Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and design fires

ISO/TS 16733:2006 describes a methodology for the selection of design fire scenarios and design fires that are credible but conservative for use in deterministic fire safety engineering analyses of any built environment including buildings, structures or transportation vehicles. The selection of design fire scenarios is tailored to the fire-safety design objectives, and accounts for the likelihood and consequences of potential scenarios. The selection of design fires is also tailored to the fire-safety objectives and to ensuring credible but severe fire exposure conditions. While ISO/TS 16733:2006 provides more operational information on the selection of design fire scenarios and design fires than ISO/TR 13387-2, it is not intended to replace ISO/TR 13387-2 within the self-consistent set of parts making up ISO/TR 13387.

Ingénierie de la sécurité contre l'incendie — Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement et de feux de dimensionnement

L'ISO/TS 16733:2006 décrit une méthodologie de sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de dimensionnement qui sont plausibles, tout en étant conservateurs, à utiliser pour des analyses déterministes d'ingénierie de la sécurité contre l'incendie de tout environnement bâti comprenant des bâtiments, des structures ou des véhicules de transport. La sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement est adaptée aux objectifs de calcul de la sécurité contre l'incendie et tient compte de la vraisemblance et des effets des scénarios potentiels. La sélection des feux de dimensionnement est également adaptée aux objectifs de calcul de la sécurité contre l'incendie, et doit assurer des conditions d'exposition au feu plausibles, tout en étant sévères. Comparée à l'ISO/TR 13387-2, l'ISO/TS 16733:2006 donne des informations plus opérationnelles sur la sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de dimensionnement. Cependant, elle n'est pas destinée à remplacer l'ISO/TR 13387-2 comprise dans l'ensemble homogène des parties constituant l'ISO/TR 13387.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
06-Jul-2006
Withdrawal Date
06-Jul-2006
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Completion Date
07-Mar-2016
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Technical specification
ISO/TS 16733:2006 - Fire safety engineering -- Selection of design fire scenarios and design fires
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ISO/TS 16733:2006 - Ingénierie de la sécurité contre l'incendie -- Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement et de feux de dimensionnement
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Standards Content (Sample)

TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 16733
First edition
2006-07-15

Fire safety engineering — Selection of
design fire scenarios and design fires
Ingénierie de la sécurité contre l'incendie — Sélection de scénarios
d'incendie et de feux de calcul




Reference number
ISO/TS 16733:2006(E)
©
ISO 2006

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ISO/TS 16733:2006(E)
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Published in Switzerland

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ISO/TS 16733:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols . 2
5 Fire safety engineering applications . 2
5.1 The role of design fire scenarios in fire safety design . 2
5.2 The role of design fires in fire safety design . 3
5.3 Selection of design fire scenarios and design fires. 4
6 Design fire scenarios. 4
6.1 Characteristics of fire scenarios . 4
6.2 Identification of fire scenarios. 5
6.3 Selection of design fire scenarios . 9
7 Design fires . 11
7.1 General. 11
7.2 Basic characteristics. 12
7.3 Parameters provided by the design fire scenario . 15
7.4 Parameters to be defined. 15
7.5 Assessment of fire development . 17
Annex A (informative) Typical fire growth categories . 19
Annex B (informative) Selection of design fire scenarios — Fire in a multipurpose covered
stadium . 20
Annex C (informative) Selection of design fire scenarios — Fire in a warehouse containing a
single commodity . 29
Bibliography . 35

© ISO 2006 – All rights reserved iii

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ISO/TS 16733:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of normative document:
— an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
— an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
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/TS 16733 was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire safety
engineering.
iv © ISO 2006 – All rights reserved

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ISO/TS 16733:2006(E)
Introduction
Selection of the fire scenarios requiring analysis is critical in fire-safety engineering. The number of possible
fire scenarios in any built environment (a building, structure or transportation vehicle) can be very large and it
is not possible to quantify them all. It is necessary to reduce this large set of possibilities to a manageably
small set of fire scenarios that is amenable to analysis. In a deterministic assessment, which is implicitly
envisioned in this Technical Specification, a manageable number of design fire scenarios is selected. For a full
risk assessment, as described in ISO 16732, the large number of fire scenarios is combined into a set of
scenario clusters.
The characterization of a fire scenario involves a description of fire initiation, the growth phase, the fully
developed phase and extinction together with likely smoke and fire spread routes. This includes the interaction
with the proposed fire-protection features for the built environment. It is necessary to consider the possible
consequences of each fire scenario.
This Technical Specification introduces a methodology for the selection of design fire scenarios that is tailored
to the fire-safety design objectives and accounts for the likelihood and consequences of potential scenarios.
There can be several fire safety objectives being addressed including life safety, property protection,
continuity of operations and environmental protection. A different set of design fire scenarios can be required
to assess the adequacy of a proposed design for each objective.
Following selection of the design fire scenarios, it is necessary to describe the assumed characteristics of the
fire on which the scenario quantification are based. These assumed fire characteristics are referred to as “the
design fire”. It is important that the design fire be appropriate to the objectives of the fire-safety engineering
analysis and that they result in a design solution that is conservative.
Design fires are usually characterized in terms of time-dependent variables, such as the heat-release rate and
effluent production rate. Fire can grow from ignition through to a fully developed stage and finally decay and
eventually burnout. The design fire is described by the above variables over the life of the fire.
© ISO 2006 – All rights reserved v

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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 16733:2006(E)

Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios
and design fires
1 Scope
This Technical Specification describes a methodology for the selection of design fire scenarios and design
fires that are credible but conservative for use in deterministic fire safety engineering analyses of any built
environment including buildings, structures or transportation vehicles.
The selection of design fire scenarios is tailored to the fire-safety design objectives, and accounts for the
likelihood and consequences of potential scenarios.
The selection of design fires is also tailored to the fire-safety objectives and to ensuring credible but severe
fire exposure conditions.
While this Technical Specification provides more operational information on the selection of design fire
[20]
scenarios and design fires than ISO/TR 13387-2 , it is not intended to replace ISO/TR 13387-2 within the
self-consistent set of parts making up ISO/TR 13387.
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/TR 13387-1, Fire safety engineering — Part 1: Application of fire performance concepts to design
objectives
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943, ISO/TR 13387-1 and the
following apply.
NOTE Some of the definitions have been updated to reflect the current understanding of the terms as employed in
fire safety engineering.
3.1
built environment
building, structure or transportation vehicle
EXAMPLE Examples of structures other than buildings include tunnels, bridges, off-shore platforms and mines.
3.2
design fire
quantitative description of assumed fire characteristics within a design fire scenario
NOTE Typically, an idealized description of the variation with time of important fire variables, such as heat release
rate and toxic species yields, along with other important input data for modelling such as the fire load density.
© ISO 2006 – All rights reserved 1

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ISO/TS 16733:2006(E)
3.3
design fire scenario
specific fire scenario on which a deterministic fire safety engineering analysis will be conducted
NOTE As the number of possible fire scenarios can be very large, it is necessary to select the most important
scenarios (the design fire scenarios) for analysis. The selection of design fire scenarios is tailored to the fire-safety design
objectives, and accounts for the likelihood and consequences of potential scenarios.
3.4
fire scenario
qualitative description of the course of a fire with time, identifying key events that characterize the fire and
differentiate it from other possible fires
NOTE It typically defines the ignition and fire growth process, the fully developed stage, and decay stage as well as
systems that impact the course of the fire and the nature of the local environment. Identification of potential fire scenarios
is an important step whether a deterministic analysis or a risk assessment is envisioned.
4 Symbols
A area of an opening, expressed in square metres
h height of an opening, expressed in metres

m rate of mass loss of fuel, expressed in kilograms per second
f
m rate of entry of air into the enclosure, expressed in kilograms per second
air

Q rate of heat release, expressed in kilowatts

Q reference rate of heat release, expressed in kilowatts
o
r stoichiometric air requirement for complete combustion of fuel, expressed as the ratio kilograms of air
to kilograms of fuel
t time, expressed in seconds

t time required to reach the reference rate of heat release Q , expressed in seconds
g o
5 Fire safety engineering applications
5.1 The role of design fire scenarios in fire safety design
Design-fire scenarios are the foundation of deterministic fire safety engineering assessments. Such
assessments entail analysing design fire scenarios and drawing inferences from the results with regard to the
adequacy of the proposed design to meet the performance criteria that have been set. Identification of the
appropriate scenarios requiring analysis is crucial to the attainment of a built environment that fulfils the fire
safety objectives.
It should be noted that there may be several fire safety objectives, including life safety, property protection,
continuity of operations, and environmental protection, and that a different set of design fire scenarios can be
required to assess the adequacy of the proposed design for each objective.
In reality, the number of possible fire scenarios in most built environments approaches infinity. It is impossible
to analyse all scenarios even with the aid of the most sophisticated computing resources. It is necessary to
reduce this infinite set of possibilities to a manageably small set of design fire scenarios that is amenable to
analysis and that represents the range of fires that can challenge the engineering design that is the subject of
the analysis.
2 © ISO 2006 – All rights reserved

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ISO/TS 16733:2006(E)
Each design fire scenario is selected to represent a high-risk cluster of fire scenarios. The risk associated with
a cluster is characterized in terms of the probability (or likelihood) of occurrence of the cluster and the
resultant consequence: most typically, in terms of the product of the probability and consequence. For the
purposes of this Technical Specification, where a deterministic assessment is envisioned, a qualitative
estimation of the probability and consequence suffices. For a full risk assessment, such as that outlined in
[19]
ISO/TS 16732 , a more quantitative estimation is undertaken.
Once design fire scenarios are selected, the design of the built environment is modified until analysis
demonstrates that the estimated fire risk associated with the design is acceptably low and meets the
performance criteria associated with the relevant fire safety objective(s).
It is important to demonstrate that the fire scenarios and associated scenario clusters NOT selected for direct
analysis would not change the conclusions if they were included. First, a comparison is made between the
total risk collectively represented by the selected scenarios and clusters vs. the total risk collectively
represented by the scenarios and clusters not selected. If the latter is much lower than the former, that is
evidence that the selected scenarios dominate the total risk and can be validly used to represent that risk. If
the latter is lower but not much lower, then it is necessary that the combined risk for the selected scenarios be
not only lower than an appropriate threshold for acceptable risk but also lower than a fraction of that threshold,
where the fraction reflects the fraction of total risk that the selected scenarios constitute. A very rough
calculation suffices to establish this point, and it is usually sufficient to concentrate on the size of the
consequences, while allowing for the possibility that the probabilities are not low. Second, there can be
unselected scenarios with significant consequences that can be shown to have acceptably low risk by virtue of
acceptably low probability. It is necessary to take special care with these scenarios because the typically high
consequences, if they occur despite the low probability, will be borne by society. Third, there can be
unselected scenarios with significant risk that cannot be reduced by any choices available to the engineer.
These scenarios can be mitigated by strategies outside the scope of the analysis, or it can be necessary to
assure that the total risk, combining the selected scenarios with these unselected scenarios, is still acceptable.
It is necessary to identify important design-fire scenarios during the qualitative design review (QDR) stage.
During this process, it is possible to eliminate scenarios that are of such low risk that they cannot, individually
or collectively, affect the overall evaluation of the design. It is important to remember that low consequence
combined with high probability or high consequence combined with low probability can be high or low risk,
depending on whether consequence or probability dominates. Neither probability nor consequence can be
used completely in isolation for risk screening (see 6.3).
The characterization of a design fire scenario for analysis purposes involves a description of such things as
the initiation, growth and extinction of fire, together with likely smoke and fire spread routes under a defined
set of conditions. The impacts of smoke and fire on people, property, structure and environment are all part of
potentially relevant consequences of a design fire scenario and are part of the characterization of that
scenario when those consequences are relevant to the specified fire safety objectives. The characterization of
fire growth, fire and smoke spread, fire extinction and fire and smoke impact involving temporal sequences of
events belong to the “design fire”. Some later events are predictable from earlier events through the use of fire
safety science and it is important that the characterization of the event sequence in the scenario be consistent
with such science.
5.2 The role of design fires in fire safety design
Following identification of the design fire scenarios, it is necessary to describe the assumed characteristics of
the fire on which the scenario quantification is based. These assumed fire characteristics and the further
associated fire development are referred to as the “design fire”.
As with the design-fire scenario, it is important that the design fire be appropriate to the relevant fire-safety
objectives. For example, if the objective is to evaluate the smoke-control system, a design fire should be
selected that challenges that system. If the severity of the design fire is underestimated, then the application
of engineering methods to predict the effects of the fire elsewhere can produce results that do not accurately
reflect the true impact of fires and can underestimate the hazard. Conversely, if the severity is overestimated,
unnecessary expense can result.
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ISO/TS 16733:2006(E)
5.3 Selection of design fire scenarios and design fires
The methodology for selecting design fire scenarios and design fires described in this Technical Specification
is summarized in Figure 1.

Figure 1 — Selection of design fire scenarios and design fires
6 Design fire scenarios
6.1 Characteristics of fire scenarios
Each fire scenario is represented by a unique occurrence of events and circumstances as well as a particular
set of circumstances associated with the fire-safety measures. The latter are defined by the fire safety design,
while the former is what is required to be specified to characterize the scenario. Accordingly, a fire scenario
represents a particular combination of events and circumstances associated with non-design factors such as
the following:
⎯ type of fire (smouldering, localized, post-flashover…);
⎯ internal ventilation conditions;
⎯ external environmental conditions;
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ISO/TS 16733:2006(E)
⎯ status of each of the fire safety measures, including active systems and passive features;
⎯ type, size and location of ignition source;
⎯ distribution and type of combustible materials;
⎯ fire-load density;
⎯ detection, alarm, and suppression of fire by non-automatic, human means;
⎯ status of doors;
⎯ breakage of windows, if not taken into account by the fire design calculation method.
Other factors that can be elements of some designs are treated as non-design factors if they are not
considered choices for the design, such as the following:
⎯ choices of contents and furnishings, structural materials and methods and interior and exterior finishes,
affecting distribution and type of fuel or fire load density;
⎯ automatic fire detection and alarm;
⎯ fire suppression;
⎯ self-closing doors or other discretionary elements of compartmentalization;
⎯ building air-handling system or smoke-management system.
Other factors are always treated as elements of design, such as the following:
⎯ performance of each of the fire-safety measures;
⎯ reliability of each of the fire-safety measures.
6.2 Identification of fire scenarios
6.2.1 General
A systematic approach to the identification of fire scenarios for analysis is desirable in order to identify
important scenarios and to provide a consistent approach by different analysts. The number of possible fire
scenarios in any built environment can be very large and it is not possible to quantify them all. It is necessary
to reduce this large set of possibilities to a manageable set of fire scenarios that is amenable to analysis. In a
deterministic assessment, a manageable set of design fire scenarios is selected. For a full risk assessment,
as described in ISO 16732, the large number of design fires is combined into a set of scenario clusters.
It is important that the design fire scenarios be appropriate to the objectives of the fire-safety engineering task.
A risk-ranking process provides a helpful basis for the selection of design-fire scenarios. Such a process takes
into account both the consequence and likelihood of the scenario. This implies that fire-risk assessment
techniques can be applied to the selection of design-fire scenarios for a deterministic analysis. Key aspects of
the risk-ranking process, explained in the detailed steps below, are the following:
⎯ identification of a comprehensive set of possible fire scenarios;
⎯ estimation of probability of occurrence of the scenario;
⎯ estimation of the consequence of the scenario;
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ISO/TS 16733:2006(E)
⎯ estimation of the risk of the scenarios (reflecting consequence and probability of occurrence);
⎯ ranking of the fire scenarios according to their risk.
The ten steps outlined below provide a systematic approach towards identifying design-fire scenarios.
6.2.2 Step 1 — Location of fire
Step 1 typically involves characterization of the space in which fire begins, as well as characterization of the
specific location within the space.
Identification of most likely locations can be done using fire statistics. Alternatively, if statistics are not
available, one can make an assessment based on the presence of heat sources, fuel packages and
occupants.
Identification of most adverse or challenging locations involves engineering judgment. Challenging locations
are those where special circumstances can adversely affect the performance of fire safety measures.
Examples include the following:
⎯ fires in assembly areas, clean rooms or other spaces with a high density of vulnerable people or highly
vulnerable property close to the fire’s point of origin or with access to exposed structural members, in
each case such that there could be insufficient time and space for fire safety measures to act effectively;
⎯ fires within or blocking entry to the egress system, which can delay or prevent safe evacuation; and
⎯ fires in rooms or spaces, including concealed spaces and exterior surfaces, that are outside the coverage
areas of fire-safety systems.
Other examples of locations for which design fire scenarios may be needed include the following:
a) internal:
⎯ fire in construction products (sandwich panels, …),
⎯ room fire (corner, ceiling, floor, wall),
⎯ fire in stairwells,
⎯ cable tray or duct fire,
⎯ roof fires (under roof),
⎯ cavity fire (wall cavity, facade, plenum).
b) external:
⎯ fire in neighbouring building or vegetation,
⎯ fires on roofs.
Other design fire scenarios may be agreed upon during the QDR for special situations.
6 © ISO 2006 – All rights reserved

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ISO/TS 16733:2006(E)
6.2.3 Step 2 — Type of fire
The type of fire refers to the initial intensity and rate of growth of the fire, which can be associated with some
combination of the initial heat source, the first item ignited, the first large item ignited and any other items
ignited prior to ignition of the first large item. This means Step 2 typically involves two substeps:
characterization of the initial ignition and characterization of the early-stage fire when it is well established. If
the first item ignited is also a large item, these two substeps can be treated as the same. However, many fires
begin with very small initial fuel items, such as spilled food on a stove, trash in a trash can, deposited soot in a
chimney or accumulated lint in a clothes-dryer. For these fires, the initial ignition does not occur at the same
time or closely resemble the early-stage well established fire.
Fire incident statistics provide an appropriate basis for identification of the initial ignition conditions for design
fire scenarios, together with probabilities for alternative initial ignition conditions. The goal of this systematic
approach is to screen possible design fire scenarios by relative risk. A practical way to do this using fire
incident statistics and engineering judgment is to identify one set of fire scenarios with high probability and
minimal consequence and another set of fire scenarios with high consequence and minimal probability. From
fire incident statistics appropriate for the building and occupancy under consideration, rank combinations of
the initial heat sources and the initial fuel items by some frequency and consequence-related criteria, such as
the following:
a) types of fires accounting for the largest shares of fire injuries or fire fatalities;
b) types of fires accounting for the largest share of property damage, measured in monetary terms;
c) most likely fires of those with fire extent of a certain minimum size, such as flame extent beyond room of
origin, fire size greater than a specific area, consequences of five or more deaths or consequences of
more than a defined monetary threshold indicating a large loss, such as the minimum loss associated
with the costliest 1 % of fires.
Other examples of types of fires for which design-fire scenarios can be necessary include the following:
a) internal:
⎯ single burning item fire (furniture, wastepaper basket, fittings),
⎯ developing fire (smoke extraction);
b) external:
⎯ fires in external fuel packages,
⎯ fires on facades.
Other design fire scenarios may be agreed upon during the QDR for special situations.
Appropriate statistics can be available on a national basis, a state or provincial basis, or for like properties
sharing ownershi
...

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 16733
Première édition
2006-07-15


Ingénierie de la sécurité contre
l'incendie — Sélection de scénarios
d'incendie de dimensionnement et de
feux de dimensionnement
Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and design
fires




Numéro de dimensionnement
ISO/TS 16733:2006(F)
©
ISO 2006

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ISO/TS 16733:2006(F)
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Version française parue en 2007
Publié en Suisse

ii © ISO 2006 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TS 16733:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Dimensionnements normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Symboles . 2
5 Applications de l'ingénierie de la sécurité contre l'incendie . 2
5.1 Le rôle des scénarios d'incendie de dimensionnement dans la conception de la sécurité
contre l'incendie. 2
5.2 Le rôle des feux de dimensionnement dans la conception de la sécurité contre l'incendie. 4
5.3 Sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de dimensionnement. 4
6 Scénarios d'incendie de dimensionnement. 5
6.1 Caractéristiques des scénarios d'incendie. 5
6.2 Identification des scénarios d'incendie. 6
6.3 Sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement. 10
7 Feux de dimensionnement . 12
7.1 Généralités . 12
7.2 Caractéristiques de base . 14
7.3 Paramètres fournis par le scénario d'incendie de dimensionnement. 17
7.4 Paramètres à définir . 17
7.5 Évaluation du développement de l'incendie . 20
Annexe A (informative) Catégories typiques de croissance du feu. 22
Annexe B (informative) Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement — Incendie dans
un stade couvert omnisports . 23
Annexe C (informative) Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement — Incendie dans
un entrepôt contenant un seul produit. 33
Bibliographie . 41

© ISO 2006 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TS 16733:2006(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 (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.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale, soit de son annulation.
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/TS 16733 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4,
Ingénierie de la sécurité incendie.
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ISO/TS 16733:2006(F)
Introduction
Le choix des scénarios d'incendie, nécessitant une analyse, est critique dans le domaine de l'ingénierie de la
sécurité contre l'incendie. Le nombre de scénarios d'incendie possibles dans un environnement bâti
quelconque (un bâtiment, une structure ou un véhicule de transport) peut être très grand et il n'est pas
possible de tous les quantifier. Ce grand nombre de possibilités doit être réduit à un éventail plus réduit de
scénarios d'incendie plus facilement gérables et dont l'analyse est plus aisément maîtrisable. Lors d'une
évaluation déterministe, implicitement envisagée dans cette Spécification technique, un nombre acceptable
de scénarios d'incendie de dimensionnement doit être choisi. Afin d'effectuer une évaluation complète du
risque, comme cela est décrit par l'ISO 16732, les très nombreux scénarios d'incendie doivent être
rassemblés en groupes de scénarios.
La caractérisation d'un scénario d'incendie implique une description du démarrage de l'incendie, de la phase
de croissance, de la phase de feu développé et de l'extinction, ainsi que les fumées probables et les
itinéraires de propagation du feu. Cela inclut l'interaction avec les dispositifs de protection au feu proposés
pour un environnement bâti. Les effets possibles de chaque scénario d'incendie doivent être pris en compte.
La présente Spécification technique présente une méthodologie de sélection de scénarios d'incendie de
dimensionnement adaptée en fonction des objectifs de calcul de la sécurité contre l'incendie et tient compte
de la vraisemblance et des effets des scénarios potentiels.
Il se peut que plusieurs objectifs de sécurité contre l'incendie soient considérés, tels que la sécurité mettant
en jeu la vie, la protection des biens, la continuité des processus et la protection de l'environnement. Un
ensemble distinct de scénarios d'incendie de dimensionnement peut être requis pour évaluer l'adéquation
d'un calcul proposé par rapport à chaque objectif.
Suite à la sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement, il est nécessaire de décrire les
caractéristiques supposées du feu sur lequel la quantification du scénario sera basée. Ces caractéristiques
supposées du feu sont désignées par le terme «feu de dimensionnement». Le feu de dimensionnement
nécessite d'être approprié aux objectifs de l'analyse de l'ingénierie de la sécurité contre l'incendie et il doit
mener à une solution de calcul conservative.
Les feux de dimensionnement sont habituellement caractérisés en termes de variables temporelles, telles que
la puissance thermique et le taux de production d'effluent. Le feu peut croître en partant de l'allumage,
passant par une étape de feu développé et ensuite décroître pour finalement s'éteindre. Au cours de sa vie, le
feu de dimensionnement est décrit par les variables ci-dessus.
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 16733:2006(F)

Ingénierie de la sécurité contre l'incendie — Sélection de
scénarios d'incendie de dimensionnement et de feux de
dimensionnement
1 Domaine d'application
La présente Spécification technique décrit une méthodologie de sélection des scénarios d'incendie de
dimensionnement et des feux de dimensionnement qui sont plausibles, tout en étant conservateurs, à utiliser
pour des analyses déterministes d'ingénierie de la sécurité contre l'incendie de tout environnement bâti
comprenant des bâtiments, des structures ou des véhicules de transport.
La sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement est adaptée aux objectifs de calcul de la sécurité
contre l'incendie et tient compte de la vraisemblance et des effets des scénarios potentiels.
La sélection des feux de dimensionnement est également adaptée aux objectifs de calcul de la sécurité contre
l'incendie et doit assurer des conditions d'exposition au feu plausibles, tout en étant sévères.
[20]
Comparée à l'ISO/TR 13387-2 , la présente Spécification technique donne des informations plus
opérationnelles sur la sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de
dimensionnement. Cependant, elle n'est pas destinée à remplacer l'ISO/TR 13387-2 comprise dans
l'ensemble homogène des parties constituant l'ISO/TR 13387.
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/TR 13387-1, Ingénierie de la sécurité contre l'incendie — Partie 1: Application des concepts de
performance aux objectifs de conception
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13943, dans
l'ISO/TR 13387-1 ainsi que les suivants s'appliquent.
NOTE Certaines définitions ont été mises à jour pour refléter la signification couramment admise des termes dans le
domaine de l'ingénierie de la sécurité contre l'incendie.
3.1
environnement bâti
bâtiment, structure ou véhicule de transport
EXEMPLE Des exemples de structures autres que des bâtiments incluent les tunnels, les ponts, les plates-formes
en mer et les mines.
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ISO/TS 16733:2006(F)
3.2
feu de dimensionnement
description quantitative des caractéristiques supposées du feu dans un scénario d'incendie de
dimensionnement
NOTE Typiquement, une description idéalisée de la variation dans le temps des variables importantes du feu, telles
que la puissance thermique et les productions de composés toxiques, s'accompagne d'autres données d'entrée
importantes pour la modélisation, comme la charge calorifique par unité de surface au sol.
3.3
scénario d'incendie de dimensionnement
scénario d'incendie spécifique sur lequel une analyse déterministe d'ingénierie de la sécurité contre l'incendie
sera conduite
NOTE Du fait que le nombre de scénarios d'incendie possibles peut être très grand, il est nécessaire de sélectionner
les scénarios (les scénarios d'incendie de dimensionnement) les plus importants pour l'analyse. La sélection des
scénarios d'incendie de dimensionnement est adaptée aux objectifs de calcul de la sécurité contre l'incendie et tient
compte de la vraisemblance et des effets des scénarios potentiels.
3.4
scénario d'incendie
description qualitative de l'évolution d'un feu au cours du temps, en identifiant les événements principaux qui
caractérisent le feu et le différencient d'autres feux possibles
NOTE Il définit typiquement l'allumage et le processus d'augmentation du débit calorifique, la phase de feu
développé et la phase de décroissance, ainsi que les systèmes qui affectent l'évolution du feu et la nature de
l'environnement local. L'identification des scénarios d'incendie potentiels est une étape importante, qu'une analyse
déterministe ou qu'une évaluation des risques soit envisagée ou non.
4 Symboles
A surface d'une ouverture, exprimée en mètres carrés
h hauteur d'une ouverture, exprimée en mètres

m vitesse de perte de masse de combustible, exprimée en kilogrammes par seconde
f

m débit d'entrée d'air dans l'enceinte, exprimée en kilogrammes par seconde
air

Q puissance thermique, exprimée en kilowatts

Q puissance de référence, exprimée en kilowatts
o
r exigence stœchiométrique d'air pour la combustion complète du combustible, exprimée par le rapport
des kilogrammes d'air aux kilogrammes de carburant
t temps, exprimé en secondes

t temps requis pour atteindre la puissance thermique de référence Q , exprimé en secondes
g o
5 Applications de l'ingénierie de la sécurité contre l'incendie
5.1 Le rôle des scénarios d'incendie de dimensionnement dans la conception de la sécurité
contre l'incendie
Les scénarios d'incendie de dimensionnement sont la base des évaluations déterministes d'ingénierie de la
sécurité contre l'incendie. Ces évaluations impliquent l'étude des scénarios d'incendie de dimensionnement et
l'analyse des résultats afin de tirer des conclusions permettant de vérifier l'adéquation aux risques identifiés
de la conception proposée et de vérifier si le projet satisfait aux critères de performance qui ont été établis.
L'identification des scénarios appropriés exigeant l'analyse est cruciale pour la réalisation d'un environnement
bâti satisfaisant aux objectifs de sécurité contre l'incendie.
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ISO/TS 16733:2006(F)
Il convient de noter qu'il peut y avoir plusieurs objectifs de sécurité contre l'incendie, comprenant la sécurité
mettant en jeu la vie, la protection des biens, la continuité des processus et la protection de l'environnement,
et qu'un ensemble distinct de scénarios d'incendie de dimensionnement peut être requis pour évaluer
l'adéquation d'un calcul proposé par rapport à chaque objectif.
En fait, le nombre de scénarios d'incendie possibles dans la plupart des environnements bâtis est
pratiquement infini. Il est impossible d'analyser tous les scénarios, même à l'aide des ressources
informatiques les plus sophistiquées. Cet ensemble infini de possibilités nécessite d'être réduit à un jeu de
scénarios d'incendie de dimensionnement plus facilement maniable, propices à l'analyse et qui représentent
collectivement le domaine des feux pouvant mettre à l'épreuve la conception technique (ingénierie), sujet de
l'analyse.
Chaque scénario d'incendie de dimensionnement est sélectionné pour représenter un groupe de scénarios
d'incendie à fort risque. Le risque associé à un groupe est caractérisé en terme de probabilité (ou de
vraisemblance) d'occurrence du groupe et de l'effet (conséquences) en résultant dans la plupart des cas, en
terme de produit de la probabilité et de l'effet. Pour les besoins de la présente Spécification technique, où une
évaluation déterministe est envisagée, une estimation qualitative de la probabilité et de l'effet suffit. Pour une
évaluation complète du risque, comme décrit dans l'ISO/TS 16732, une évaluation plus quantitative est
entreprise.
Une fois les scénarios d'incendie de dimensionnement choisis, la conception de l'environnement bâti est
modifiée jusqu'à ce que l'analyse démontre que le risque d'incendie estimé, associé à la conception, est
suffisamment faible et satisfait aux critères de performance liés à l'objectif ou aux objectifs de sécurité contre
l'incendie approprié(s).
Il est important de démontrer que les scénarios d'incendie et les groupes de scénarios associés NON
sélectionnés pour l'analyse directe ne changeraient pas les conclusions, s'ils étaient inclus. Tout d'abord, une
comparaison est faite entre le risque global, collectivement représenté par les scénarios sélectionnés et les
groupes, par rapport au risque global, collectivement représenté par les scénarios et les groupes non
sélectionnés. Si ce dernier est inférieur au premier, c'est bien la preuve que les scénarios choisis reflètent le
risque global et peuvent être valablement utilisés pour le représenter. Si ce dernier est de peu inférieur au
premier, alors le risque combiné, pour les scénarios sélectionnés, doit être non seulement inférieur à un seuil
approprié, afin de représenter un risque acceptable, mais également inférieur à une fraction de ce seuil,
celle-ci reflétant la fraction du risque global que les scénarios sélectionnés constituent. Un calcul très
approximatif suffira pour établir ce point, et il est habituellement suffisant de se concentrer sur l'ampleur des
effets, tout en tenant compte du fait que les probabilités peuvent ne pas être faibles. En deuxième lieu, il peut
y avoir les scénarios non sélectionnés avec des effets significatifs, pouvant s'avérer représenter un faible
risque acceptable en vertu de la faible probabilité admise. Des précautions particulières doivent être prises
avec ces scénarios, car les effets habituellement importants, s'ils se produisent en dépit de leur faible
probabilité, nécessiteront d'être supportés par la société et peuvent s'avérer inacceptables par rapport aux
objectifs recherchés. En troisième lieu, il peut y avoir les scénarios non sélectionnés avec des risques
significatifs, ne pouvant être réduits par aucun des choix dont dispose l'ingénieur. Ces scénarios peuvent être
atténués par des stratégies hors du domaine d'application de l'analyse, ou bien il peut être nécessaire de
s'assurer que le risque global, combinant les scénarios sélectionnés et les scénarios non sélectionnés, est
encore acceptable.
Les scénarios d'incendie de dimensionnement importants doivent être identifiés pendant l'étape de revue de
conception qualitative (Qualitative Design Review ou QDR). Pendant ce processus, il est possible d'éliminer
les scénarios de risque tellement faible qu'ils ne peuvent pas, individuellement ou collectivement, affecter
l'évaluation globale de la conception. Il est important de se souvenir qu'un effet faible combiné avec une forte
probabilité ou un effet fort combiné avec une faible probabilité peut être à haut ou à faible risque, selon que
l'effet ou que la probabilité domine. Ni la probabilité ni l'effet ne peut être utilisé complètement
indépendamment pour la présélection du risque (voir 6.3).
La caractérisation d'un scénario d'incendie de dimensionnement, dans un but d'analyse, implique la
description, dans un ensemble de conditions définies, des événements comme le départ du feu, le
développement du feu, la croissance et l'extinction de l'incendie qui en résulte, ainsi que les émissions
probables de gaz chauds et de fumées probables et les itinéraires de propagation du feu. Les impacts de la
fumée et de l'incendie sur les personnes, les biens, les structures et l'environnement font tous partie des
effets potentiellement associés à un scénario d'incendie de dimensionnement, et font aussi partie de la
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caractérisation de ce scénario, lorsque ces effets sont en rapport avec les objectifs spécifiés de sécurité
contre l'incendie. La caractérisation de l'augmentation du débit calorifique, de la diffusion de la fumée et du
feu, de l'extinction de l'incendie, et l'impact de l'incendie et de la fumée impliquant des séquences temporelles
d'événements, font partie du «feu de dimensionnement». Certains événements postérieurs seront prévisibles
à partir des événements préliminaires, en utilisant les connaissances scientifiques de la sécurité contre
l'incendie, et la caractérisation de la séquence d'événements dans le scénario doit être cohérente avec ces
connaissances scientifiques.
5.2 Le rôle des feux de dimensionnement dans la conception de la sécurité contre
l'incendie
Suite à l'identification des scénarios d'incendie de dimensionnement, il est nécessaire de décrire les
caractéristiques supposées du feu sur lequel la quantification du scénario sera basée. Ces caractéristiques
supposées du feu et le développement ultérieur associé de l'incendie sont désignés par «feu de
dimensionnement».
Comme avec le scénario d'incendie de dimensionnement, le feu de dimensionnement doit être approprié aux
objectifs ad hoc de sécurité contre l'incendie. Par exemple, si l'objectif est d'évaluer le système de
désenfumage, il convient de choisir un feu de dimensionnement mettant à l'épreuve le système. Si la sévérité
du feu de dimensionnement est sous-estimée, alors l'application des méthodes d'ingénierie pour prévoir en
outre les effets du feu peut produire des résultats ne reflétant pas exactement le vrai impact des incendies et
peut sous-estimer le risque. Réciproquement, si la sévérité est surestimée, des dépenses inutiles peuvent en
résulter.
5.3 Sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de
dimensionnement
La méthodologie de sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de dimensionnement
décrite dans la présente Spécification technique est récapitulée à la Figure 1.
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Figure 1 — Sélection des scénarios d'incendie de dimensionnement et des feux de dimensionnement
6 Scénarios d'incendie de dimensionnement
6.1 Caractéristiques des scénarios d'incendie
Chaque scénario d'incendie est représenté par une occurrence unique d'événements et de circonstances,
ainsi que par un ensemble particulier de circonstances liées aux mesures de sécurité contre l'incendie. Ce
dernier sera défini par la conception de la sécurité contre l'incendie, alors que la première est celle qui doit
être spécifiée pour caractériser le scénario. En conséquence, un scénario d'incendie représente une
combinaison particulière d'événements et de circonstances liés à des facteurs ne participant pas de la
conception, comme
⎯ le type de feu (combustion lente, localisé, postembrasement généralisé…);
⎯ les conditions de ventilation internes;
⎯ les conditions d'environnement externes;
⎯ l'état de chacune des mesures de sécurité contre l'incendie, y compris des systèmes actifs et des
dispositifs passifs;
⎯ le type, la taille et la localisation de la source d'allumage;
⎯ la répartition et le type de matériaux combustibles;
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⎯ la charge calorifique par unité de surface;
⎯ la détection, l'alarme et l'extinction de l'incendie par des moyens humains non automatiques;
⎯ l'état des portes;
⎯ la rupture des fenêtres, si non prise en considération par la méthode de calcul du feu.
D'autres facteurs, pouvant être des éléments de certaines structures, seront traités en tant que facteurs ne
participant pas à la conception, s'ils ne sont pas considérés comme des choix pour cette dernière, tels que
⎯ des sélections de contenus et d'ameublement, de matériaux de structures et de méthodes, de finitions
intérieures et extérieures, affectant la répartition et le type de combustible ou de charge calorifique par
unité de surface,
⎯ la détection et l'alarme incendie automatique,
⎯ l'extinction des incendies,
⎯ les portes à fermeture automatique ou d'autres éléments discrétionnaires de compartimentage,
⎯ le système de traitement d'air des bâtiments ou le système de désenfumage.
D'autres facteurs sont toujours traités comme éléments de conception, tels que
⎯ les performances de chacune des mesures de sécurité contre l'incendie,
⎯ la fiabilité de chacune des mesures de sécurité contre l'incendie.
6.2 Identification des scénarios d'incendie
6.2.1 Généralités
Une approche systématique vis-à-vis de la reconnaissance des scénarios d'incendie pour l'analyse est
souhaitable afin d'identifier les scénarios importants et d'offrir une approche cohérente faite par différents
analystes. Le nombre de scénarios d'incendie possibles dans un environnement bâti quelconque peut être
très grand et il n'est pas possible de tous les quantifier. Ce grand nombre de possibilités doit être réduit à un
éventail de scénarios d'incendie plus facilement gérables et dont l'analyse est plus aisément maîtrisable. Lors
d'une évaluation déterministe, un nombre acceptable de scénarios d'incendie de dimensionnement doit être
choisi. Afin d'effectuer une évaluation complète du risque, comme décrit dans l'ISO 16732, les très nombreux
feux de dimensionnement doivent être combinés en ensembles de groupes de scénarios.
Les scénarios d'incendie de dimensionnement doivent être adaptés aux objectifs de la tâche d'ingénierie de la
sécurité contre l'incendie.
Un processus de classement des risques fournit une base utile pour la sélection des scénarios d'incendie de
dimensionnement. Un processus de ce type tient compte à la fois de la conséquence (de l'effet) et de la
probabilité du scénario. Cela implique que les techniques d'évaluation du risque de feu peuvent être
appliquées au choix des scénarios d'incendie de dimensionnement, pour obtenir une analyse déterministe.
Les principaux aspects du processus de classement des risques, explicités en détails dans les étapes ci-
dessous, sont les suivants:
⎯ l'identification d'un éventail complet de scénarios d'incendie possibles;
⎯ l'estimation de la probabilité d'occurrence du scénario;
⎯ l'estimation de l'effet du scénario;
⎯ l'estimation du risque des scénarios (reflétant l'effet et la probabilité d'occurrence);
⎯ le classement des scénarios d'incendie selon leur risque.
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Les dix étapes décrites ci-dessous donnent une approche systématique de la manière d'identifier les
scénarios d'incendie de dimensionnement.
6.2.2 Étape 1 — Localisation du feu
L'Étape 1 implique habituellement la caractérisation de l'espace dans lequel le feu démarre, ainsi que la
caractérisation de sa localisation spatiale spécifique.
L'identifica
...

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