ISO 24678-2:2022
(Main)Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 2: Fire plume
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 2: Fire plume
This document specifies the requirements governing the application of a set of explicit algebraic formulae for the calculation of specific characteristics of fire plume.
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques — Partie 2: Panaches de feu
Le présent document spécifie les exigences qui régissent l’application d’un ensemble de formules algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques des panaches de feu.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 24678-2
First edition
2022-08
Fire safety engineering —
Requirements governing algebraic
formulae —
Part 2:
Fire plume
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 2: Panaches de feu
Reference number
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Published in Switzerland
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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 quasi-steady, axisymmetric fire plumes from a circular
or near-circular fire source .4
Annex B (informative) Input data on fire sources for calculations of fire plume properties .15
Bibliography .19
iii
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
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 16734:2006, which has been technically revised.
The main changes are as follows:
— the main body has been simplified by making reference to ISO 24678-1;
— comparisons with experimental data have been added in Annex A;
— Annex B has been added to describe input data on the fire source.
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.
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ISO 24678-2:2022(E)
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 subject 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 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 16735, ISO 16736, ISO 16737, 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 23932:2018, 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
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ISO 24678-2:2022(E)
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 16735, ISO 16736,
ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-1, ISO 24678-2 (this document), ISO 24678-6 and ISO 24678-7.
e
See also ISO/TR 16738, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2.
NOTE Documents linked to large parts of the fire safety engineering process: ISO 16732-1, ISO 16733-1,
ISO 24679-1, ISO/TS 29761, ISO/TR 16732-2 to ISO/TR 16732-3 (Examples), ISO/TR 24679-2 to ISO/TR 24679-4
and ISO/TR 24679-6 (Examples).
Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety engineering design process (from
ISO 23932-1:2018)
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Fire safety engineering — Requirements governing
algebraic formulae —
Part 2:
Fire plume
1 Scope
This document specifies the requirements governing the application of a set of explicit algebraic
formulae for the calculation of specific characteristics of fire plume.
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
axisymmetric
in a state in which mean motion and properties, such as mean temperature rise, are symmetric with
respect to a vertical centreline
3.2
characteristic plume radius
radius at which the time-average plume temperature rise above the ambient value is one half the
centreline value
3.3
convective fraction of heat release rate
ratio of the convective heat release rate to the total heat release rate
3.4
convective heat release rate
component of the heat release rate carried upward by the fire plume motion
Note 1 to entry: Above the mean flame height, this component is considered invariant with height.
1
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3.5
entrained mass flow rate
air drawn in from the surroundings into the fire plume
Note 1 to entry: The mass flow rate in the plume at a given level can be considered equal to the mass flow rate of
air entrained below that level into the plume. The fire source contributes an insignificant mass to the plume flow,
[28]
typically less than 1 % of the total at the mean flame height.
3.6
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
3.7
fuel mass burning rate
mass generation rate of fuel vapours
3.8
mean flame height
time-average height of flames above the base of a fire, defined as the elevation where the probability of
finding flames is 50 %
3.9
mean temperature rise
time-average gas temperature rise above the ambient value
3.10
mean vertical gas velocity
time-average velocity of vertical gas motion on the plume centreline
3.11
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
3.12
radiant energy release factor
ratio of the combustion heat released in a fire as thermal radiation to the net heat of combustion
3.13
virtual origin
point source from which the fire plume above the flames appears to originate
Note 1 to entry: The location of the virtual origin is likely to be above the fire source for the case of flammable
liquid pool fires having a diameter of approximately 10 m or less and below the fire source for pool diameters
larger than 10 m to 20 m.
4 Requirements governing the description of physical phenomena
4.1 The requirements governing the description of physical phenomena apply as specified in
ISO 24678-1 in addition to the following.
4.2 The fire plume resulting from a fire source is a complex, thermo-physical phenomenon that can
be highly transient or nearly steady-state. It contains regions closer to the fire source where there is
usually flaming combustion (unless the source is a smouldering fire) and regions farther from the source
where there is no combustion taking place, but a turbulent upward flow dominated by buoyancy forces.
Regions of the fire plume (whether or not flaming/combusting, degree of fire source influence, etc.) to
which specific formulae apply shall be clearly identified.
2
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4.3 The fire plume can be significantly affected by many environmental parameters, e.g. the nature and
arrangement of the burning materials that act as a fire source; whether there is flaming or smouldering
combustion; degree of air restriction or vitiation; wind flows or compartment air motion; etc. For a
liquid hydrocarbon fire burning in the open under calm (windless) conditions, the problem of describing
the fire plume by algebraic formulae is simplified since most of these environmental parameters have a
negligible influence. General types of source fires, flow-boundary (including symmetry) conditions and
other scenario elements to which the analysis is applicable shall be described with the aid of diagrams.
5 Requirements governing the calculation process
The requirements specified in ISO 24678-1 governing the calculation process apply.
6 Requirements governing limitations
The requirements specified in ISO 24678-1 governing limitations apply.
7 Requirements governing input parameters
The requirements specified in ISO 24678-1 governing input parameters apply.
8 Requirements governing the domain of applicability
The requirements specified in ISO 24678-1 governing the domain of applicability apply.
9 Example of documentation
An example of sets of algebraic formulae meeting the requirements in Clauses 4-8 is provided in
annexes. Annex A contains a set of algebraic formulae for a fire plume from a circular or near-circular
fire source in a quiescent environment. Annex B contains information on input data on fire source
properties.
3
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Annex A
(informative)
Formulae for quasi-steady, axisymmetric fire plumes from
a circular or near-circular fire source
A.1 General
This annex describes a set of formulae for axisymmetric fire plume. Properties such as flame height,
mass flow rates, temperature distribution are calculated. The fire source can be circular or near-
circular shape.
A.2 Symbols used in Annex A
2
A plan area of fire source (m )
s
b characteristic plume radius where the mean temperature rise is one-half the centreline value
ΔT
(m)
c specific heat of air at constant pressure (kJ/kg⋅K)
p
D fire source diameter (m)
2
g acceleration due to gravity (m/s )
ΔH net heat of combustion of fire source material (kJ/kg)
c
L mean flame height above base of fire source (m)
m
entrained mass flow rate (kg/s)
ent
m
entrained mass flow rate at the mean flame height (kg/s)
ent,L
m
fuel mass burning rate (kg/s)
f
N non-dimensional parameter, as defined in A.4.2
heat release rate from fire source (kW)
Q
convective heat release rate from fire source (kW)
Q
c
s stoichiometric mass ratio of air to fuel
T mean temperature on plume centreline (K)
0
T mean temperature on plume centreline at mean flame height (K)
0L
T ambient temperature (K)
a
u mean vertical gas velocity on plume centreline (m/s)
0
z height above base of fire source (m)
z height of virtual origin above base of fire source (m)
v
4
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ΔT mean temperature rise above ambient on plume centreline (K)
0
ΔT mean temperature rise on plume centreline at mean flame height (K), typically 500 K
0L
ΔT spatial-average plume temperature rise at or above mean flame height (K)
ave
convective fraction of heat release rate, 1−χχ/ , typically 0,6 to 0,7
α
Ra
3
ρ density of ambient air (kg/m )
a
χ combustion efficiency factor
a
χ radiant energy release factor
R
A.3 Description of physical phenomena addressed by the formula set
A.3.1 General description of the calculation method
A.3.1.1 Calculation procedure
Estimating the fire plume properties involves the following steps:
— determination of characteristics of the fire source (burning fuel surface, mass burning rate, etc.);
— determination of flame height;
— calculation of centreline temperature and mass flow rate at and above mean flame height.
A.3.1.2 Fire plume characteristics to be calculated
The formula set provides gas temperatures and velocities for locations along the plume vertical
centreline (symmetry axis). Mean flame height, plume entrained mass flow rate and characteristic
radius based on the rise in gas temperature and average plume temperature rise are also calculated.
A.3.1.3 Fire plume regions to which formulae apply
A distinction is made between regions above the mean flame height and regions below the mean flame
height in the fire plume, with formulae applicable to the region above only.
A.3.2 Scenario elements to which the formula set is applicable
The formula set is applicable to plumes rising above quasi-steady state fire sources that are
approximately circular or square in plan area in a quiescent environment (i.e. burning is without
interference from active protection measures, wind, etc.). The fire source is a horizontal, upward-
facing burning fuel surface or a three-dimensional burning array for which the mean flame height is
greater than the array height. Applicable fire sources include those outside of enclosed spaces, those
inside of enclosed spaces (when the fire source itself and its flames are remote from the boundaries
of the enclosed space). An applicable fire source can also consist of a built environment fully involved
in fire, when the mean flame height due to flames burning through the top of the built environment
(e.g. a collapsed roof) is greater than the height of the built environment. See Clause A.6 for quantitative
limitations on these scenario elements.
A.3.3 Self-consistency of the formula set
[29]
The formula set provided in this annex has been derived and reviewed by G. Heskestad
(see Clause A.5) to ensure that calculations resulting from different formulae in the set are consistent
(i.e. do not produce conflicts).
5
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A.3.4 International Standards and other documents where the formula set is used
[30]
Formulae (A.4), (A.9) and (A.18) are used in NFPA 204 for smoke and heat venting.
A.4 Formula set: documentation of calculation process
A.4.1 General description of axisymmetric plumes
Properties of axisymmetric, quasi-steady state fire plume as shown in Figure A.1 are considered. Mean
flame height, centreline velocity and temperature rise at and above mean flame height are calculated.
Key
1 centreline 7 height of virtual origin
2 velocity profile 8 mean flame height
3 centreline velocity 9 flame
4 characteristic plume radius 10 base of fire source
5 air entrainment 11 plan area of fire source
6 height above base of fire source
Figure A.1 — Illustration of parameters describing the plume flow
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A.4.2 Mean flame height
[31]
The dimensionless formulation for mean flame height, L/D, is given by Formulae (A.1) to (A.3) and is
applicable to a wide range of atmospheric and fuel conditions relevant to fires in the built environment.
L
1/5
=−1,02+15,6N (A.1)
D
2
cT
Q
pa
N = (A.2)
2 3 5
gHρ Δ /s D
()
ac
Qm= χ ΔH (A.3)
fa c
Under normal atmospheric conditions:
2
— g = 9,81 m/s ;
— c = 1,01 kJ/(kg⋅K);
p
3
— ρ = 1,2 kg/m ;
a
— T = 293 K;
a
[32]
and using ΔH /s = 3 000 kJ/kg as an average for many common fuels, the mean flame height, L, is
c
[29]
given by Formula (A.4) :
25/
LD=−1,02 +0,235Q (A.4)
A.4.3 Height of virtual origin above the fire source
[33]
The dimensionless formulation for virtual origin height, z /D, is given by Formulae (A.5) to (A.8) and
v
is applicable to a wide range of atmospheric and fuel conditions relevant to fires in the built environment:
2/5
z
Q
v
=−1,02+−15,6()XY (A.5)
D D
1/5
cT
pa
X = (A.6)
3
2
gHρ ()Δ s
ac
1/2
−1/2
T
4/5
3/52/5 2/5 0L
Yc=0,158 ραTg (A.7)
()
pa a
3/5
ΔT
0L
TT=+Δ T (A.8)
00LL a
Under normal atmospheric conditions as determined in A.4.2, and using:
— α = 0,7
— ΔT = 500 K
0L
— ΔH /s = 3 000 kJ/kg
c
7
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[32]
as an average for many common fuels, the height of virtual origin above the base of the fire source,
[33]
z , in terms of Q and D is given by Formula (A.9). The dimensional correlation is not sensitive to fuel
v
type:
25
z
Q
v
=−1,02+0,083 (A.9)
D D
Under normal atmospheric conditions as determined in A.4.2, and using:
— ΔT = 500 K
0L
— ΔH /s = 3 000 kJ/kg
c
the height of virtual origin above the base of the fire source, z , in terms of Q and L is given by
v c
[33]
Formulae (A.10) and (A.11). The dimensional correlation is not sensitive to fuel type:
2/5
zL=−0,175Q (A.10)
vc
QQ=α (A.11)
c
A.4.4 Mean centreline temperature rise at and above the mean flame height
The dimensionless formulation for mean centreline temperature rise, ΔT , at and above the mean flame
0
[34]
height is given by Formula (A.12):
13
T
a 23/ −5/3
ΔT =9,1 Qz()−z (A.12)
0 cv
22
gc ρ
pa
Under normal atmospheric conditions as determined in A.4.2, the mean centreline temperature rise,
[32]
ΔT , at and above the mean flame height is given by Formula (A.13):
0
2/3 −5/3
ΔTQ=−25,(0 zz ) (A.13)
0 c v
A.4.5 Mean centreline vertical gas velocity at and above the mean flame height
The dimensionless formulation for mean vertical gas velocity on the plume centreline, u , at and above
0
[34]
the mean flame height is given by Formula (A.14):
1/3
g
−1/3
1/3
u =3,4 Qz()−z (A.14)
0 c v
cTρ
pa a
Under normal atmospheric conditions as determined in A.4.2, the mean vertical gas velocity, u , at and
0
[29]
above the mean flame height is given by Formula (A.15), a dimensional correlation:
1/3 −1/3
uQ=−10,(3 zz ) (A.15)
0 c v
A.4.6 Characteristic plume radius at and above the mean flame height
The dimensionless formulation for the characteristic plume radius where the mean temperature rise is
[34]
one-half the centreline value, b , is given by Formula (A.16):
ΔT
1/2
T
0
b =0,12 ()zz− (A.16)
ΔT v
T
a
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NOTE The plume radius to the point where the gas velocity is one-half the centreline value is about 10 %
larger than the plume radius, b , to the point where the mean temperature rise is one-half the centreline value.
ΔT
A.4.7 Entrained mass flow rate at and above the mean flame height
The dimensionless formulation for the entrained mass flow rate, m , at and above the mean flame
ent
[28],[31]
height is given by Formula (A.17):
1/3
2 2/3
gρ 29, Q
a 1/3 5/3 c
m =0,196 Qz−z 1+ (A.17)
()
ent c v
2/3
cT
1//2 5/3
pa
g cTρ ()zz−
()
pa a v
Under normal atmospheric conditions as determined in A.4.2, the entrained mass flow rate at and above
[29]
the mean flame height is given by Formula (A.18), a dimensional correlation:
1/35/3 2/3 −5/3
mQ=−0,071 ()zz [(10+−,027Qz z )] (A.18)
entvc c v
The dimensionless formulation for the entrained mass flow rate at the mean flame height, m , [z = L
ent,L
[29]
and z from Formulae (A.5) to (A.8), substituted in Formula (A.17)] is given by Formula (A.19):
v
5/6
T T Q
0L a c
m =0,878 +0,647 (A.19)
ent,L
T ΔT c TT
a 0L p a
The entrained mass flow rate at the mean flame height, m , under normal atmospheric conditions
ent,L
as determined in A.4.2, and with ΔT = 500 K, is given by Formula (A.20), a dimensional correlation
0L
from Reference [29]:
mQ=0,0059 (A.20)
ent,Lc
A.4.8 Spatial-average plume temperature rise at and above the mean flame height
The spatial-average plume temperature rise at and above the mean flame height, ΔT , is given by
ave
[29]
Formula (A.21):
Q
c
ΔT = (A.21)
ave
mc
ent p
A.5 Scientific basis for the formula set
[35] [36]
The theory of axisymmetric fire plumes traces to early theories by Schmidt, Rouse et al., Morton et
[37] [38] [39]
al. and Yokoi, with refinements for large density deficiencies by Morton, and empirical
[29]
coefficients established by Heskestad from published experiments. The formulae for virtual origin,
[33]
z , was developed by Heskestad, with consideration of work by other authors, including Hasemi
v
[40] [41] [31]
and Tokunaga and Cetegen et al. The flame height formulae traces back to Heskestad.
[42] [43] [44]
Contributions to prediction of entrainment have been made by Yih, Thomas et al., McCaffrey,
[45] [31] [46] [47] [48]
Cetegen et al., Heskestad, Delichatsios, Zukoski and Zhou and Gore.
A number of authors have also addressed conditions arising in axisymmetric fire plumes, including
[49] [50] [51] [52] [53-55]
Cox and Chitty, Dai et al., Gengembre et al., George et al., Heskestad, Kung and
[56] [57] [58] [59] [60] [61]
Stavrianidis, McCaffrey, Orloff, Orloff and de Ris, Shabbir and George, Tamanini and
[62],[63]
Thomas.
[29]
The basis for formulae in subclauses A.4.1 through A.4.6 is documented by Heskestad. Formulae (A.19)
[29]
and (A.20) are derived by Heskestad using the formulae in A.4.2 and A.4.3.
9
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 24678-2:2022(E)
A.6 Formula set limitations
A.6.1 Fire sources
The formula set should not be applied to fire sources that are:
— affected by extinguishing agents;
— rectangular fire sources having a length-to-width ratio greater than or equal to 2;
— three-dimensional fire sources having restricted
...
ISO/TC 92/SC 4
Date : 2022-08-11
Première édition
ISO 24678-2:2022(F)
ISO/TC 92/SC 4
Secrétariat : AFNOR
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques —
Partie 2 : Panaches de feu
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 2: Fire
plume
ICS : 13.220.01
Type du document : Norme internationale
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F© ISO 2022 – Tous droits
réservés
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peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique
ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet,
sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos . 4
Introduction . 5
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques . 3
5 Exigences régissant le processus de calcul. 3
6 Exigences régissant les limites . 3
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée . 3
8 Exigences régissant le domaine d’application . 3
9 Exemple de documentation . 3
Annexe A (informative) Formules applicables aux panaches de feu quasi stationnaires et
axisymétriques provenant d’une source d’incendie circulaire ou quasi circulaire . 5
Annexe B (informative) Données d’entrée sur les sources d’incendie relatives aux calculs
des propriétés du panache de feu . 18
Bibliographie . 22
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ISO 24678-2:2022(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 propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou 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 première édition annule et remplace la première édition (ISO 16734:2006),, qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes :
— simplification du corps de la norme en faisant référence à l’ISO 24678-1 ;
— ajout de comparaisons aux données expérimentales à l’Annexe A ;
— ajout de l’Annexe B pour décrire les données d’entrée relatives à la source d’incendie.
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
4 © ISO 2022 – Tous droits réservés
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ISO 24678-2:2022(F)
Introduction
La série ISO 24678 est destinée à être utilisée 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 avec lesquels les méthodologies spécifiques peuvent être utilisées.
Les formules algébriques conformes aux exigences du présent document sont utilisées conjointement
avec d’autres méthodes de calcul d’ingénierie lors de la conception de la sécurité contre l’incendie.
Ce dimensionnement est précédé par l’établissement d’un contexte, comprenant les buts et les objectifs
de sécurité incendie à atteindre, ainsi que par des critères de performance lorsqu’un dimensionnement
de sécurité incendie d’essai est soumis à des scénarios d’incendie de dimensionnement spécifiés.
Les méthodes de calcul d’ingénierie sont utilisées pour déterminer si ces critères de performance sont
satisfaits par un dimensionnement particulier et si ce n’est pas le cas, comment il est nécessaire de
modifier le dimensionnement.
Les aspects couverts par les calculs d’ingénierie incluent une 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 formules algébriques mentionnées dans le présent document 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 satisfaire aux critères de performance, et de le comparer
avec de multiples dimensionnements d’essai. Les calculs numériques détaillés peuvent être effectués
jusqu’à la documentation de dimensionnement finale. Les domaines dans lesquels des formules
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 remplissage par la fumée et l’embrasement généralisé. Cependant, les modèles simples ont parfois
des limites contraignantes et sont moins susceptibles d’inclure les effets de phénomènes multiples qui
se produisent dans le scénario d’incendie de dimensionnement.
Les principes généraux de l’ingénierie de la sécurité incendie sont décrits dans l’ISO 23932-1 qui fournit
une méthodologie axée sur la performance utile aux ingénieurs pour l’évaluation du niveau de sécurité
incendie des environnements bâtis neufs ou existants. La sécurité incendie est évaluée par une méthode
d’ingénierie basée sur la quantification du comportement du feu, prenant en compte la connaissance
des conséquences d’un tel comportement sur la protection des vies humaines, des biens et de
l’environnement. L’ISO 23932-1 décrit le processus (c’est-à-dire les étapes nécessaires) et les éléments
essentiels afin de réaliser un plan de sécurité incendie axé sur la performance et robuste.
L’ISO 23932-1 s’appuie sur un ensemble de documents d’ingénierie de la sécurité incendie et portant
sur les méthodes et les données nécessaires pour toutes les étapes de conception d’un processus
d’ingénierie de sécurité incendie, résumées à la Figure 1 (extraite de l’ISO 23932-1:2018, Article 4). Cet
ensemble de documents est désigné sous l’appellation générale de Système global d’information et
d’analyse de l’ingénierie de la sécurité incendie. Cette approche globale et ce système de normes
fournissent une prise de conscience des interrelations entre les évaluations incendie lorsque l’ensemble
de documents d’ingénierie de la sécurité incendie est utilisé. L’ensemble de documents comprend
l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2, l’ISO 16735, l’ISO 16736,
l’ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-1, l’ISO 24679-1 et l’ISO/TS 29761, ainsi que d’autres rapports
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ISO 24678-2:2022(F)
techniques d’appui qui fournissent des recommandations et des exemples d’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, des informations permettant de relier ce document
aux étapes correspondantes du processus de dimensionnement par l’ingénierie de la sécurité incendie
présenté dans l’ISO 23932-1. L’ISO 23932-1 exige que les méthodes d’ingénierie soient choisies
correctement pour prédire les conséquences du feu de scénarios et éléments de scénario spécifiques
(ISO 23932-1:2018, Article 12). Conformément aux exigences de l’ISO 23932-1, le présent document
fournit les exigences qui régissent les formules algébriques du dimensionnement de la sécurité
incendie. L’étape correspondante dans le processus de dimensionnement de la sécurité incendie est
indiquée par la case grise à la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932-1.
a Voir également l’ISO/TR 16576 (Exemples).
6 © ISO 2022 – Tous droits réservés
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ISO 24678-2:2022(F)
b Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2 et l’ISO/TS 29761.
c Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2 et l’ISO/TS 29761.
d Voir également l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, de l’ISO/TR 16730-2 à l’ISO/TR 16730-5 (Exemples), l’ISO 16735,
l’ISO 16736, l’ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-1, l’ISO 24678-2 (le présent document), l’ISO 24678-6 et
l’ISO 24678-7.
e Voir également l’ISO/TR 16738, l’ISO 16733-1 et l’ISO/TS 16733-2.
NOTE Documents liés à des parties importantes du processus d’ingénierie de la sécurité incendie :
l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO 24679-1, l’ISO/TS 29761, l’ISO/TR 16732-2 à l’ISO/TR 16732-3 (Exemples),
l’ISO/TR 24679-2 à l’ISO/TR 24679-4 et l’ISO/TR 24679-6 (Exemples).
Figure 1 — Organigramme représentant le processus de conception par ingénierie
de la sécurité incendie (extrait de l’ISO 23932-1:2018)
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NORME INTERNATIONALE ISO 24678-2:2022(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les
formules algébriques — Partie 2 : Panaches de feu
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences qui régissent l’application d’un ensemble de formules
algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques des panaches de feu.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 24678-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques — Partie 1:
Exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 13943 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp ;
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse https://www.electropedia.org/.
3.1
axisymétrique
dans un état dans lequel le déplacement moyen et les propriétés, comme l’élévation moyenne de
température, sont symétriques par rapport à un axe vertical
3.2
rayon caractéristique du panache
rayon auquel l’élévation de la température du panache moyennée dans le temps au-dessus de la valeur
ambiante correspond à la moitié de la valeur sur l’axe
3.3
fraction convective du débit calorifique
rapport entre le débit calorifique convectif et le débit calorifique total
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ISO 24678-2:2022(F)
3.4
débit calorifique convectif
composante du débit calorifique transportée vers le haut par le déplacement du panache de feu
Note 1 à l’article: Au-dessus de la hauteur moyenne des flammes, cette composante est considérée comme ne
variant pas avec la hauteur.
3.5
débit massique entraîné
air environnant entraîné dans le panache de feu
Note 1 à l’article: Le débit massique dans le panache, à un niveau donné, peut être considéré comme égal au
débit massique de l’air entraîné au-dessous de ce niveau dans le panache. La source d’incendie contribue par une
masse insignifiante à l’écoulement du panache, en général moins de 1 % du total de la hauteur moyenne des
[28]
flammes .
3.6
diamètre de la source d’incendie
diamètre utile de la source d’incendie, égal au diamètre réel pour une source circulaire ou au diamètre
d’un cercle ayant une surface égale à la surface plane d’une source non circulaire
3.7
débit massique de combustion du combustible
vitesse de production massique des vapeurs de combustible
3.8
hauteur moyenne des flammes
hauteur moyennée dans le temps des flammes au-dessus de la base d’un incendie, définie comme
l’élévation où la probabilité de trouver des flammes est de 50 %
3.9
élévation moyenne de la température
élévation moyennée dans le temps de la température des gaz au-dessus de la valeur de la température
ambiante
3.10
vitesse verticale moyenne des gaz
vitesse moyennée dans le temps de déplacement vertical des gaz sur l’axe du panache
3.11
état quasi stationnaire
état dans lequel il est présumé que les effets complets des changements de débit calorifique à la source
d’incendie sont immédiatement ressentis partout dans le champ de l’écoulement
3.12
facteur de dégagement d’énergie rayonnée
rapport entre la chaleur de combustion dégagée par rayonnement thermique dans un incendie et la
chaleur nette de combustion
3.13
origine virtuelle
source ponctuelle depuis laquelle le panache de feu au-dessus des flammes semble provenir
Note 1 à l’article: L’emplacement de l’origine virtuelle est susceptible de se trouver au-dessus de la source
d’incendie dans le cas d’incendies de nappes liquides inflammables dont le diamètre est inférieur ou égal à
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ISO 24678-2:2022(F)
environ 10 m et en dessous de la source d’incendie dans le cas de nappes dont le diamètre est compris entre 10 m
et 20 m.
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques
4.1 Les exigences suivantes, ainsi que les exigences régissant la description des phénomènes
physiques telles que spécifiées dans l’ISO 24678-1, s’appliquent.
4.2 Le panache de feu provenant d’une source d’incendie est un phénomène thermophysique
complexe qui peut être très transitoire ou quasi stable. Il contient des régions proches de la source
d’incendie où il existe généralement une combustion avec flammes (sauf si la source est un feu couvant)
et des régions plus éloignées de la source où il ne se produit pas de combustion, mais seulement un flux
turbulent ascendant dominé par des forces de flottabilité. Des régions du panache de feu (qu’il soit ou
non avec flammes/en combustion, le degré d’influence de la source d’incendie, etc.) pour lesquelles des
formules spécifiques s’appliquent doivent être clairement identifiées.
4.3 Le panache de feu peut être affecté de façon importante par de nombreux paramètres
environnementaux, comme la nature et la disposition des matériaux brûlants qui font fonction de
source d’incendie, le fait qu’il y ait une combustion avec flammes ou qui couve, le degré de réduction
d’air ou d’air vicié, les écoulements d’air ou le mouvement de l’air de compartiment, etc. Pour un
incendie à source d’hydrocarbure liquide brûlant à l’air libre dans des conditions calmes (sans vent),
le problème de la description du panache de feu par des formules algébriques est simplifié, puisque la
plupart de ces paramètres environnementaux ont une influence négligeable. Des types généraux de
sources d’incendies, de conditions aux limites de l’écoulement (notamment la symétrie) et d’autres
éléments de scénarios auxquels l’analyse est applicable doivent être décrits à l’aide de diagrammes.
5 Exigences régissant le processus de calcul
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant le processus de calcul s’appliquent.
6 Exigences régissant les limites
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant les limites s’appliquent.
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant les paramètres d’entrée s’appliquent.
8 Exigences régissant le domaine d’application
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant le domaine d’application s’appliquent.
9 Exemple de documentation
Un exemple d’ensembles de formules algébriques satisfaisant aux exigences des Articles 4 à 8 est fourni
aux annexes. L’Annexe A contient un ensemble de formules algébriques portant sur un panache de feu
provenant d’une source d’incendie circulaire ou quasi circulaire dans un environnement calme.
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L’Annexe B contient des informations sur les données d’entrée relatives aux propriétés de la source
d’incendie.
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Annexe A
(informative)
Formules applicables aux panaches de feu quasi stationnaires
et axisymétriques provenant d’une source d’incendie circulaire
ou quasi circulaire
A.1 Généralités
La présente annexe décrit un ensemble de formules applicables aux panaches de feu axisymétriques.
Des propriétés comme la hauteur de flamme, les débits massiques, la distribution des températures
sont calculées. La source d’incendie peut être de forme circulaire ou quasi circulaire.
A.2 Symboles utilisés à l’Annexe A
2
A surface plane de la source d’incendie (m )
s
b rayon caractéristique du panache où l’élévation moyenne de la température correspond à la
ΔT
moitié de la valeur sur l’axe (m)
c chaleur spécifique de l’air à pression constante (kJ/kg⋅K)
p
D diamètre de la source d’incendie (m)
2
g accélération due à la gravité (m/s )
ΔH chaleur nette de combustion du matériau de la source d’incendie (kJ/kg)
c
L hauteur moyenne des flammes au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
m
ent débit massique entraîné (kg/s)
m
ent,L débit massique entraîné à la hauteur moyenne des flammes (kg/s)
m
f débit massique de combustion du combustible (kg/s)
N paramètre sans dimension, défini en A.4.2
débit calorifique provenant de la source d’incendie (kW)
Q
débit calorifique convectif provenant de la source d’incendie (kW)
Q
c
s rapport massique stœchiométrique air-combustible
T0 température moyenne sur l’axe du panache (K)
T0L température moyenne sur l’axe du panache à la hauteur moyenne des flammes (K)
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ISO 24678-2:2022(F)
T température ambiante (K)
a
u vitesse verticale moyenne des gaz sur l’axe du panache (m/s)
0
z hauteur au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
z hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
v
α fraction convective du débit calorifique, , généralement comprise entre 0,6 et 0,7
1/−χχ
Ra
ΔT élévation moyenne de la température au-dessus de la température ambiante sur l’axe du
0
panache (K)
ΔT élévation moyenne de la température sur l’axe du panache à la hauteur moyenne des
0L
flammes (K), généralement 500 K
ΔTave élévation de la température du panache à moyenne spatiale, à la hauteur moyenne des
flammes ou au-dessus (K)
3
ρ masse volumique de l’air ambiant (kg/m )
a
χ facteur de rendement de la combustion
a
χR facteur de dégagement d’énergie rayonnée
A.3 Description des phénomènes physiques abordés par l’ensemble de
formules
A.3.1 Description générale de la méthode de calcul
A.3.1.1 Mode opératoire de calcul
L’estimation des propriétés du panache de feu comprend les étapes suivantes :
— détermination des caractéristiques de la source d’incendie (surface du combustible en combustion,
débit massique de combustion, etc.) ;
— détermination de la hauteur des flammes ;
— calcul de la température et du débit massique sur l’axe à la hauteur moyenne des flammes et
au-dessus.
A.3.1.2 Caractéristiques du panache de feu à calculer
L’ensemble de formules fournit les températures et les vitesses des gaz pour des emplacements situés
le long de l’axe vertical du panache (axe de symétrie). La hauteur moyenne des flammes, le débit
massique entraîné du panache et le rayon caractéristique basé sur l’élévation de la température des gaz
et l’élévation de la température moyenne du panache sont également calculés.
A.3.1.3 Régions de panache de feu auxquelles s’appliquent les formules
Une distinction est faite entre des régions situées au-dessus de la hauteur moyenne des flammes et des
régions situées au-dessous de la hauteur moyenne des flammes dans le panache de feu, avec des
formules qui ne s’appliquent qu’à la région située au-dessus.
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ISO 24678-2:2022(F)
A.3.2 Éléments de scénario auxquels l’ensemble de formules est applicable
L’ensemble de formules est applicable aux panaches s’élevant au-dessus de sources d’incendie quasi
stationnaires qui sont approximativement circulaires ou carrées en surface plane dans un
environnement calme (c’est-à-dire qui brûlent sans interférence de mesures de protection actives,
du vent, etc.). La source d’incendie est une surface de combustible en combustion horizontale, face vers
le haut, ou une source en combustion en trois dimensions pour laquelle la hauteur moyenne des
flammes est supérieure à la hauteur de la source. Les sources d’incendie applicables comprennent celles
qui sont à l’extérieur d’espaces clos, à l’intérieur d’espaces clos (lorsque la source d’incendie elle-même
et ses flammes sont éloignées des limites de l’espace clos). Une source d’incendie applicable peut
également consister en un environnement construit en situation de feu pleinement développé lorsque
la hauteur moyenne des flammes due aux flammes en combustion par le haut de l’environnement
construit (par exemple un toit effondré) est supérieure à la hauteur de l’environnement construit.
Voir l’Article A.6 pour des limites quantitatives sur ces éléments de scénario.
A.3.3 Cohérence intrinsèque de l’ensemble de formules
[29]
L’ensemble de formules fourni dans la présente annexe a été dérivé et révisé par G. Heskestad
(voir l’Article A.5) afin de s’assurer que les résultats des calculs de différentes formules de l’ensemble
sont cohérents (c’est-à-dire qu’ils ne forment pas de conflits).
A.3.4 Normes internationales et autres documents dans lesquels l’ensemble de formules est
utilisé
[30]
Les Formules (A.4), (A.9) et (A.18) sont utilisées dans la NFPA 204 pour l’évacuation de fumée et de
chaleur.
A.4 Ensemble de formules : documentation du processus de calcul
A.4.1 Description générale de panaches axisymétriques
Les propriétés d’un panache de feu axisymétrique, à l’état quasi stationnaire, représenté à la Figure A.1
sont prises en compte. La hauteur moyenne des flammes, la vitesse sur l’axe et l’élévation de la
température à la hauteur moyenne des flammes et au-dessus sont calculées.
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ISO 24678-2:2022(F)
Légende
1 axe 7 hauteur de l’origine virtuelle
2 profil d’écoulement 8 hauteur moyenne des flammes
3 vitesse sur l’axe 9 flamme
4 rayon caractéristique du panache 10 base de la source d’incendie
5 entraînement de l’air 11 surface plane de la source d’incendie
6 hauteur au-dessus de la base de la source d’incendie
Figure A.1 — Représentation des paramètres décrivant l’écoulement du panache
A.4.2 Hauteur moyenne des flammes
La formule sans dimension de la hauteur moyenne des flammes, L/D est donnée par les Formules (A.1)
[31]
à (A.3) et est applicable à une large gamme de conditions atmosphériques et combustibles
concernant des incendies dans un environnement construit.
L
1/5
=−+1,02 15,6N
D
(A.1)
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ISO 24678-2:2022(F)
2
cT
Q
pa
N=
2 35
D
gρ (∆Hs/)
a c
(A.2)
Qm χ∆H
f a c
(A.3)
Dans les conditions atmosphériques normales :
2
— g = 9,81 m/s ;
— cp = 1,01 kJ/(kg⋅K) ;
3
— ρa = 1,2 kg/m ;
— Ta = 293 K ;
[32]
et en utilisant ΔHc/s = 3 000 kJ/kg comme moyenne pour de nombreux combustibles courants, la
[29]
hauteur moyenne des flammes, L, est donnée par la Formule (A.4) :
2/5
L=−+1,02DQ0,235
(A.4)
A.4.3 Hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la source d’incendie
La formule sans dimension de la hauteur de l’origine virtuelle, z /D, est donnée par les Formules (A.5) à
v
[33]
(A.8) et est applicable à une large gamme de conditions atmosphériques et combustibles concernant
des incendies dans un environnement construit :
2/5
z
Q
v
=−+1,02 15,6 XY−
( )
D D
(A.5)
1/5
cT
pa
X=
2 3
gρ (∆Hs)
a c
(A.6)
1/2
−1/2
T
4/5
3/5 2/5 2/5 0L
Y= 0,158 c ρ Tg α
( )
pa a
3/5
∆T
0L
(A.7)
T =∆+TT
0L 0L a
(A.8)
Dans les conditions atmosphériques normales déterminées en A.4.2, et en utilisant :
— α = 0,7
— ΔT = 500 K
0L
— ΔHc/s = 3 000 kJ/kg
[32]
comme moyenne pour de nombreux combustibles courants, la hauteur de l’origine virtuelle
[33]
au-dessus de la base de la source d’incendie, z , pour Q et D est donnée par la Formule (A.9).
v
La corrélation dimensionnelle est indépendante du type de combustible :
© ISO 2022 – Tous droits réservés 9
=
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ISO 24678-2:2022(F)
25
z Q
v
=−+1,02 0,083
D D
(A.9)
Dans les conditions atmosphériques normales déterminées en A.4.2, et en utilisant :
— ΔT = 500 K
0L
— ΔH /s = 3 000 kJ/kg
c
la hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la base de la source d’incendie, z , pour Q et L e
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 24678-2
Première édition
2022-08
Ingénierie de la sécurité incendie —
Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 2:
Panaches de feu
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic
formulae —
Part 2: Fire plume
Numéro de référence
ISO 24678-2:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 24678-2:2022(F)
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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.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
ii
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ISO 24678-2:2022(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 . 3
5 Exigences régissant le processus de calcul . 3
6 Exigences régissant les limites .3
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée. 3
8 Exigences régissant le domaine d’application . 3
9 Exemple de documentation .3
Annexe A (informative) Formules applicables aux panaches de feu quasi stationnaireset
axisymétriques provenant d’une source d’incendie circulaireou quasi circulaire .4
Annexe B (informative) Données d’entrée sur les sources d’incendie relatives aux
calculsdes propriétés du panache de feu .17
Bibliographie .21
iii
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ISO 24678-2:2022(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 propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou 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 première édition annule et remplace ISO 16734:2006, qui a fait l’objet d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes :
— simplification du corps de la norme en faisant référence à l’ISO 24678-1 ;
— ajout de comparaisons aux données expérimentales à l’Annexe A ;
— ajout de l’Annexe B pour décrire les données d’entrée relatives à la source d’incendie.
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
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ISO 24678-2:2022(F)
Introduction
La série ISO 24678 est destinée à être utilisée 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 avec lesquels les méthodologies spécifiques peuvent être utilisées.
Les formules algébriques conformes aux exigences du présent document sont utilisées conjointement
avec d’autres méthodes de calcul d’ingénierie lors de la conception de la sécurité contre l’incendie.
Ce dimensionnement est précédé par l’établissement d’un contexte, comprenant les buts et les objectifs
de sécurité incendie à atteindre, ainsi que par des critères de performance lorsqu’un dimensionnement
de sécurité incendie d’essai est soumis à des scénarios d’incendie de dimensionnement spécifiés.
Les méthodes de calcul d’ingénierie sont utilisées pour déterminer si ces critères de performance sont
satisfaits par un dimensionnement particulier et si ce n’est pas le cas, comment il est nécessaire de
modifier le dimensionnement.
Les aspects couverts par les calculs d’ingénierie incluent une 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 formules algébriques mentionnées dans le présent document 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 satisfaire aux critères de performance, et de le comparer avec
de multiples dimensionnements d’essai. Les calculs numériques détaillés peuvent être effectués jusqu’à
la documentation de dimensionnement finale. Les domaines dans lesquels des formules 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
remplissage par la fumée et l’embrasement généralisé. Cependant, les modèles simples ont parfois des
limites contraignantes et sont moins susceptibles d’inclure les effets de phénomènes multiples qui se
produisent dans le scénario d’incendie de dimensionnement.
Les principes généraux de l’ingénierie de la sécurité incendie sont décrits dans l’ISO 23932-1 qui
fournit une méthodologie axée sur la performance utile aux ingénieurs pour l’évaluation du niveau de
sécurité incendie des environnements bâtis neufs ou existants. La sécurité incendie est évaluée par
une méthode d’ingénierie basée sur la quantification du comportement du feu, prenant en compte la
connaissance des conséquences d’un tel comportement sur la protection des vies humaines, des biens
et de l’environnement. L’ISO 23932-1 décrit le processus (c’est-à-dire les étapes nécessaires) et les
éléments essentiels afin de réaliser un plan de sécurité axé sur la performance et robuste.
L’ISO 23932-1 s’appuie sur un ensemble de documents d’ingénierie de la sécurité incendie et portant sur
les méthodes et les données nécessaires pour toutes les étapes de conception d’un processus d’ingénierie
de sécurité incendie, résumées à la Figure 1 (extraite de l’ISO 23932-1:2018, Article 4). Cet ensemble
de documents est désigné sous l’appellation générale de Système global d’information et d’analyse de
l’ingénierie de la sécurité incendie. Cette approche globale et ce système de normes fournissent une
prise de conscience des interrelations entre les évaluations incendie lorsque l’ensemble de documents
d’ingénierie de la sécurité incendie est utilisé. L’ensemble de documents comprend l’ISO/TS 13447,
l’ISO 16730-1, l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2, l’ISO 16735, l’ISO 16736, l’ISO 16737,
l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-1, l’ISO 24679-1 et l’ISO/TS 29761, ainsi que d’autres rapports techniques
d’appui qui fournissent des recommandations et des exemples d’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, des informations permettant de relier ce document
aux étapes correspondantes du processus de dimensionnement par l’ingénierie de la sécurité incendie
présenté dans l’ISO 23932-1. L’ISO 23932-1 exige que les méthodes d’ingénierie soient choisies
correctement pour prédire les conséquences du feu de scénarios et éléments de scénario spécifiques
v
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ISO 24678-2:2022(F)
(ISO 23932-1:2018, Article 12). Conformément aux exigences de l’ISO 23932-1, le présent document
fournit les exigences qui régissent les formules algébriques du dimensionnement de la sécurité incendie.
L’étape correspondante dans le processus de dimensionnement de la sécurité incendie est indiquée par
la case grise à la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932-1.
a Voir également l’ISO/TR 16576 (Exemples).
b Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2 et l’ISO/TS 29761.
c Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2 et l’ISO/TS 29761.
d Voir également l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, de l’ISO/TR 16730-2 à l’ISO/TR 16730-5 (Exemples),
l’ISO 16735, l’ISO 16736, l’ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-1, l’ISO 24678-2 (le présent docu-
ment), l’ISO 24678-6 et l’ISO 24678-7.
e Voir également l’ISO/TR 16738, l’ISO 16733-1 et l’ISO/TS 16733-2.
vi
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ISO 24678-2:2022(F)
NOTE Documents liés à des parties importantes du processus d’ingénierie de la sécurité incendie :
l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO 24679-1, l’ISO/TS 29761, l’ISO/TR 16732-2 à l’ISO/TR 16732-3 (Exemples),
l’ISO/TR 24679-2 à l’ISO/TR 24679-4 et l’ISO/TR 24679-6 (Exemples).
Figure 1 — Organigramme représentant le processus de conception par ingénierie
de la sécurité incendie (extrait de l’ISO 23932-1:2018)
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NORME INTERNATIONALE ISO 24678-2:2022(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant
les formules algébriques —
Partie 2:
Panaches de feu
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences qui régissent l’application d’un ensemble de formules
algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques des panaches de feu.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 24678-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques — Partie 1:
Exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 13943 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp ;
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
3.1
axisymétrique
dans un état dans lequel le déplacement moyen et les propriétés, comme l’élévation moyenne de
température, sont symétriques par rapport à un axe vertical
3.2
rayon caractéristique du panache
rayon auquel l’élévation de la température du panache moyennée dans le temps au-dessus de la valeur
ambiante correspond à la moitié de la valeur sur l’axe
3.3
fraction convective du débit calorifique
rapport entre le débit calorifique convectif et le débit calorifique total
1
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ISO 24678-2:2022(F)
3.4
débit calorifique convectif
composante du débit calorifique transportée vers le haut par le déplacement du panache de feu
Note 1 à l'article: Au-dessus de la hauteur moyenne des flammes, cette composante est considérée comme ne
variant pas avec la hauteur.
3.5
débit massique entraîné
air environnant entraîné dans le panache de feu
Note 1 à l'article: Le débit massique dans le panache, à un niveau donné, peut être considéré comme égal au débit
massique de l’air entraîné au-dessous de ce niveau dans le panache. La source d’incendie contribue par une masse
[28]
insignifiante à l’écoulement du panache, en général moins de 1 % du total de la hauteur moyenne des flammes .
3.6
diamètre de la source d’incendie
diamètre utile de la source d’incendie, égal au diamètre réel pour une source circulaire ou au diamètre
d’un cercle ayant une surface égale à la surface plane d’une source non circulaire
3.7
débit massique de combustion du combustible
vitesse de production massique des vapeurs de combustible
3.8
hauteur moyenne des flammes
hauteur moyennée dans le temps des flammes au-dessus de la base d’un incendie, définie comme
l’élévation où la probabilité de trouver des flammes est de 50 %
3.9
élévation moyenne de la température
élévation moyennée dans le temps de la température des gaz au-dessus de la valeur de la température
ambiante
3.10
vitesse verticale moyenne des gaz
vitesse moyennée dans le temps de déplacement vertical des gaz sur l’axe du panache
3.11
état quasi stationnaire
état dans lequel il est présumé que les effets complets des changements de débit calorifique à la source
d’incendie sont immédiatement ressentis partout dans le champ de l’écoulement
3.12
facteur de dégagement d’énergie rayonnée
rapport entre la chaleur de combustion dégagée par rayonnement thermique dans un incendie et la
chaleur nette de combustion
3.13
origine virtuelle
source ponctuelle depuis laquelle le panache de feu au-dessus des flammes semble provenir
Note 1 à l'article: L’emplacement de l’origine virtuelle est susceptible de se trouver au-dessus de la source
d’incendie dans le cas d’incendies de nappes liquides inflammables dont le diamètre est inférieur ou égal à
environ 10 m et en dessous de la source d’incendie dans le cas de nappes dont le diamètre est compris entre 10 m
et 20 m.
2
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ISO 24678-2:2022(F)
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques
4.1 Les exigences suivantes, ainsi que les exigences régissant la description des phénomènes
physiques telles que spécifiées dans l’ISO 24678-1, s’appliquent.
4.2 Le panache de feu provenant d’une source d’incendie est un phénomène thermophysique complexe
qui peut être très transitoire ou quasi stable. Il contient des régions proches de la source d’incendie où
il existe généralement une combustion avec flammes (sauf si la source est un feu couvant) et des régions
plus éloignées de la source où il ne se produit pas de combustion, mais seulement un flux turbulent
ascendant dominé par des forces de flottabilité. Des régions du panache de feu (qu’il soit ou non avec
flammes/en combustion, le degré d’influence de la source d’incendie, etc.) pour lesquelles des formules
spécifiques s’appliquent doivent être clairement identifiées.
4.3 Le panache de feu peut être affecté de façon importante par de nombreux paramètres
environnementaux, comme la nature et la disposition des matériaux brûlants qui font fonction de
source d’incendie, le fait qu’il y ait une combustion avec flammes ou qui couve, le degré de réduction
d’air ou d’air vicié, les écoulements d’air ou le mouvement de l’air de compartiment, etc. Pour un incendie
à source d’hydrocarbure liquide brûlant à l’air libre dans des conditions calmes (sans vent), le problème
de la description du panache de feu par des formules algébriques est simplifié, puisque la plupart
de ces paramètres environnementaux ont une influence négligeable. Des types généraux de sources
d’incendies, de conditions aux limites de l’écoulement (notamment la symétrie) et d’autres éléments de
scénarios auxquels l’analyse est applicable doivent être décrits à l’aide de diagrammes.
5 Exigences régissant le processus de calcul
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant le processus de calcul s’appliquent.
6 Exigences régissant les limites
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant les limites s’appliquent.
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant les paramètres d’entrée s’appliquent.
8 Exigences régissant le domaine d’application
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant le domaine d’application s’appliquent.
9 Exemple de documentation
Un exemple d’ensembles de formules algébriques satisfaisant aux exigences des Articles 4 à 8 est
fourni aux annexes. L’Annexe A contient un ensemble de formules algébriques portant sur un panache
de feu provenant d’une source d’incendie circulaire ou quasi circulaire dans un environnement calme.
L’Annexe B contient des informations sur les données d’entrée relatives aux propriétés de la source
d’incendie.
3
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ISO 24678-2:2022(F)
Annexe A
(informative)
Formules applicables aux panaches de feu quasi stationnaireset
axisymétriques provenant d’une source d’incendie circulaireou
quasi circulaire
A.1 Généralités
La présente annexe décrit un ensemble de formules applicables aux panaches de feu axisymétriques.
Des propriétés comme la hauteur de flamme, les débits massiques, la distribution des températures
sont calculées. La source d’incendie peut être de forme circulaire ou quasi circulaire.
A.2 Symboles utilisés à l’Annexe A
2
A surface plane de la source d’incendie (m )
s
b rayon caractéristique du panache où l’élévation moyenne de la température correspond à la
ΔT
moitié de la valeur sur l’axe (m)
c chaleur spécifique de l’air à pression constante (kJ/kg⋅K)
p
D diamètre de la source d’incendie (m)
2
g accélération due à la gravité (m/s )
ΔH chaleur nette de combustion du matériau de la source d’incendie (kJ/kg)
c
L hauteur moyenne des flammes au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
m
débit massique entraîné (kg/s)
ent
m
débit massique entraîné à la hauteur moyenne des flammes (kg/s)
ent,L
m
débit massique de combustion du combustible (kg/s)
f
N paramètre sans dimension, défini en A.4.2
débit calorifique provenant de la source d’incendie (kW)
Q
débit calorifique convectif provenant de la source d’incendie (kW)
Q
c
s rapport massique stœchiométrique air-combustible
T température moyenne sur l’axe du panache (K)
0
T température moyenne sur l’axe du panache à la hauteur moyenne des flammes (K)
0L
T température ambiante (K)
a
u vitesse verticale moyenne des gaz sur l’axe du panache (m/s)
0
z hauteur au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
4
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z hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
v
fraction convective du débit calorifique, 1−χχ/ , généralement comprise entre 0,6 et 0,7
α
Ra
ΔT élévation moyenne de la température au-dessus de la température ambiante sur l’axe du panache
0
(K)
ΔT élévation moyenne de la température sur l’axe du panache à la hauteur moyenne des flammes (K),
0L
généralement 500 K
ΔT élévation de la température du panache à moyenne spatiale, à la hauteur moyenne des flammes
ave
ou au-dessus (K)
3
ρ masse volumique de l’air ambiant (kg/m )
a
χ facteur de rendement de la combustion
a
χ facteur de dégagement d’énergie rayonnée
R
A.3 Description des phénomènes physiques abordés par l’ensemble de formules
A.3.1 Description générale de la méthode de calcul
A.3.1.1 Mode opératoire de calcul
L’estimation des propriétés du panache de feu comprend les étapes suivantes :
— détermination des caractéristiques de la source d’incendie (surface du combustible en combustion,
débit massique de combustion, etc.) ;
— détermination de la hauteur des flammes ;
— calcul de la température et du débit massique sur l’axe à la hauteur moyenne des flammes et
au-dessus.
A.3.1.2 Caractéristiques du panache de feu à calculer
L’ensemble de formules fournit les températures et les vitesses des gaz pour des emplacements situés le
long de l’axe vertical du panache (axe de symétrie). La hauteur moyenne des flammes, le débit massique
entraîné du panache et le rayon caractéristique basé sur l’élévation de la température des gaz et
l’élévation de la température moyenne du panache sont également calculés.
A.3.1.3 Régions de panache de feu auxquelles s’appliquent les formules
Une distinction est faite entre des régions situées au-dessus de la hauteur moyenne des flammes et
des régions situées au-dessous de la hauteur moyenne des flammes dans le panache de feu, avec des
formules qui ne s’appliquent qu’à la région située au-dessus.
A.3.2 Éléments de scénario auxquels l’ensemble de formules est applicable
L’ensemble de formules est applicable aux panaches s’élevant au-dessus de sources d’incendie
quasi stationnaires qui sont approximativement circulaires ou carrées en surface plane dans un
environnement calme (c’est-à-dire qui brûlent sans interférence de mesures de protection actives,
du vent, etc.). La source d’incendie est une surface de combustible en combustion horizontale, face vers
le haut, ou une source en combustion en trois dimensions pour laquelle la hauteur moyenne des flammes
est supérieure à la hauteur de la source. Les sources d’incendie applicables comprennent celles qui sont
à l’extérieur d’espaces clos, à l’intérieur d’espaces clos (lorsque la source d’incendie elle-même et ses
flammes sont éloignées des limites de l’espace clos). Une source d’incendie applicable peut également
5
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consister en un environnement construit en situation de feu pleinement développé lorsque la hauteur
moyenne des flammes due aux flammes en combustion par le haut de l’environnement construit (par
exemple un toit effondré) est supérieure à la hauteur de l’environnement construit. Voir l’Article A.6
pour des limites quantitatives sur ces éléments de scénario.
A.3.3 Cohérence intrinsèque de l’ensemble de formules
[29]
L’ensemble de formules fourni dans la présente annexe a été dérivé et révisé par G. Heskestad
(voir l’Article A.5) afin de s’assurer que les résultats des calculs de différentes formules de l’ensemble
sont cohérents (c’est-à-dire qu’ils ne forment pas de conflits).
A.3.4 Normes internationales et autres documents dans lesquels l’ensemble de
formules est utilisé
[30]
Les Formules (A.4), (A.9) et (A.18) sont utilisées dans la NFPA 204 pour l’évacuation de fumée et de
chaleur.
A.4 Ensemble de formules : documentation du processus de calcul
A.4.1 Description générale de panaches axisymétriques
Les propriétés d’un panache de feu axisymétrique, à l’état quasi stationnaire, représenté à la Figure A.1
sont prises en compte. La hauteur moyenne des flammes, la vitesse sur l’axe et l’élévation de la
température à la hauteur moyenne des flammes et au-dessus sont calculées.
6
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ISO 24678-2:2022(F)
Légende
1 axe 7 hauteur de l’origine virtuelle
2 profil d’écoulement 8 hauteur moyenne des flammes
3 vitesse sur l’axe 9 flamme
4 rayon caractéristique du panache 10 base de la source d’incendie
5 entraînement de l’air 11 surface plane de la source d’incendie
6 hauteur au-dessus de la base de la source d’incendie
Figure A.1 — Représentation des paramètres décrivant l’écoulement du panache
A.4.2 Hauteur moyenne des flammes
La formule sans dimension de la hauteur moyenne des flammes, L/D est donnée par les Formules (A.1) à
[31]
(A.3) et est applicable à une large gamme de conditions atmosphériques et combustibles concernant
des incendies dans un environnement construit.
L
1/5
=−1,02+15,6N (A.1)
D
7
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2
cT
pa Q
N = (A.2)
2 3 5
gHρ Δ /s D
()
ac
Qm= χ ΔH (A.3)
fa c
Dans les conditions atmosphériques normales :
2
— g = 9,81 m/s ;
— c = 1,01 kJ/(kg⋅K) ;
p
3
— ρ = 1,2 kg/m ;
a
— T = 293 K ;
a
[32]
et en utilisant ΔH /s = 3 000 kJ/kg comme moyenne pour de nombreux combustibles courants, la
c
[29]
hauteur moyenne des flammes, L, est donnée par la Formule (A.4) :
25/
LD=−1,02 +0,235Q (A.4)
A.4.3 Hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la source d’incendie
La formule sans dimension de la hauteur de l’origine virtuelle, z /D, est donnée par les Formules (A.5) à
v
[33]
(A.8) et est applicable à une large gamme de conditions atmosphériques et combustibles concernant
des incendies dans un environnement construit :
2/5
z
Q
v
=−1,02+−15,6()XY (A.5)
D D
1/5
cT
pa
X = (A.6)
3
2
gHρ ()Δ s
ac
1/2
−1/2
T
4/5
3/52/5 2/5 0L
Yc=0,158 ραTg (A.7)
()
pa a
3/5
ΔT
0L
TT=+Δ T (A.8)
00LL a
Dans les conditions atmosphériques normales déterminées en A.4.2, et en utilisant :
— α = 0,7
— ΔT = 500 K
0L
— ΔH /s = 3 000 kJ/kg
c
[32]
comme moyenne pour de nombreux combustibles courants, la hauteur de l’origine virtuelle
[33]
au-dessus de la base de la source d’incendie, z , pour Q et D est donnée par la Formule (A.9).
v
La corrélation dimensionnelle est indépendante du type de combustible :
25
z
Q
v
=−1,02+0,083 (A.9)
D D
Dans les conditions atmosphériques normales déterminées en A.4.2, et en utilisant :
— ΔT = 500 K
0L
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— ΔH /s = 3 000 kJ/kg
c
la hauteur de l’origine virtuelle
...
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