ISO 24678-4:2023
(Main)Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 4: Smoke layers
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 4: Smoke layers
This document specifies the requirements governing the application of a set of explicit algebraic formulae for the calculation of specific characteristics of smoke layers.
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques — Partie 4: Couches de fumée
Le présent document spécifie les exigences qui régissent l’application d’un ensemble de formules algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques des couches de fumée.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 24678-4
First edition
2023-06
Fire safety engineering —
Requirements governing algebraic
formulae —
Part 4:
Smoke layers
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 4: Couches de fumée
Reference number
© ISO 2023
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Requirements governing the description of physical phenomena.2
5 Requirements governing the calculation process. 3
6 Requirements governing limitations . 3
7 Requirements governing input parameters . 3
8 Requirements governing the domain of applicability . 3
9 Example of documentation . 3
Annex A (informative) Formulae for smoke layers in an enclosure . 4
Bibliography .33
iii
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 document should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire
safety engineering.
This first edition cancels and replaces ISO 16735:2006, which has been technically revised.
The main changes are as follows:
— the main body has been simplified by making reference to ISO 24678-1;
— the arrival time of smoke front has been introduced in the calculations of smoke filling time in
Annex A;
— comparisons with experimental data have been added in Annex A.
A list of all parts in the ISO 24678 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
The ISO 24678 series is intended to be used by fire safety practitioners involved with fire safety
engineering calculation methods. It is expected that the users of this document are appropriately
qualified and competent in the field of fire safety engineering. It is particularly important that users
understand the parameters within which particular methodologies may be used.
Algebraic formulae conforming to the requirements of this document are used with other engineering
calculation methods during a fire safety design. Such a design is preceded by the establishment of a
context, including the fire safety goals and objectives to be met, as well as performance criteria when a
trial fire safety design is subjected to specified design fire scenarios. Engineering calculation methods
are used to determine if these performance criteria are met by a particular design and if not, how the
design needs to be modified.
The subjects of engineering calculations include the fire-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 formulae discussed in this document can be useful for estimating the consequences of
design fire scenarios. Such formulae are valuable for allowing the practitioner to quickly determine
how a proposed fire safety design needs to be modified to meet performance criteria and to compare
among multiple trial designs. Detailed numerical calculations can be carried out up until the final
design documentation. Examples of areas where algebraic formulae have been applicable include
determination of convective and radiative heat transfer from fire plumes, prediction of ceiling jet flow
properties governing detector response times, calculation of smoke transport through vent openings,
and analysis of compartment fire hazards such as smoke filling and flashover. However, the simple
models often have stringent limitations and are less likely to include the effects of multiple phenomena
occurring simultaneously in the design scenarios.
The general principles of fire safety engineering are described in ISO 23932-1, which provides a
performance-based methodology for engineers to assess the level of fire safety for new or existing built
environments. Fire safety is evaluated through an engineered approach based on the quantification
of the behaviour of fire and based on knowledge of the consequences of such behaviour on life safety,
property and the environment. ISO 23932-1 provides the process (i.e. necessary steps) and essential
elements for conducting a robust performance-based fire safety design.
ISO 23932-1 is supported by a set of fire safety engineering documents on the methods and data
needed for all the steps in a fire safety engineering design as summarized in Figure 1 (taken from
ISO 23932-1:2018, Clause 4). This set of documents is referred to as the Global fire safety engineering
analysis and information system. This global approach and system of standards provides an awareness
of the interrelationships between fire evaluations when using the set of fire safety engineering
documents. The set of documents includes ISO/TS 13447, ISO 16730-1, ISO 16732-1, ISO 16733-1,
ISO/TS 16733-2, ISO/TR 16738, ISO 24678-1, ISO 24679-1, ISO/TS 29761 and other supporting Technical
Reports that provide examples of and guidance on the application of these documents.
Each document supporting the global fire safety engineering analysis and information system includes
language in the introduction to tie that document to the steps in the fire safety engineering design
process outlined in ISO 23932-1. ISO 23932-1 requires that engineering methods be selected properly to
predict the fire consequences of specific scenarios and scenario elements (ISO 23932-1:2018, Clause 12).
Pursuant to the requirements of ISO 23932-1, this document provides the requirements governing
algebraic formulae for fire safety engineering. This step in the fire safety engineering process is shown
as a highlighted box in Figure 1 and described in ISO 23932-1.
v
a
See also ISO/TR 16576 (Examples).
b
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2, ISO/TS 29761.
c
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2, ISO/TS 29761.
d
See also ISO/TS 13447, ISO 16730-1, ISO/TR 16730-2 to ISO/TR 16730-5 (Examples), ISO/TR 16738, ISO
24678-1, ISO 24678-2, ISO 24678-3, ISO 24678-4 (this document), ISO 24678-5, ISO 24678-6, ISO 24678-7
and ISO 24678-9.
e
See also ISO/TR 16738, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2.
NOTE Documents linked to large parts of the fire safety engineering design process: ISO 16732-1,
ISO 16733-1, ISO 24678-1, ISO 24679-1, ISO/TS 29761, ISO/TR 16732-2 and ISO/TR 16732-3 (Examples),
ISO/TR 24679-2 to ISO/TR 24679-4, ISO/TR 24679-6, ISO/TR 24679-8 (Examples).
Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety engineering (FSE) design process (adapted
from ISO 23932-1:2018)
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 24678-4:2023(E)
Fire safety engineering — Requirements governing
algebraic formulae —
Part 4:
Smoke layers
1 Scope
This document specifies the requirements governing the application of a set of explicit algebraic
formulae for the calculation of specific characteristics of smoke layers.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 24678-1, Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 1: General
requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
boundary
surface that defines the extent of an enclosure
3.2
enclosure
room, space or volume that is bounded by surfaces
3.3
fire plume
upward turbulent fluid motion generated by a source of buoyancy that exists by virtue of combustion
and often includes an initial flaming region
3.4
fire source diameter
effective diameter of the fire source, equal to the actual diameter for a circular source or the diameter
of a circle having an area equal to the plan area of a non-circular source
3.5
flow coefficient
fraction of effective flow area over total area of a vent
3.6
fuel mass burning rate
mass generation rate of fuel vapours
3.7
heat release rate
rate at which heat is actually being released by a source of combustion (such as the fire source)
3.8
interface position
elevation of the smoke layer interface relative to a reference elevation
Note 1 to entry: It is also referred to as the smoke layer height.
3.9
quasi-steady state
state in which it is assumed that the full effects of heat release rate changes at the fire source are felt
everywhere in the flow field immediately
3.10
smoke layer
relatively homogeneous volume of smoke that forms and accumulates beneath the boundary having the
highest elevation in an enclosure as a result of a fire
Note 1 to entry: This is also referred to as the hot upper layer and the hot gas layer.
3.11
smoke layer interface
horizontal plane separating the smoke layer from the lower, smoke-free layer
3.12
species yield
mass of a combustion product species generated by the combustion of unit mass of combustibles
3.13
thermal inertia
parameter representing the ability of enclosure materials to absorb heat, calculated by the square root
of the product of thermal conductiv
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 24678-4
ISO/TC 92/SC 4 Secrétariat: AFNOR
Début de vote: Vote clos le:
2022-06-28 2022-09-20
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant
les formules algébriques —
Partie 4:
Couches de fumée
Fire Safety Engineering - Requirements governing algebraic formulae —
Part 4: Smoke layers
ICS: 13.220.01
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET ISO/DIS 24678-4:2022(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
ISO/TC 92/SC 4
Date : 2022-09-20
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
ISO/TC 92/SC 4
Secrétariat : AFNOR
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules
algébriques — Partie 4 : Couches de fumée
Fire Safety Engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 4: Smoke Layers
ICS : 13.220.01
Avertissement
Ce document n'est pas une Norme internationale de l'ISO. Il est distribué pour examen et observations.
Il est susceptible de modification sans préavis et ne peut être cité comme Norme internationale.
Les destinataires du présent projet sont invités à présenter, avec leurs observations, notification des
droits de propriété dont ils auraient éventuellement connaissance et à fournir une documentation
explicative.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Type du document: Norme internationale
Tél.: +41 22 749 01 11
Sous-type du document:
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org Stade du document: (40) Enquête
Langue du document: F
Publié en Suisse
ii
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions .1
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques .1
5 Exigences régissant le processus de calcul .2
6 Exigences régissant les limites .2
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée .2
8 Exigences régissant le domaine d’application .2
9 Exemple de documentation .2
Annexe A (informative) Formules pour les couches de fumée dans une enceinte .3
Bibliographie pour l’Annexe A . 37
iii
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le
droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de brevets. Les détails concernant les références aux droits de
propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration du document sont
indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISO
(voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4,
Ingénierie de la sécurité incendie.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16735:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes :
— le corps principal du texte a été simplifié par l’introduction d’une référence à la Partie 1 de la
présente norme ;
— le temps d’arrivée du front de fumée a été inclus dans les calculs du temps de remplissage par la
fumée dans l’Annexe A ;
— des comparaisons avec des données expérimentales ont été ajoutées à l’Annexe A.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 24678 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
Introduction
Le présent document est destiné à être utilisé par les praticiens de la sécurité incendie impliqués dans
les méthodes de calcul utilisées dans l’ingénierie de la sécurité incendie. Il est attendu que les
utilisateurs du présent document possèdent une qualification et une compétence appropriées dans le
domaine de l’ingénierie de la sécurité incendie. Il est particulièrement important que les utilisateurs
comprennent les paramètres pour lesquels des méthodologies particulières peuvent être employées.
Les formules algébriques conformes aux exigences de la présente norme sont utilisées conjointement
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 buts et objectifs de
sécurité contre l’incendie à atteindre, 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 ces critères de performance seront
satisfaits par une conception donnée et, dans la négative, la manière dont la conception nécessite d’être
modifiée.
Les aspects couverts par les calculs d’ingénierie incluent la conception de la sécurité incendie des
environnements bâtis entièrement neufs, par exemple les bâtiments, les navires ou les véhicules,
ainsi que l’évaluation de la sécurité incendie des environnements bâtis existants.
Les formules algébriques mentionnées dans la présente norme peuvent être utiles pour estimer les
conséquences des scénarios d’incendie de dimensionnement. Ces formules sont utiles dans la mesure
où elles permettent au praticien de déterminer rapidement la manière dont il est nécessaire de modifier
un plan de sécurité incendie proposé pour répondre aux critères de performance, et de le comparer
avec de multiples plans expérimentaux. Des calculs numériques détaillés peuvent être réalisés jusqu’à
l’étape de documentation de la conception finale. Les domaines dans lesquels des formules algébriques
se sont révélées applicables comprennent, par exemple, la détermination du transfert thermique
convectif et radiatif des panaches de feu, la prédiction des propriétés des écoulements en jet sous
plafond régissant les temps de réponse des détecteurs, le calcul du transport de la fumée dans les
ouvertures de ventilation et l’analyse des dangers d’un feu en compartiment tels que le remplissage par
la fumée et l’embrasement généralisé. Cependant, les modèles simples ont souvent des limites
contraignantes et sont moins susceptibles d’inclure les effets des multiples phénomènes qui se
produisent dans les scénarios d’incendie de dimensionnement.
Les principes généraux sont décrits dans l’ISO 23932-1, qui fournit une méthodologie axée sur les
performances permettant aux ingénieurs d’évaluer le niveau de sécurité incendie des environnements
bâtis neufs ou existants. La sécurité incendie est évaluée selon une approche d’ingénierie reposant sur
la quantification du comportement au feu et sur la connaissance des conséquences d’un tel
comportement sur les personnes, les biens et l’environnement. L’ISO 23932-1 décrit le processus
(à savoir, les étapes nécessaires) et les éléments essentiels pour mener à bien une conception de la
sécurité incendie robuste et axée sur les performances.
v
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
L’ISO 23932-1 s’appuie sur un ensemble de Normes internationales et de Spécifications techniques
relatives à l’ingénierie de la sécurité incendie, qui contiennent les méthodes et les données nécessaires
aux étapes de la conception d’un processus d’ingénierie de la sécurité incendie résumées à la Figure 1
(issue de l’ISO 23932-1:2018, Article 4). Cet ensemble de documents est appelé Système global
d’information et d’analyse de l’ingénierie de la sécurité incendie. Cette approche globale ainsi que le
système de normes permettent de mieux comprendre les interactions qui existent entre les évaluations
des incendies lorsque l’ensemble de documents relatif à l’ingénierie de la sécurité incendie est utilisé.
Cet ensemble comprend l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO 16734, l’ISO 16735, l’ISO 16736, l’ISO 16737,
l’ISO 24678, l’ISO/TS 24679, l’ISO 16730-1, l’ISO/TS 29761, l’ISO/TS 13447 ainsi que d’autres Rapports
techniques d’accompagnement qui fournissent des exemples et des recommandations relatives à
l’application de ces documents.
Chaque document se rapportant au système global d’information et d’analyse de l’ingénierie de la
sécurité incendie comprend, dans son introduction, du vocabulaire permettant de relier ledit document
aux étapes correspondantes du processus de conception en ingénierie de la sécurité incendie présenté
dans l’ISO 23932-1. L’ISO 23932-1 exige que les méthodes d’ingénierie soient sélectionnées de manière
appropriée afin de prédire les conséquences d’un incendie dans le cadre de scénarios et d’éléments de
scénario spécifiques (ISO 23932:2018, Article 12). Conformément aux exigences de l’ISO 23932-1,
le présent document spécifie les exigences régissant les formules algébriques liées à l’ingénierie de la
sécurité incendie. Cette étape du processus de l’ingénierie de la sécurité incendie est présentée dans
l’encadré grisé de la Figure 1 et décrite dans l’ISO 23932-1.
vi
ISO/DIS 24678-4:2022(F)
a
Voir également l’ISO/TR 16576 (exemples).
b
Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 29761.
c
Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 29761.
d
Voir également l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, l’ISO/TR 16730-2 à 5 (exemples), l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678.
e
Voir également l’ISO/TR 16738, l’ISO 16733-1.
NOTE Documents liés à des parties importantes du processus de conception en ingénierie de la sécurité
incendie : ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO 24678, ISO/TS 24679-1, ISO/TS 29761, ISO/TR 16732-2 et
ISO/TR 16732-3 (exemples), ISO/TR 24679-2, ISO/TR 24679- 4, ISO/TR 24679-5 et ISO/TR 24679-6 (exemples).
Figure 1 — Diagramme illustrant le processus de conception en ingénierie de la sécurité
incendie (ISI) (issu de l’ISO 23932-1:2018)
vii
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 24678-4:2022(F)
Ingénierie de
...
Questions, Comments and Discussion
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