A contains general information and conservation requirements for smoke layers and Annex B contains specific algebraic equations for calculation of smoke layer characteristics.

Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les équations algébriques — Couches de fumée

Les exigences spécifiées dans l'ISO 16735:2006 régissent l'application de systèmes d'équations algébriques pour le calcul de caractéristiques spécifiques des couches de fumées générées par les incendies. L'ISO 16735:2006 est une mise en application des exigences générales spécifiées dans l'ISO/TR 13387-3 pour les calculs relatifs à la dynamique d'un incendie impliquant des systèmes d'équations algébriques. L'ISO 16735:2006 est organisée sous forme d'un modèle dans lequel les informations spécifiques relatives aux équations algébriques pour la couche de fumée sont fournies pour satisfaire aux types suivants d'exigences générales: description des phénomènes physiques traités par la méthode de calcul; documentation de la méthode de calcul et de sa base scientifique; limites de la méthode de calcul; paramètres d'entrée de la méthode de calcul; et domaine d'applicabilité de la méthode de calcul. Des exemples de systèmes d'équations algébriques satisfaisant à toutes les exigences de l'ISO 16735:2006 sont fournis dans des annexes séparées pour chaque type différent de scénario de couche de fumée. L'Annexe A contient des informations générales et des exigences de conservation relatives aux couches de fumée, et l'Annexe B contient des équations algébriques spécifiques pour le calcul des caractéristiques des couches de fumée.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 06-Nov-2006
• ICS: 13.220.01 - Protection against fire in general
• Technical Committee: ISO/TC 92/SC 4 - Fire safety engineering
• Drafting Committee: ISO/TC 92/SC 4 - Fire safety engineering

Relations

• Revised: ISO 24678-4:2023 - Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 4: Smoke layers
• Effective Date: 19-Dec-2015

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16735
First edition
2006-11-15
Fire safety engineering — Requirements
governing algebraic equations — Smoke
layers
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les équations
algébriques — Couches de fumée

Reference number
©
ISO 2006
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Requirements governing description of physical phenomena. 2
5 Requirements governing documentation. 2
6 Requirements governing limitations . 2
7 Requirements governing input parameters . 3
8 Requirements governing domain of applicability . 3
Annex A (informative) General aspect of smoke layers . 4
Annex B (informative) Specific equations for smoke layer meeting requirements of Annex A. 7
Bibliography . 26

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 16735 was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire safety
engineering.
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Introduction
This International Standard is intended to be used by fire safety practitioners who use fire safety engineering
calculation methods. Examples include fire safety engineers; authorities having jurisdiction, such as territorial
authority officials; fire service personnel; code enforcers; code developers. It is expected that users of this
International Standard are appropriately qualified and competent in the field of fire safety engineering. It is
particularly important that users understand the parameters within which particular methodologies may be
used.
Algebraic equations conforming to the requirements of this International Standard are used with other
engineering calculation methods during fire safety design. Such design is preceded by the establishment of a
context, including the fire safety goals and objectives to be met, as well as performance criteria when a
tentative fire safety design is subject to specified design fire scenarios. Engineering calculation methods are
used to determine if these performance criteria will be met by a particular design and if not, how the design
must be modified.
The subjects of engineering calculations include the fire-safe design of entirely new built environments, such
as buildings, ships or vehicles as well as the assessment of the fire safety of existing built environments.
The algebraic equations discussed in this International Standard are very useful for quantifying the
consequences of design fire scenarios. Such equations are particularly valuable for allowing the practitioner to
determine very quickly how a tentative fire safety design should be modified to meet agreed-upon
performance criteria, without having to spend time on detailed numerical calculations until the stage of final
design documentation. Examples of areas where algebraic equations have been applicable include
determination of heat transfer – both convective and radiant – from fire plumes, prediction of ceiling jet flow
properties governing detector response times, calculation of smoke transport through vent openings and
analysis of compartment fire hazards such as smoke transport and flashover. With respect to smoke layers,
algebraic equations are often used to estimate the time for smoke to fill a given fraction of a compartment, as
well as the temperature and concentrations within the smoke layer.
The algebraic equations discussed in this International Standard are essential for checking the results of
comprehensive numerical models that calculate fire growth and its consequences.

INTERNATIONAL STANDARD ISO 16735:2006(E)

Fire safety engineering — Requirements governing algebraic
equations — Smoke layers
1 Scope
1.1 The requirements given in this International Standard govern the application of algebraic equation sets
to the calculation of specific characteristics of smoke layers generated by fires.
1.2 This International Standard is an implementation of the general requirements provided in
ISO/TR 13387-3 for the case of fire dynamics calculations involving sets of algebraic equations.
1.3 This International Standard is arranged in the form of a template, where specific information relevant to
algebraic smoke layer equations is provided to satisfy the following types of general requirements:
a) description of physical phenomena addressed by the calculation method;
b) documentation of the calculation procedure and its scientific basis;
c) limitations of the calculation method;
d) input parameters for the calculation method;
e) domain of applicability of the calculation method.
1.4 Examples of sets of algebraic equations meeting all the requirements of this International Standard are
provided in separate annexes for each different type of smoke layer scenario. Annex A contains general
information and conservation requirements for smoke layers and Annex B contains specific algebraic
equations for calculation of smoke layer characteristics.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5725 (all parts), Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results
ISO/TR 13387-3, Fire safety engineering — Part 3: Assessment and verification of mathematical fire models
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 16734:2006, Fire safety engineering — Requirements governing algebraic equations — Fire plumes
ISO 16737, Fire safety engineering — Requirements governing algebraic equations — Vent flows
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 shall apply. See Annex A for
the terms and definitions specific to that Annex.
4 Requirements governing description of physical phenomena
4.1 The buoyant smoke layer resulting from a source fire in an enclosed space is a complex thermo-
physical phenomenon that can be highly transient or nearly steady-state. Smoke layers may contain regions
involved in flaming combustion and regions where there is no combustion taking place. In addition to
buoyancy, smoke layers can be influenced by dynamic forces due to mechanical fans.
4.2 General types of source fires, enclosure boundary conditions and other scenario elements to which the
analysis is applicable shall be described with the aid of diagrams.
4.3 Smoke layer characteristics to be calculated and their useful ranges shall be clearly identified, including
those characteristics inferred by association with calculated quantities (e.g., the association of smoke
concentration with excess gas temperature based on the analogy between energy and mass conservation)
and those associated with heat exposure to objects and occupants by the smoke layer, if applicable.
4.4 Physical phenomena (e.g., simple smoke filling, mechanical smoke exhaust, etc.) to which specific
equations apply shall be clearly identified.
4.5 Because different equations describe different smoke layer characteristics (4.3) or apply to different
scenarios (4.4), it shall be shown that if there is more than one method to calculate a given quantity, the result
is independent of the method used.
5 Requirements governing documentation
5.1 General requirements governing documentation can be found in ISO 13387-3.
5.2 The procedure to be followed in performing calculations shall be described through a set of algebraic
equations.
5.3 Each equation shall be presented in a separate clause containing a phrase that describes the output of
the equation, as well as explanatory notes and limitations unique to the equation being presented.
5.4 Each variable in the equation set shall be clearly defined, along with appropriate SI units, although
equation versions with dimensionless coefficients are preferred.
5.5 The scientific basis for the equation set shall be provided through reference to recognised handbooks,
the peer-reviewed scientific literature or through derivations, as appropriate.
5.6 Examples shall demonstrate how the equation set is evaluated using values for all input parameters
consistent with the requirements given in Clause 4.
6 Requirements governing limitations
6.1 Quantitative limits on direct application of the algebraic-equation set to calculate output parameters,
consistent with the scenarios described in Clause 4, shall be provided.
6.2 Cautions on the use of the algebraic-equation set within a more general calculation method shall be
provided, which shall include checks of consistency with the other relations used in the calculation method
and the numerical procedures used.
2 © ISO 2006 – All rights reserved

7 Requirements governing input parameters
7.1 Input parameters for the set of algebraic equations shall be identified clearly, such as heat release rate
or geometric dimensions.
7.2 Sources of data for input parameters shall be identified or provided explicitly within the International
Standard.
7.3 The valid ranges for input parameters shall be listed (see ISO 13387-3).
8 Requirements governing domain of applicability
8.1 One or more collections of measurement data shall be identified to establish the domain of applicability
of the equation set. These data shall have level of quality (e.g., repeatability, reproducibility) assessed through
a documented/standardized procedure, (see ISO 5725).
8.2 The domain of applicability of the algebraic equations shall be determined through comparison with the
measurement data of 8.1, following the principles of assessment, verification and validation of calculation
methods.
8.3 Potential sources of error that limit the set of algebraic equations to the specific scenarios given in
Clause 4 shall be identified.
Annex A
(informative)
General aspect of smoke layers
A.1 Terms and definitions
The terms and definitions given in ISO 13943 and the following shall apply.
A.1.1
boundary
surface that defines the extent of an enclosure
A.1.2
enclosure
room, space or volume that is bounded by surfaces
A.1
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16735
Première édition
2006-11-15
Ingénierie de la sécurité incendie —
Exigences régissant les équations
algébriques — Couches de fumée
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic
equations — Smoke layers
Numéro de référence
©
ISO 2006
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Version française parue en 2008
Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques . 2
5 Exigences régissant la documentation . 2
6 Exigences régissant les limites. 3
7 Exigences régissant les paramètres d'entrée. 3
8 Exigences régissant le domaine d'applicabilité . 3
Annexe A (informative) Aspect général des couches de fumée. 4
Annexe B (informative) Équations spécifiques pour une couche de fumée satisfaisant
aux exigences de l'Annexe A. 8
Bibliographie . 28

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 16735 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4, Ingénierie
de la sécurité incendie.
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés

Introduction
La présente Norme internationale est destinée à être utilisée par les praticiens de la sécurité incendie qui
utilisent des méthodes de calcul d'ingénierie relatives à la sécurité incendie. Ces praticiens comprennent, par
exemple, les ingénieurs en sécurité incendie, les autorités compétentes telles que les fonctionnaires
territoriaux compétents, le personnel des services d'incendie, les agents chargés de l'application des codes,
les agents chargés de l'élaboration des codes. Il est prévu que les utilisateurs de la présente Norme
internationale possèdent une qualification et une compétence appropriées dans le domaine de l'ingénierie de
la sécurité incendie. Il est particulièrement important que les utilisateurs comprennent les paramètres pour
lesquels des méthodologies particulières peuvent être employées.
Les équations algébriques conformes aux exigences de la présente Norme internationale sont utilisées avec
d'autres méthodes de calcul d'ingénierie lors de la conception de la sécurité contre l'incendie. Cette
conception est précédée de la détermination d'un contexte, y compris les objectifs devant être atteints en
matière de sécurité contre l'incendie, ainsi que de critères de performance lorsqu'un plan expérimental de
sécurité incendie est confronté à des scénarios d'incendie de dimensionnement spécifiés. Les méthodes de
calcul d'ingénierie sont utilisées pour déterminer si les critères de performance seront satisfaits par une
conception donnée et, dans la négative, la manière dont la conception doit être modifiée.
Les calculs d'ingénierie ont notamment pour objet la conception sûre en matière d'incendie des
environnements bâtis entièrement neufs, par exemple les bâtiments, les navires ou les véhicules, ainsi que
l'évaluation de la sécurité contre l'incendie des environnements bâtis existants.
Les équations algébriques mentionnées dans la présente Norme internationale sont très utiles pour quantifier
les conséquences de scénarios d'incendie de dimensionnement. Ces équations sont particulièrement utiles
dans la mesure où elles permettent au praticien de déterminer très rapidement la manière dont il convient de
modifier un plan expérimental de sécurité incendie pour répondre aux critères de performance convenus,
sans perdre de temps à effectuer des calculs numériques détaillés jusqu'à l'étape de documentation de la
conception finale. Les domaines dans lesquels des équations algébriques se sont avérées applicables
comprennent, par exemple, la détermination du transfert de chaleur — par convection et par rayonnement —
des panaches de feu, la prédiction des propriétés des écoulements en jet sous plafond régissant les temps de
réponse des détecteurs, le calcul du transport de la fumée dans les ouvertures de ventilation et l'analyse des
dangers d'un feu en compartiment tels que le transport de la fumée et l'embrasement éclair. En ce qui
concerne les couches de fumée, des équations algébriques sont souvent utilisées pour estimer le temps
nécessaire à l'envahissement par la fumée d'une portion donnée d'un compartiment ainsi que la température
et les concentrations dans la couche de fumée.
Les équations algébriques mentionnées dans la présente Norme internationale sont essentielles pour vérifier
les résultats de modèles numériques complets qui calculent l'augmentation du débit calorifique et ses
conséquences.
NORME INTERNATIONALE ISO 16735:2006(F)

Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les
équations algébriques — Couches de fumée
1 Domaine d'application
1.1 Les exigences spécifiées dans la présente Norme internationale régissent l'application de systèmes
d'équations algébriques pour le calcul de caractéristiques spécifiques des couches de fumées générées par
les incendies.
1.2 La présente Norme internationale est une mise en application des exigences générales spécifiées dans
l'ISO/TR 13387-3 pour les calculs relatifs à la dynamique d'un incendie impliquant des systèmes d'équations
algébriques.
1.3 La présente Norme internationale est organisée sous forme d'un modèle dans lequel les informations
spécifiques relatives aux équations algébriques pour la couche de fumée sont fournies pour satisfaire aux
types suivants d'exigences générales:
a) description des phénomènes physiques traités par la méthode de calcul;
b) documentation de la méthode de calcul et de sa base scientifique;
c) limites de la méthode de calcul;
d) paramètres d'entrée de la méthode de calcul;
e) domaine d'applicabilité de la méthode de calcul.
1.4 Des exemples de systèmes d'équations algébriques satisfaisant à toutes les exigences de la présente
Norme internationale sont fournis dans des annexes séparées pour chaque type différent de scénario de
couche de fumée. L'Annexe A contient des informations générales et des exigences de conservation relatives
aux couches de fumée, et l'Annexe B contient des équations algébriques spécifiques pour le calcul des
caractéristiques des couches de fumée.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 5725 (toutes les parties), Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure
ISO/TR 13387-3, Ingénierie de la sécurité contre l'incendie — Partie 3: Évaluation et vérification des modèles
mathématiques
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 16734:2006, Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les équations algébriques —
Panaches de feu
ISO 16737, Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les équations algébriques —
Écoulements au travers d'une ouverture
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13943 s'appliquent. Voir
Annexe A pour les termes et définitions propres à cette annexe.
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques
4.1 La couche flottante de fumée générée par un feu source dans un espace clos est un phénomène
thermophysique complexe qui peut être extrêmement transitoire ou quasi stationnaire. Les couches de fumée
peuvent comprendre des zones impliquées dans la combustion avec flamme et des zones où il ne se produit
pas de combustion. Outre la flottabilité, les couches de fumée peuvent être influencées par des forces
dynamiques dues aux ventilateurs mécaniques.
4.2 Les types généraux de feux sources, les conditions des limites physiques de l'enceinte et les autres
éléments du scénario auxquels l'analyse est applicable doivent être décrits à l'aide de schémas.
4.3 Les caractéristiques des couches de fumée devant être calculées et leurs domaines d'utilité doivent
être clairement identifiés, y compris les caractéristiques déduites par association aux grandeurs calculées (par
exemple association d'une concentration de fumée et d'une température excessive des gaz fondée sur
l'analogie entre énergie et conservation de la masse) et celles associées à l'exposition à la chaleur d'objets et
d'occupants par la couche de fumée, le cas échéant.
4.4 Les phénomènes physiques (par exemple simple remplissage par la fumée, extraction mécanique des
fumées, etc.) auxquels s'appliquent des équations spécifiques doivent être clairement identifiés.
4.5 Étant donné que différentes équations décrivent différentes caractéristiques des couches de fumée
(4.3) ou s'appliquent à différents scénarios (4.4), il doit être démontré que, si plusieurs méthodes permettent
de calculer une grandeur donnée, le résultat est indépendant de la méthode utilisée.
5 Exigences régissant la documentation
5.1 Les exigences générales régissant la documentation sont spécifiées dans l'ISO 13387-3.
5.2 La procédure à suivre pour réaliser les calculs doit être décrite par un système d'équations algébriques.
5.3 Chaque équation doit être présentée dans un paragraphe distinct contenant une phrase pour décrire le
résultat de l'équation ainsi que des notes explicatives et les limites propres à l'équation présentée.
5.4 Chaque variable du système d'équations doit être clairement définie, avec les unités SI appropriées,
bien que des versions des équations avec des coefficients sans dimension soient préférées.
5.5 La base scientifique du système d'équations doit être donnée par référence à des manuels reconnus, à
la littérature scientifique évaluée par des pairs ou par des dérivations, selon le cas.
5.6 Des exemples doivent montrer comment le système d'équations est évalué en utilisant, pour tous les
paramètres d'entrée, des valeurs co
...