ISO 19703:2005

NORME ISO
INTERNATIONALE 19703
Première édition
2005-05-01
Production et analyse des gaz toxiques
dans le feu — Calcul des taux de
production des espèces, des rapports
d'équivalence et de l'efficacité de
combustion dans les feux expérimentaux
Generation and analysis of toxic gases in fire — Calculation of species
yields, equivalence ratios and combustion efficiency in experimental
fires
Numéro de référence
©
ISO 2005
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.

©  ISO 2005
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2006
Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Symboles et termes abrégés . 4
5 Données d'entrée appropriées pour les calculs. 5
5.1 Traitement des données . 5
5.2 Information sur les éprouvettes d'essai. 6
5.3 Conditions de combustion . 6
5.4 Collecte des données. 7
6 Calcul des taux de production des gaz de combustion et de la fumée, du rapport
stœchiométrique en oxygène et de la régénération des principaux éléments . 7
6.1 Calcul des taux de production mesurés à partir des données sur la concentration en gaz
de combustion . 7
6.2 Calcul des taux de production théoriques des gaz. 10
6.3 Calcul de la régénération des éléments dans les principaux produits. 12
6.4 Calcul du rapport stœchiométrique en oxygène. 13
6.5 Calcul des taux de production des fumées . 20
7 Calcul du rapport d'équivalence . 23
7.1 Généralités . 23
7.2 Calcul de φ pour les conditions expérimentales à état stable et à débit continu . 25
7.3 Calcul de φ pour les conditions expérimentales de calorimétrie à débit continu. 26
7.4 Calcul de φ pour les systèmes à chambre fermée. 26
7.5 Calcul de φ dans les essais au feu de compartiment. 26
8 Calcul de l'efficacité de combustion. 27
8.1 Généralités . 27
8.2 Efficacité du dégagement de chaleur . 27
8.3 Efficacité basée sur la consommation d'oxygène. 28
8.4 Méthode basée sur les oxydes de carbone . 30
Bibliographie . 35

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 19703 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 3, Dangers
pour les personnes et l'environnement dus au feu.
La présente version française de l’ISO 19703:2005 correspond à la version anglaise publiée le 2005-05-01 et
corrigée le 2006-09-01.
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés

Introduction
Les comités ISO TC92/SC3 (Dangers pour les personnes et l'environnement dus au feu), ISO TC92/SC4
(Ingénierie de la sécurité incendie) et CEI TC89 (Essais relatifs aux risques du feu) considèrent qu'il convient
de ne pas réglementer les produits commerciaux en se basant uniquement sur le potentiel toxique des
effluents engendrés lorsque ledit produit est soumis à combustion dans un appareillage d'essai au banc
(conditions d'essais conventionnelles). Il est au contraire recommandé d'utiliser les informations caractérisant
le potentiel toxique des effluents dans le cadre d'une évaluation des risques d'incendie ou des dangers de feu
qui intègre les autres facteurs contribuant à déterminer l'ampleur et l'impact des effluents. Les conditions de la
caractérisation (a) de l'appareillage servant à produire les effluents et (b) des effluents eux-mêmes doivent
donc être exploitables dans ce type d'évaluation de la sécurité incendie.
Tel que décrit dans l'ISO/TS 13571, le temps disponible avant incapacité dans une situation d'incendie est
déterminé par l'exposition cumulée d'une personne aux composants des effluents du feu. Les concentrations
en espèces toxiques dépendent à la fois des taux de production initialement engendrés et de la dilution
successive dans l'air. Les taux de production sont généralement déterminés en utilisant un appareillage
d'essai au banc (dans lequel une éprouvette-échantillon de produit commercial est brûlée) ou en soumettant
le produit commercial à un essai au feu en vraie grandeur. Ces taux de production, exprimés sous forme de
masse de composant d'effluents par masse de combustible consommé, sont ensuite reportés dans un modèle
de mécanique des fluides qui estime le transport et la dilution des effluents dans l'ensemble du bâtiment au
fur et à mesure de l'évolution du feu.
Pour que l'analyse technique produise des résultats précis, les taux de production doivent être déterminés à
partir d'un appareillage dont il a été démontré qu'il produisait des taux de production comparables à ceux
obtenus lorsque la totalité du produit est brûlée. En plus de dépendre de la composition chimique, de la
conformation et des propriétés physiques de l'éprouvette d'essai, les taux de production en produits toxiques
sont sensibles aux conditions de combustion dans l'appareillage. Par conséquent, l'une des solutions pour
augmenter la probabilité d'obtenir des taux de production précis à partir d'un appareillage d'essai au banc
consiste à reproduire des conditions de combustion similaires à celles attendues lors de la combustion du
produit dans des conditions réelles. Les principales conditions incluent la présence ou l'absence d'une flamme
lors de la combustion, le degré d'extension de la flamme, le rapport d'équivalence combustible/air et
l'environnement thermique. De même, il convient de déterminer ces paramètres pour un essai au feu en vraie
grandeur.
Les taux de production en gaz toxiques, l'efficacité de combustion et le rapport d'équivalence sont
susceptibles d'être sensibles à la manière dont l'éprouvette d'essai est prélevée dans le produit commercial
global. Des difficultés peuvent apparaître ou des méthodes alternatives peuvent être utilisées pour obtenir une
éprouvette d'essai adaptée. Le présent document ne traite pas de ces difficultés ou méthodes alternatives et
suppose qu'une éprouvette a été choisie pour l'étude et qu'elle caractérise les conditions de combustion et les
taux de production des espèces d'effluents pour cette éprouvette.
Pour les feux expérimentaux pour lesquels des données résolues dans le temps sont disponibles, les
méthodes exposées dans la présente Norme internationale peuvent servir à déterminer des valeurs
instantanées ou moyennes. L'application peut varier en fonction des changements dans la composition
chimique de l'éprouvette d'essai au cours de la combustion. Pour les essais au feu limités à la production de
concentrations en gaz dont la moyenne est établie dans le temps, les valeurs calculées en utilisant les
méthodes de la présente Norme internationale se limitent également à des moyennes. Dans les feux réels,
les conditions de combustion, la composition chimique du combustible et la composition des effluents du feu
issus de nombreux matériaux et produits communs varient en permanence pendant l'évolution du feu. Ainsi,
la précision avec laquelle les taux de production moyens obtenus par ces méthodes correspondent à ceux
d'un feu réel donné dépend fortement de la phase d'incendie, de la vitesse de développement du feu et de la
nature chimique des matériaux et produits exposés.
La présente Norme internationale donne des définitions et des équations permettant de calculer les taux de
production en produits toxiques et les conditions de combustion dans lesquelles ces taux de production ont
été déterminés en termes de rapport d'équivalence et d'efficacité de combustion. Des exemples pratiques de
calculs sur éprouvettes sont également fournis.
NORME INTERNATIONALE ISO 19703:2005(F)

Production et analyse des gaz toxiques dans le feu — Calcul
des taux de production des espèces, des rapports
d'équivalence et de l'efficacité de combustion dans les feux
expérimentaux
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale donne des définitions et des équations permettant de calculer les taux de
production en produits toxiques et les conditions de combustion dans lesquelles ces taux de production ont
été déterminés en termes de rapport d'équivalence et d'efficacité de combustion. Des exemples pratiques de
calculs sur éprouvettes sont également fournis. Les méthodes exposées peuvent être utilisées pour produire
des valeurs instantanées ou moyennes pour ces feux expérimentaux dans lesquels des données en fonction
du temps sont disponibles.
La présente Norme internationale a pour but de fournir des lignes directrices aux chercheurs du domaine de
la lutte contre l'incendie, afin
⎯ d'enregistrer des données appropriées relatives aux feux expérimentaux,
⎯ de calculer les taux de production moyens en gaz et en fumée dans les effluents pendant les essais au
feu et dans des conditions de combustion analogue à celles d'un incendie sur un appareillage à échelle
réduite, et
⎯ de caractériser les conditions de combustion dans les feux expérimentaux en termes de rapport
d'équivalence et d'efficacité de combustion, en utilisant les caractéristiques de consommation d'oxygène
et de génération de produits.
La présente Norme internationale ne fournit aucune ligne directrice sur le mode opératoire d'un appareil
spécifique ou sur l'interprétation des données acquises (interprétation toxicologique des résultats, par
exemple).
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/CEI 13943:2000, Sécurité au feu — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13943:2000 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
masse atomique
〈élément〉 valeur proportionnelle à la masse de l'atome de cet élément par rapport au carbone (isotope C)
auquel est affectée la valeur 12,00 contenant 1 mole d'atomes de carbone
3.2
efficacité de combustion
rapport entre la quantité de chaleur libérée pendant une réaction de combustion et la quantité de chaleur
théorique de la combustion complète
NOTE 1 L'efficacité de combustion peut uniquement être calculée lorsque la combustion complète peut être définie.
NOTE 2 L'efficacité de combustion peut aussi être exprimée en pourcentage.
3.3
formule empirique
formule chimique d'une substance indiquant les nombres relatifs d'atomes de chaque type
NOTE Une valeur entière est généralement choisie pour le nombre associé à un type d'atome donné (C ou O en
général). Il est par exemple admis de représenter un échantillon particulier sous la formule C H O N Cl .
6 8,9 4,1 0,3 0,01
3.4
rapport d'équivalence
φ
rapport effectif de masse combustible et masse d'air divisé par le rapport stœchiométrique de masse
combustible et de masse d'air pour ce combustible
NOTE 1 Pour φ < 1, tel que dans les feux de petite taille ou bien ventilés, le mélange combustible/air est dit pauvre en
combustible; la combustion complète (c'est-à-dire en CO et en H O) prédominera. Pour φ = 1, le mélange est
2 2
stœchiométrique. Pour φ > 1, tel que dans les feux à ventilation contrôlée, le mélange est riche en combustible et des gaz
de pyrolyse et de combustion incomplète se formeront en concentrations relativement élevées.
NOTE 2 L'air sec normal contient 20,95 % d'oxygène en volume. Dans la pratique, la concentration en oxygène de l'air
entraîné peut varier, d'où la nécessité de corriger la valeur de φ calculée pour la ramener à une base d'air sec normal.
Dans la présente Norme internationale, les calculs de rapport d'équivalence utilisent des rapports combustible-oxygène
plutôt que des rapports combustible-air.
NOTE 3 Pour les combustibles gazeux, le rapport d'équivalence peut également être exprimé sur la base du rapport de
volume combustible-air.
3.5
concentration de perte de masse
masse d'une éprouvette d'essai consommée pendant la combustion, exprimée par volume unitaire de la
chambre (système fermé) ou par volume total d'air traversant un système ouvert
NOTE 1 La concentration de perte de masse est généralement exprimée en grammes par mètre cube.
NOTE 2 Pour un système ouvert, cette définition suppose que la masse est dispersée dans l'écoulement d'air de
manière uniforme dans le temps.
3.6
concentration massique de gaz
masse de gaz par volume unitaire
NOTE 1 La concentration massique de gaz peut être déterminée à partir de la fraction volumique mesurée et sa masse
molaire, ou mesurée directement.
NOTE 2 La concentration massique est généralement exprimée en grammes par mètre cube.
3.7
concentration massique en particules
masse des particules aérosols solides et liquides par volume unitaire
NOTE La concentration massique en particules est généralement exprimée en grammes par mètre cube.
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés

3.8
masse molaire
masse de 1 mole
NOTE La masse molaire est normalement exprimée en grammes par mole.
3.9
pouvoir calorifique inférieur
enthalpie, exprimée par masse unitaire de combustible consommé, générée lorsque la combustion est
complète, l'eau produite étant à l'état gazeux
NOTE Le pouvoir calorifique inférieur est généralement exprimé en kilojoules par gramme ou en mégajoules par
kilogramme.
3.10
taux de production théorique
taux de production stœchiométrique
masse maximale d'un produit de combustion généré pendant la combustion, exprimée par masse unitaire de
l'éprouvette d'essai consommée
NOTE Le taux de production théorique est généralement exprimé en grammes par gramme ou en kilogrammes par
kilogramme.
3.11
régénération d'un élément
〈en un produit de combustion spécifié〉 degré de conversion d'un élément dans l'éprouvette d'essai en un gaz
correspondant, correspondant au rapport entre le taux de production réel et le taux de production théorique du
gaz contenant cet élément
3.12
mélange stœchiométrique
mélange constitué de combustible et de comburant dont la composition permet de produire uniquement les
produits de la combustion complète
3.13
demande stœchiométrique en oxygène
rapport stœchiométrique de masse oxygène-combustible
quantité d'oxygène dont a besoin un matériau pour réaliser une combustion complète
NOTE La demande stœchiométrique en oxygène est généralement exprimée en grammes par gramme ou en
kilogrammes par kilogramme.
3.14
incertitude de mesure
paramètre associé au résultat d'une mesure, caractérisant la dispersion des valeurs susceptibles d'être
raisonnablement imputées à la grandeur à mesurer
[20]
NOTE La description et la propagation de l'incertitude dans les mesures sont décrites dans le GUM .
3.15
taux de production
masse d'un produit de combustion généré pendant la combustion, exprimée par masse unitaire de
l'éprouvette d'essai consommée
NOTE Le taux de production est généralement exprimé en grammes par gramme ou en kilogrammes par
kilogramme.
4 Symboles et termes abrégés
Symbole Grandeur Unité typique
A surface d'extinction de la fumée mètre carré
A ou surface d'extinction spécifique de la fumée par masse unitaire de mètre carré par gramme
σf
A matériau brûlé
ou mètre carré par
SEA
kilogramme
D densité optique massique (équivalent log de A ) mètre cube par gramme

MO 10 SEA
ou mètre cube par
kilogramme
F fraction régénérée de l'élément E dans le gaz contenant E sans dimension
R,E
∆H dégagement de chaleur mesuré pendant la combustion kilojoule par gramme
act
∆H pouvoir calorifique inférieur ou enthalpie générée pendant la kilojoule par gramme
c
combustion complète
I / I fraction de lumière transmise à travers la fumée sans dimension
o
L trajet de la lumière à travers la fumée mètre
m masse atomique de l'élément E gramme
A,E
m masse de l'élément E par masse unitaire de matériau sans dimension
E
m masse de l'élément E dans le matériau pourcentage
E,per
m masse du combustible gramme
fuel
m masse totale du gaz étudié gramme
gas
m perte de masse totale du matériau gramme
m,loss
m vitesse de perte de masse du matériau gramme par minute
m,loss
m masse réelle d'oxygène disponible pour la combustion gramme
O2,act
m débit massique réel de l'oxygène disponible pour la combustion gramme par minute
O2,act
m masse stœchiométrique d'oxygène nécessaire pour la combustion gramme
O2,stoich
complète
m masse totale des particules gramme
part
m concentration massique de la fumée gramme par mètre cube
s
M masse molaire du gaz étudié gramme par mole
gas
M masse molaire de l'unité polymère gramme
poly
n nombre d'atomes de l'élément E dans le gaz sans dimension
E
n nombre d'atomes de l'élément E dans l'unité polymère sans dimension
E,poly
P pression ambiante kilopascal
amb
P pression normalisée 101,3 kPa
std
T température du gaz étudié au point de mesure degré Celsius
C
V volume total des effluents du feu mètre cubes
eff

V débit d'air volumique mètre cubes par minute
air
w fraction massique mesurée de l'oxygène consommé sans dimension
O2,cons
w fraction massique dérivée de l'oxygène consommé sans dimension
O2,der
w fraction massique d'oxygène dans le polymère, contribuant à la sans dimension
Oex,poly
formation de produits contenant de l'oxygène
w fraction massique d'oxygène consommé sous la forme des sans dimension
Ogases
principaux produits contenant de l'oxygène (w + w + w )
OCO2 OCO OH2O
w fraction massique de l'oxygène dans le polymère sans dimension
Opoly
4 © ISO 2005 – Tous droits réservés

Y taux de production massique mesuré du gaz étudié sans dimension
gas
Y taux de production massique mesuré des particules de fumée sans dimension
part
α coefficient décimal d'absorption linéaire (ou densité optique) mètre inverse
α coefficient d'extinction de la lumière mètre inverse
k
χ taux d'efficacité de combustion sans dimension
χ taux d'efficacité de combustion calculé à partir du taux d'efficacité
sans dimension
cox
de génération d'oxydes de carbone à partir du carbone du
combustible
χ taux d'efficacité de combustion calculé à partir de l'appauvrissement sans dimension
ox
en oxygène
χ taux d'efficacité de combustion calculé à partir de l'oxygène présent sans dimension
prod
dans les produits de combustion majeurs
φ rapport d'équivalence sans dimension
η taux d'efficacité de génération des oxydes de carbone sans dimension
ϕ concentration volumique du gaz étudié volume par volume ou
gas
pourcentage (ou parties
par million, ppm, à éviter)
ϕ fraction volumique de l'oxygène dans l'alimentation en air sans dimension
O2
(0,209 5 pour l'air sec)
ρ concentration massique du gaz étudié gramme par mètre cube
gas
ρ concentration de perte de masse du matériau gramme par mètre cube
m,loss
ρ concentration massique des particules de fumée gramme par mètre cube
part
σ coefficient d'extinction spécifique massique mètre carré par gramme
m,α
ou mètre carré par
kilogramme
Ψ taux de production massique théorique du gaz étudié sans dimension
gas
Ψ rapport stœchiométrique de masse oxygène-combustible sans dimension
O
(demande stœchiométrique en oxygène)
5 Données d'entrée appropriées pour les calculs
5.1 Traitement des données
5.1.1 Incertitude
Pour calculer les paramètres de combustion décrits dans le présent document, il est essentiel de tenir compte
[1]
de l'incertitude ou de l'erreur associée à chaque composant et de les combiner de manière correcte .
L'incertitude dérive de l'exactitude (c'est-à-dire l'étroitesse de l'accord entre la valeur mesurée et la valeur
réelle) et de la fidélité (l'étroitesse de l'accord entre les différentes valeurs). Des incertitudes apparaîtront sur
les paramètres mesurés physiquement (perte de masse, concentrations en gaz, etc.).
En supposant que toutes les erreurs sont indépendantes, l'erreur totale, δq, est obtenue en ajoutant les carrés
des erreurs conformément à l'Équation (1) générale:
δδqq
⎛⎞ ⎛ ⎞
δqa=δ+ .+ δz (1)
⎜⎟ ⎜ ⎟
δδaz
⎝⎠ ⎝ ⎠
En d'autres termes, évaluer l'erreur due à chacune des mesures individuelles et les combiner ensuite en
calculant la racine de la somme des carrés.
Dans les équations établies de manière empirique, il convient de traiter les incertitudes dans les valeurs
«constantes» comme des incertitudes de mesure. Si une constante est réellement constante, c'est-à-dire que
son incertitude est négligeable, elle peut alors être négligée.
5.1.2 Chiffres significatifs et arrondi
Lors de l'enregistrement des données et de la production de rapports, il est également important de traiter
correctement les chiffres significatifs. L'approche générale consiste à conserver un chiffre au-delà du dernier
chiffre certain. Pour l'arrondi, la règle typique est d'arrondir par excès lorsque le chiffre à arrondir est supérieur
ou égal à 5, et d'arrondir par défaut lorsqu'il est inférieur à 5.
5.2 Information sur les éprouvettes d'essai
5.2.1 Composition
Dans la mesure du possible, il convient de donner des informations sur la fraction combustible, les
composants combustibles organiques et inorganiques, les composants inertes, la composition élémentaire, la
formule empirique et le poids moléculaire ou formulaire.
Dans un feu expérimental réalisé sur une échelle quelconque, le combustible est souvent un seul matériau
homogène, contenant éventuellement des additifs dispersés. Dans ce cas, il convient de préciser la formule
moléculaire du matériau. En revanche, les produits commerciaux sont généralement des combinaisons non
homogènes de matériaux dont chaque composant contient un ou plusieurs polymères et éventuellement
plusieurs additifs. Pour les matériaux complexes représentatifs de produits commerciaux, les taux de
production, les chaleurs de combustion effectives, etc., varieront en fonction du temps, au fur et à mesure où
les différents composants seront impliqués dans la combustion. Pour certains des calculs suivants (globaux),
une méthode simplifiée consiste à utiliser une formule empirique pour le composite.
5.2.2 Pouvoir calorifique inférieur
Le pouvoir calorifique inférieur des composants combustibles peut être nécessaire pour certains calculs
(efficacité de combustion, par exemple).
5.3 Conditions de combustion
5.3.1 Appareillage
Indiquer le nom de l'appareil et décrire brièvement son mode opératoire (par exemple état d'écoulement
stable, calorimètre, système à chambre fermée, etc.). Préciser la norme appropriée ou toute autre référence
liée au mode opératoire.
5.3.2 Mode opératoire de réglage
Les conditions de combustion dépendent généralement de l'appareil et sont influencées en grande partie par
le mode opératoire de réglage de l'appareil particulier. Il est nécessaire de fournir les informations suivantes:
a) les détails de l'éprouvette d'essai, sa masse, ses dimensions et l'orientation du combustible;
b) l'environnement thermique en termes de température (exprimée en degrés Celsius) et/ou de
rayonnement calorifique (exprimé en kilowatts par mètre carré), auquel l'éprouvette d'essai est soumise;
NOTE Les champs de température et de rayonnement d'un essai ne sont généralement pas uniformes et sont
donc rarement bien documentés. Il est nécessaire de fournir suffisamment d'informations sur les conditions de
température et de rayonnement afin qu'une autre personne puisse reproduire les résultats en utilisant le même
appareil, comparer les résultats avec ceux obtenus pour la même éprouvette soumise à essai dans un autre appareil,
etc.
6 © ISO 2005 – Tous droits réservés

c) la concentration en oxygène dans l'alimentation en air (pourcentage en volume ou fraction volumique);
d) le volume de la chambre ou le débit d'air; pour un système fermé, indiquer le volume d'air (exprimé en
litres ou en mètres cubes) et pour un système ouvert, préciser le débit d'air (exprimé en litres par minute
ou en mètres cubes par minute) et les paramètres dynamiques de l'écoulement; dans les deux cas,
donner des informations sur les conditions de mélange atmosphérique et sur le degré d'homogénéité des
effluents du feu.
5.4 Collecte des données
5.4.1 Acquisition des données
Il est possible d'acquérir des données en fonction du temps ou intégrées dans le temps. La méthode
d'acquisition des données sera précisée dans le mode opératoire d'essai.
5.4.2 Données mesurées et observations
La plupart des paramètres suivants seront nécessaires pour calculer les taux de production, les rapports
d'équivalence et les efficacités de combustion dans les feux expérimentaux. Les unités appliquées aux
données seront généralement dictées par le mode opératoire associé à un appareil particulier. Plusieurs
unités typiques sont suggérées:
a) la perte de masse de l'éprouvette d'essai, déduite en mesurant la masse de l'éprouvette avant et après
l'essai pour obtenir la perte de masse totale (exprimée en milligrammes, en grammes ou en kilogrammes)
ou la fraction de perte de masse (exprimée en pourcentage en masse, en grammes par gramme ou en
kilogrammes par kilogramme), ou en mesurant la masse de l'éprouvette tout au long d'un essai pour
déterminer la vitesse de perte de masse (exprimée en milligrammes par seconde, en grammes par
minute ou en kilogrammes par minute);
b) les concentrations en gaz et en vapeur et l'appauvrissement en oxygène [exprimées en pourcentage en
volume, en fraction volumique, en microlitres par litre, en milligrammes par litre ou en milligrammes par
mètre cube (les parties par million sont à éviter)];
c) la concentration en particules de fumée (exprimée en milligrammes par litre ou en milligrammes par
mètre cube) et l'obscurcissement par la fumée (exprimé en densité optique par mètre ou en mètres
carrés par kilogramme);
d) le dégagement de chaleur (exprimé en kilojoules par gramme), servant à calculer l'efficacité de
combustion et formant une partie du mode opératoire de certains appareils;
e) le mode de combustion, le délai d'allumage (exprimé en minutes ou en secondes) et l'inflammation ou
non de l'éprouvette tout au long de l'essai.
6 Calcul des taux de production des gaz de combustion et de la fumée, du rapport
stœchiométrique en oxygène et de la régénération des principaux éléments
6.1 Calcul des taux de production mesurés à partir des données sur la concentration en
gaz de combustion
Dans les feux expérimentaux, le taux de production massique d'un gaz, Y , peut être calculé à partir de la
gas
concentration massique mesurée du gaz présentant un intérêt et de la concentration de perte de masse du
matériau, ou à partir de la masse totale de gaz produite et de la perte de masse totale du matériau,
conformément à l'Équation (2); voir les Notes 1, 2 et 3:
ρ
gas
Y = (2)
gas
ρ
m,loss
où
ρ est la concentration massique du gaz, exprimée en grammes par mètre cube;
gas
ρ est la concentration de perte de masse du matériau, exprimée en grammes par mètre cube.
m,loss
Une variante de l'Équation (2) est donnée par l'Équation (3):
m
gas
Y = (3)
gas
m
m,loss
où
m est la masse totale du gaz, exprimée en grammes;
gas
m est la perte de masse totale du matériau, exprimée en grammes.
m,loss
NOTE 1 Ces calculs peuvent être dérivés de données instantanées ou de données qui supposent que (a) les gaz sont
uniformément dispersés dans un certain volume et que (b) ce volume est celui dans lequel la masse d'éprouvette perdue
est (uniformément) dispersée. Si la dispersion n'est pas uniforme, les équations continueront à être valides si la masse
perdue et le gaz en question sont dispersés en quantités équivalentes. Si un gaz de combustion est sujet à des pertes
superficielles à l'intérieur de l'appareil, le taux de production apparent dépendra de l'endroit où est mesurée la
concentration.
NOTE 2 Dans les dispositifs à débit continu, tous les effluents sont généralement bien mélangés à une certaine
distance en aval. Pour les systèmes de combustion à chambre fermée, il est possible que ce mélange ne soit pas effectué,
en particulier si les différences de poids moléculaire et les gradients thermiques sont importants. Si la combustion
implique plusieurs combustibles, seul un taux de production combiné moyen peut être calculé.
NOTE 3 Lors de ces calculs, il est important de suivre l'incertitude. Des incertitudes apparaîtront pour ce qui concerne
la masse d'éprouvette perdue, les fluctuations de la concentration mesurée, etc. Le taux de production calculé doit tenir
compte de ces incertitudes et les combiner afin d'établir une base solide pour comparer les taux de production dans
différentes conditions de combustion, pour comparer les taux de production de différents matériaux, etc.
Bien que les concentrations en gaz spécifique soient le plus souvent mesurées en unités de volume, la perte
de masse d'un solide sera presque toujours exprimée en unités de masse car le poids moléculaire des
effluents est difficile à déterminer. Les Équations (4) et (5) ci-dessous permettent de convertir les
concentrations d'un gaz exprimées en fraction volumique en concentration massique:
M
P
273,16
gas
amb −3
ρϕ=× × × ×10 (4)
gas gas
22,414 273,16+ T 101,3
()
C
où
ϕ est la concentration du gaz, exprimée en microlitres par litre;
gas
M est la masse molaire du gaz, exprimée en grammes par mole;
gas
T est la température du gaz au point de mesure, exprimée en degrés Celsius;
C
P est la pression ambiante, exprimée en kilopascals;
amb
273,16 est la température normalisée, exprimée en kelvins;
101,3 est la pression normalisée, exprimée en kilopascals;
22,414 est le volume occupé par la masse molaire du gaz aux température et pression normalisées,
exprimé en mètres cubes.
8 © ISO 2005 – Tous droits réservés

Par conséquent, pour les effluents du feu à 20 °C et sous une pression normalisée, l'Équation (4) se simplifie
et devient l'Équation (5):
M
gas
−3
ρϕ=× ×10 (5)
gas gas
24,055
EXEMPLE Pour une atmosphère de combustion bien ventilée, où la concentration de perte de masse du matériau
–3
est égale à 25 g m et la concentration en monoxyde de carbone (CO) est de 0,125 0 en volume % à 20 °C, les calculs
sont donnés par les Équations (6) et (7):
28,01
ρ=××0,125 0 10= 1,456 (6)
CO
24,055
Y = 1,456/25 = 0,058 2 (7)
CO
où
ρ est la concentration massique en CO, exprimée en grammes par mètre cube;
CO
Y est le taux de production massique du monoxyde de carbone, exprimé en grammes de CO par gramme
CO
de matériau;
28,01 est la masse molaire du CO, exprimée en grammes.
Les Tableaux 1 et 2 indiquent les masses atomiques, les masses molaires et les facteurs de conversion des
concentrations des principaux gaz de combustion.
[2]
Tableau 1 — Masse atomique des principaux éléments des gaz de combustion
a
Élément Symbole Masse atomique
Carbone C 12,011
Hydrogène H 1,007 9
Oxygène O 15,999
Azote N 14,007
Chlore Cl 35,453
Brome Br 79,904
Fluor F 18,998
Soufre S 32,065
Phosphore P 30,973
Antimoine Sb 121,76
a
Valeurs arrondies à 5 chiffres significatifs.
Tableau 2 — Masses molaires des gaz de combustion courants et facteurs de conversion
des concentrations volumiques/massiques
Gaz ou vapeur Formule Masse Facteurs de conversion des concentrations en gaz
a
molaire (à 20 °C et 101,3 kPa)
–1
b 3 3 4 b
g⋅mol
(µl/l) en g/m g/m en (% en volume × 10 )

c –3 3
Dioxyde de carbone CO 44,01 1,830 × 10 0,546 × 10
–3 3
Monoxyde de carbone CO 28,01 1,164 × 10 0,859 × 10

–3 3
Cyanure d'hydrogène HCN 27,02 1,124 × 10 0,890 × 10

–3 3
Dioxyde d'azote NO 46,01 1,913 × 10 0,523 × 10
–3 3
Monoxyde de diazote NO 44,01 1,831 × 10 0,546 × 10
–3 3
Monoxyde d'azote NO 30,01 1,248 × 10 0,801 × 10

–3 3
Ammoniac NH 17,03 0,708 × 10 1,413 × 10

–3 3
Chlorure d'hydrogène HCl 36,46 1,516 × 10 0,660 × 10

–3 3
Bromure d'hydrogène HBr 80,91 3,364 × 10 0,297 × 10

–3 3
Fluorure d'hydrogène HF 20,01 0,832 × 10 1,202 × 10

–3 3
Sulfure d'hydrogène HS 34,08 1,417 × 10 0,706 × 10
–3 3
Dioxyde de soufre SO 64,06 2,663 × 10 0,376 × 10
–3 3
Eau HO 18,01 0,749 × 10 1,335 × 10
–3 3
Acide phosphorique H PO 97,99 4,074 × 10 0,245 × 10
3 4
–3 3
Acroléine C HO 56,06 2,331 × 10 0,429 × 10
3 4
–3 3
Formaldéhyde CHO 30,03 1,248 × 10 0,801 × 10
–3 3
Oxygène O 32,00 1,331 × 10 0,751 × 10

Appauvrissement en oxygène O 32,00 Voir note d.

a
Les valeurs de masse molaire sont arrondies à 2 décimales.
b
Facteurs de conversion:
ppm = % en volume × 10
ppm = fraction volumique × 10
c
Le rapport de volume CO2/CO est égal au rapport de masse CO /CO divisé par 1,571.
d –3
(fraction volumique initiale – fraction volumique mesurée) × 1 331 = g⋅m .
La fraction volumique dans l'air totalement sec est égale à 0,209 5 et convient pour les alimentations en air sec. La teneur en
oxygène de l'air ambiant est généralement inférieure en raison de la présence de vapeur d'eau (à température ambiante et 100 %
d'humidité relative, l'eau est présente à une fraction volumique égale à 0,03 environ).
NOTE Exemple de calcul:
–3
⋅
0,100 0 % en volume CO = 0,100 0 × 1,164 10 = 1,164 g m .
6.2 Calcul des taux de production théoriques des gaz
6.2.1 Généralités
Les taux de production théoriques des gaz et des vapeurs permettent de déterminer les taux de production
théoriques maximaux des produits de combustion. Ils sont basés sur la composition du matériau et dépendent
entièrement de ce dernier. Deux principales options de calcul sont décrites en 6.2.2 et en 6.2.3.
6.2.2 Calcul à partir de la composition élémentaire
Pour autant que la composition élémentaire du matériau de base soit connue (par analyse élémentaire, par
exemple), le taux de production (théorique) maximal du gaz de combustion, Ψ , correspondant à chaque
gas
élément spécifié, E, est calculé en utilisant les Équations (8) et (9):
M
gas
Ψ =×m (8)
gas E
nm×
EA,E
10 © ISO 2005 – Tous droits réservés

où
m est la masse de l'élément E par unité de masse de matériau, exprimée en grammes par
E
gramme;
n est le nombre d'atomes de l'élément E dans le gaz;
E
m est la masse atomique de l'élément E, exprimée en grammes.
A,E
Ou bien
−2
M ×10
gas
Ψ=×m (9)
gas E,per
nm×
EA,E
où m est la masse de l'élément E dans le matériau, exprimée en pourcentage.
E,per
EXEMPLE Le taux de production théorique du monoxyde de carbone (CO) ψ à partir de la cellulose est calculé à
co
l'aide de l'Équation (10):
−2
28,01×10
Ψ =×44,5 = 1,038 (10)
CO
1×12,011
où
Ψ est exprimé en grammes de CO par gramme de matériau;
CO
44,5 est la masse de carbone dans la cellulose, exprimée en pourcentage;
28,01 est la masse molaire de CO, exprimée en grammes par mole;
12,011 est la masse atomique du carbone, exprimée en grammes.
Le Tableau 3 indique les facteurs permettant de calculer les taux de production théoriques des gaz à partir de
la composition élémentaire.
6.2.3 Calcul à partir de la formule empirique
Si la formule empirique du matériau est connue, il est possible de calculer le taux de production théorique,
Ψ , à partir de l'Équation (11):
gas
nM
E,poly gas
Ψ=× (11)
gas
nM
Epoly
où
n est le nombre d'atomes de l'élément E dans l'unité polymère;
E,poly
M est la masse molaire de l'unité polymère, exprimée en grammes.
poly
EXEMPLE Le taux de production théorique, Ψ , du dioxyde de carbone (CO ) à partir du polypropylène ayant
CO2 2
pour formule empirique (C H ) est calculé à l'aide de l'Équation (12):
3 6
144,01
Ψ =× = 3,142 (12)
CO2
342,03
où
Ψ est exprimé en grammes de CO par gramme de polymère;

CO2 2
1 est le nombre d'atomes de carbone dans le CO ;
3 est le nombre d'atomes de carbone dans l'unité polymère;
44,01 est la masse molaire du CO , exprimée en grammes par mole;
42,03 est la masse molaire de l'unité polymère, exprimée en grammes.
NOTE Le taux de production théorique d'un gaz contenant plusieurs éléments provenant de la molécule combustible
sera déterminé par l'élément le moins prévalent (autre que l'oxygène). Ainsi, le taux de production théorique du HCN sera
le plus souvent déterminé par la teneur en azote du combustible. Cependant, pour un gaz de produit tel que le
formaldéhyde, la fraction de carbone ou d'hydrogène pourrait faire office de critère de calcul, selon la composition du
combustible.
Tableau 3 — Facteurs permettant de calculer les taux de production théoriques des gaz
à partir de la composition élémentaire du matériau
Gaz ou vapeur
Taux de production théorique du gaz ou de la vapeur
Ψ
gas
fraction massique du matériau de base
a
Formule Masse molaire Élément E dans le matériau de base Facteur
–1
g⋅mol %
–2
CO 44,01 Carbone 3,664 × 10
–2
CO 28,01 Carbone 2,332 × 10
–2
HO 18,02 Hydrogène 8,939 × 10
–2
HCN 27,02 Azote 1,929 × 10
–2
NO 46,01 Azote 3,284 × 10
–2
NO 44,01 Azote 1,571 × 10
–2
NO 30,01 Azote 2,142 × 10
–2
NH 17,03 Azote 1,216 × 10
–2
HCl 36,46 Chlore 1,028 × 10
–2
HBr 80,92 Brome 1,013 × 10
–2
HF 20,01 Fluor 1,053 × 10
–2
HS 34,08 Soufre 1,063 × 10
–2
H PO 97,98 Phosphore 3,163 × 10
3 4
–2
SO 64,06 Soufre 1,998 × 10
–2
Acroléine (C HO) 56,06 Carbone 1,556 × 10
3 4
–2
Formaldéhyde (CHO) 30,03 Carbone 2,500 × 10
a
Facteur déduit de l'Équation (9) et arrondi à 4 chiffres significatifs.
6.3 Calcul de la régénération des éléments dans les principaux produits
La régénération d'un élément dans un produit de combustion principal (c'est-à-dire le degré de conversion
d'un élément en gaz correspondant dans l'éprouvette d'essai ou le taux d'efficacité de l'élément) peut être
calculée à partir du taux de production mesuré du gaz étudié, Y , par rapport à son taux de production
gas
théorique, Ψ . Pour un matériau contenant l'élément E, cela correspond à l'Équation (13):
gas
R = Y / Ψ (13)
E gas gas
où
Y est déduit des Équations (2) à (7);
gas
Ψ est déduit des Équations (8) à (12);
gas
R est la fraction régénérée de l'élément E dans le gaz co
...

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 19703
Первое издание
2005-05-01
Скорректированная версия
2006-09-01
Образование и анализ токсичных
газов при пожаре. Расчет выхода газа,
коэффициента эквивалентности и
полноты сгорания при
экспериментальных пожарах
Generation and analysis of toxic gases in fire — Calculation of species
yields, equivalence ratios and combustion efficiency in experimental
fires
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R

(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
©
ISO 2005
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или вывести на экран, но его нельзя изменить, пока не будет получена
лицензия на загрузку интегрированных шрифтов в компьютер, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий
фирмы Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe − торговый знак фирмы Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF были оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все
меры предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами-членами
ISO. В редких случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просьба проинформировать Центральный
секретариат по адресу, приведенному ниже.

ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ

©  ISO 2005
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO по адресу, указанному ниже, или членов ISO в стране регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
Содержание Страница
Предисловие .iv
Введение .vi
1 Область применения .1
2 Нормативные ссылки .1
3 Термины и определения .1
4 Обозначения и сокращенные термины.4
5 Соответствующие входные данные, необходимые для вычислений .6
5.1 Обработка данных.6
5.2 Информация по испытательному образцу .6
5.3 Условия пожара .7
5.4 Сбор информации .7
6 Расчет выхода газов и дыма при пожаре, потребности в стехиометрическом
кислороде и улавливания основных химических элементов .8
6.1 Вычисление измеряемых выходов газов с использованием данных по
концентрации газов при пожаре.8
6.2 Вычисление условных выходов газов.11
6.3 Расчет удавливания химических элементов, содержащихся в основных продуктах .14
6.4 Вычисление потребности в стехиометрическом кислороде .14
6.5 Вычисление выхода дыма .22
7 Вычисление коэффициента эквивалентности.25
7.1 Общие положения .25
7.2 Вывод величины φ для проточных стационарных экспериментальных систем .26
7.3 Вывод величины φ для проточных калориметрических экспериментальных систем.28
7.4 Вывод величины φ для систем в виде закрытой камеры.28
7.5 Вывод величины φ в испытаниях на пожар, проводимых в помещении .28
8 Вычисление полноты сгорания.29
8.1 Общие положения .29
8.2 Полнота выделения теплоты.29
8.3 Полнота потребления кислорода.30
8.4 Метод, основанный на образовании оксидов углерода.32
Библиография.37

Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные государственные и негосударственные организации, имеющие связи с ISO,
также принимают участие в работах. Что касается стандартизации в области электротехники, то ISO
работает в тесном сотрудничестве с Международной электротехнической комиссией (IEC).
Проекты международных стандартов разрабатываются в соответствии с правилами, установленными в
Директивах ISO/IEC, Часть 2.
Основная задача технических комитетов заключается в подготовке международных стандартов.
Проекты международных стандартов, принятые техническими комитетами, рассылаются комитетам-
членам на голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения
не менее 75 % комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы настоящего документа могут быть объектом
патентного права. ISO не может нести ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех
патентных прав.
ISO 19703 подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 92, Пожаробезопасность, Подкомитетом SC 3,
Угроза пожара для людей и окружающей среды.
Настоящая скорректированная версия ISO 19703:2005 включает следующие поправки:
a) Раздел 2:
 ISO/TR 9122-1:1989 был удален и заменен на ISO/TS 19706.
1)
 ISO/TR 19701:— был преобразован в ISO/TR 19701:2005, а соответствующая сноска была
удалена.
 Эти две ссылки плюс ISO 5725-1:1994, ISO 5725-2:1994, ISO/TR 9122-4:1993, ISO/TS 13571 и
Международный словарь основных и общих терминов в метрологии были перемещены в
Библиографию как ссылки [21] − [27].
b) 3.6: Определение массовой концентрации газа было изменено.
c) Раздел 4:
 В нижних индексах некоторых обозначений точка с запятой (;) была заменена запятой,
например, m , и некоторые величины были изменены.
m,loss
 Обозначение σ было заменено на обозначение σ .
α mα
d) 5.3: Второй подраздел, нумерованный как 5.3.1, был перенумерован в 5.3.2.
e) Таблица 4:
 В строке 1, колонка 2, обозначение m было заменено обозначением m .
A,E A,X
iv © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
 Сноска была скорректирована следующим образом: “m – атомная масса элемента Х,
A,X
выражаемая в граммах.”
f) 7.1, Формула (45): Единицы измерения коэффициента 1331 были изменены следующим образом:
“., выражаемый в кубических метрах,”
g) 8.3.2 (дважды): Обозначение χ было заменено обозначением χ .
ox,dep ox
h) 8.3.3.1(дважды) и 8.3.3.3, Формула (58): Обозначение χ было заменено обозначением χ .
ox,prod prod
i) Формула (57): Ссылка, связанная с определением χ , была заменена ссылкой “(см. 8.4)”.
cox
j) Таблица 10:
 Обозначения в подзаголовках 1 и 2 были заменены обозначениями ω и ω ,
O,2,cons O,2,der
соответственно.
 Обозначение, связанное с подзаголовком “Полнота сгорания” (четвертая строка, вторая
колонка в подразделе "Метод вычисления потребления кислорода"), было заменено
обозначением χ .
ox
 В сноске a обозначение m было заменено обозначением m .
A,E A,X
 Указатель сноски был добавлен в четвертую колонку первой и третьей строк подраздела
"Метод вычисления содержания кислорода в продуктах”, например, (в микролитрах в расчете
b
на литр) .
k) Таблица 11:
 Обозначение в подзаголовке 1 было заменено обозначением ω .
O,2,cons
 Обозначение, связанное с подзаголовком “Полнота сгорания ” (четырнадцатая строка, вторая
колонка подраздела "Метод вычисления потребления кислорода") было заменено
обозначением χ .
ox
l) Библиография: ISO 5660 был пересмотрен и преобразован в ISO 5660-1 с новым названием:
Проверка реакции на огонь. Скорость выделение тепла, образования дыма и потери массы.
Часть 1. Скорость выделения тепла (метод конического калориметра).
m) Другие небольшие редакционные изменения касаются расположения, пунктуации и т. д.

Введение
Точка зрения комитетов ISO TC92/SC3 (Угроза пожара для людей и окружающей среды),
ISO TC92/SC4 (Техника безопасности при пожарах) и IEC TC89 (Исследование опасности
возникновения пожара) состоит в том, что коммерческие продукты не должны регламентироваться
исключительно на основе токсичной активности выделений, образующихся при сгорании продуктов в
лабораторной испытательной аппаратуре (физическая модель пожара). Точнее, информация,
характеризующая токсичную активность выделений, должна использоваться для оценки риска или
опасности возникновения пожара с учетом других факторов, дающих вклад при определении
величины и воздействия выделений. Поэтому характеристики (a) аппаратуры, используемой для
образования выделений, и (b) самих выделений должны быть представлены в виде, пригодном для
такой оценки пожаробезопасности.
Как описано в ISO/TS 13571, время, необходимое для улетучивания компонентов, выделяемых при
пожаре, определяется совокупным воздействием на них человека. Концентрации токсичных веществ
зависят как от их первоначального выхода, так и от их последующего разбавления в воздухе. Они
обычно определяются путем использования лабораторной аппаратуры (в которой образец
коммерческого продукта сжигается) или путем проведения соответствующего испытания на пожар
небольшого масштаба. Указанные выходы, выражаемые как масса выделяемого компонента в расчете
на массу потребляемого топлива, затем вводятся в механическую модель газов для оценки переноса и
разбавления выделений в пределах здания по мере распространения пожара.
Для проведения технического анализа с целью получения точных результатов данные по выходу
токсичных газов должны поступать из аппаратуры, которая создает выход газов, сравнимый с выходом
газов при полном сгорании продукта. Кроме того, в зависимости от химического состава, структуры и
физических свойств испытательного образца выходы токсичных газов определяются также условиями
сгорания испытательного образца в аппаратуре. Таким образом, одно из условий увеличения
правдоподобия, что выходы токсичных газов из лабораторной аппаратуры будут адекватными, состоит
в том, что условия сгорания испытательного образца должны быть аналогичны условиям, ожидаемым
при реальном сгорании продукта. К важным параметрам относятся воспламеняемость или
невоспламеняемость топлива, степень распространения пламени, коэффициент эквивалентности
топлива/газа и тепловые внешние условия. Аналогично этому перечисленные параметры должны быть
известны при проведении испытания на пожар в реальном масштабе.
Выходы токсичных газов, полнота сгорания и коэффициент эквивалентности вероятно чувствительны к
способу, которым испытательный образец отбирается из всего коммерческого продукта. При отборе
надлежащего испытательного образца могут возникнуть трудности или использоваться
альтернативные способы отбора. В настоящем документе этот вопрос не рассматривается и
предполагается, что испытательный образец был взят для исследования и определения характеристик
условий горения, а также выходов выделяемых веществ из этого образца.
В случае экспериментальных пожаров, для которых имеются данные с временным разрешением,
методы настоящего международного стандарта могут быть использованы для получения либо
мгновенных, либо средних значений. На применение этих методов может оказывать влияние химия
испытательного образца во время его сгорания. В случае испытаний на пожар, ограничивающихся
получением средних значений концентраций газов, рассчитанные значения, получаемые методами
настоящего международного стандарта, также являются средними значениями. В реальных пожарах
условия горения, химия топлива и состав выделений при пожаре из многих материалов и продуктов в
течение пожара непрерывно изменяются. Следовательно, для решения вопроса, насколько точно
средние значения выхода выделяемых газов, полученные с использованием этих методов,
соответствуют средним значениям выхода выделяемых газов в условиях реального пожара,
необходимо подробно исследовать фазу пожара, скорость его распространения и химическую природу
материалов и веществ, подвергаемых воздействию огня.
Настоящий международный стандарт включает определения и формулы, используемые для
вычисления выходов токсичных продуктов, а также условия пожара, при которых они были получены
исходя из коэффициента эквивалентности и полноты сгорания. Для практических целей также
представлены расчеты образцов.
vi © ISO 2005 – Все права сохраняются

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 19703:2005(R)

Образование и анализ токсичных газов при пожаре. Расчет
выхода газа, коэффициента эквивалентности и полноты
сгорания при экспериментальных пожарах
1 Область применения
Настоящий международный стандарт включает определения и формулы, используемые для
вычисления выходов токсичных продуктов, а также условия пожара, при которых они были получены
исходя из коэффициента эквивалентности и полноты сгорания. Для практических целей также
приводятся расчеты образцов. Методы могут быть использованы для получения мгновенных или
средних значений для экспериментальных пожаров, по которым имеются данные с временным
разрешением.
Настоящий международный стандарт является руководством для исследователей пожаров по
 записи соответствующих данных по экспериментальным пожарам,
 вычислению средних выходов газов и дыма в выделениях при пожаре при проведении испытаний
на пожар, а также при сгорании типа пожара в аппаратуре уменьшенных размеров,
 определению характеристик горения в экспериментальных пожарах исходя из коэффициента
эквивалентности и полноты сгорания, с использованием потребления кислорода и данных по
образованию продуктов горения.
Настоящий международный стандарт не является руководством по технологическому процессу,
происходящему в любой отдельной части аппаратуры, или по интерпретации полученных там данных
(например, по токсикологической значимости результатов).
2 Нормативные ссылки
Следующие ссылочные документы являются обязательными при применении данного документа. Для
жестких ссылок применяется только цитированное издание документа. Для плавающих ссылок
необходимо использовать самое последнее издание нормативного ссылочного документа (включая
любые изменения).
ISO/IEC 13943:2000, Пожарная безопасность. Словарь
3 Термины и определения
Для целей настоящего документа используются термины и определения, установленные в
ISO 13943:2000, а также следующие термины и документы.
3.1
атомная масса
atomic mass
〈химического элемента〉 величина, пропорциональная массе его атомов относительно атомной массы
углерода (изотоп C), которой присваивается значение, равное 12,00, содержащего 1 моль атомов
углерода
3.2
полнота сгорания
combustion efficiency
отношение теплоты, выделяемой в реакции горения, к теоретическому значению теплоты, выделяемой
при полном сгорании
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Полнота сгорания может быть вычислена только в случаях, когда полное сгорание может быть
определено.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Полнота сгорания также может выражаться в процентах.
3.3
эмпирическая формула
empirical formula
химическая формула вещества, в которой представлены относительные количества атомов каждого
типа
ПРИМЕЧАНИЕ Как правило, количество атомов одного типа как целое число (обычно это количество атомов C
или O), например, отдельный образец может быть описан формулой C H O N Cl .
6 8,9 4,1 0,3 0,01
3.4
коэффициент эквивалентности
equivalence ratio
φ
фактическое отношение массы топлива к массе воздуха, деленное на стехиометрическое отношение
массы топлива к массе воздуха для этого топлива
ПРИМЕЧАНИЕ 1 При φ < 1, как в случае небольших или хорошо вентилируемых пожаров, говорят, что смесь
топлива/воздуха является обедненным топливом и в этом случае доминирующим будет полное сгорание (т. е.
превращение в CO и H O). При φ = 1 смесь является стехиометрической. При φ > 1, как в случае пожаров с
2 2
контролируемой вентиляцией, смесь является обогащенным топливом и характеризуется относительно высокими
концентрациями при пиролизе, в результате чего будут выделяться газообразные продукты неполного сгорания.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Стандартный сухой воздух содержит 20,95 % кислорода (объемная концентрация). На практике
концентрация кислорода в вовлеченном воздухе может изменяться, что приводит к необходимости введения
поправки в вычисления of φ на стандартный сухой воздух. В настоящем международном стандарте для
вычисления коэффициента эквивалентности используются отношения масс топлива и кислорода, a не отношение
масс топлива и воздуха.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 В случае газообразного топлива альтернативное представление коэффициента
эквивалентности может основываться на отношении объемов топлива и воздуха.
3.5
концентрация потерь массы
mass loss concentration
масса испытательного образца, потребляемая в процессе сгорания в расчете на единичный объем
камеры (закрытая система) или на общий объем воздуха, проходящего через открытую систему
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Концентрация потерь массы обычно выражается в граммах на кубический метр.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В случае открытой системы данное определение предполагает, что масса с течением времени
равномерно диспергирует в потоке воздуха.
3.6
массовая концентрация газа
mass concentration of gas
масса газа в расчете на единичный объем
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Массовая концентрация газа может быть определена непосредственно из измеренной
объемной доли или его молярной массы или измерена непосредственно.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 Массовая концентрация обычно выражается в граммах на кубический метр.
2 © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
3.7
массовая концентрация частиц
mass concentration of particles
масса твердых и жидких аэрозольных частиц в расчете на единичный объем
ПРИМЕЧАНИЕ Массовая концентрация частиц обычно выражается в граммах в расчете на кубический метр.
3.8
молярная масса
molar mass
масса of 1 моля
ПРИМЕЧАНИЕ Молярная масса обычно выражается в граммах на моль.
3.9
чистая теплота, выделяемая при сгорании
net heat of combustion
энтальпия в расчете на единичную массу потребляемого топлива, создаваемая при полном сгорании, с
учетом воды, образуемой в газообразном состоянии
ПРИМЕЧАНИЕ Чистая теплота, выделяемая при полном сгорании, обычно выражается в килоджоулях или
мегаджоулях в расчете на килограмм.
3.10
условный выход
стехиометрический выход
notional yield
stoichiometric yield
максимальная возможная масса продукта горения, образуемого в процессе горения, в расчете на
единичную массу потребляемого испытательного образца
ПРИМЕЧАНИЕ Условный выход обычно выражается в граммах в расчете на грамм или в килограммах в
расчете на килограмм.
3.11
улавливание химического элемента
recovery of element
〈в установленном продукте сгорания〉 степень превращения химического элемента, содержащегося в
испытательном образце, в соответствующий газ, т.е. отношение фактического выхода газа,
содержащего данный химический элемент, к условному выходу этого газа
3.12
стехиометрическая смесь
stoichiomeric mixture
смесь топлива и окислителя, имеющая надлежащий состав для образования только продуктов полного
сгорания
3.13
потребность в стехиометрическом кислороде
стехиометрическое отношение масс кислорода и топлива
stoichiometric oxygen demand
stoichiometric oxygen-to-fuel mass ratio
количество кислорода, необходимое для полного сгорания
ПРИМЕЧАНИЕ Потребность в стехиометрическом кислороде обычно выражается в граммах в расчете на
грамм или килограммах в расчете на килограмм.
3.14
погрешность измерений
uncertainty of measurement
параметр, связанный с результатами измерений, характеризующий дисперсию значений, который
может быть разумно присвоен измеряемой величине
[20]
ПРИМЕЧАНИЕ Описание и применение погрешности в измерениях описывается в GUM .
3.15
выход
yield
масса продукта горения, образуемого в процессе горения, в расчете на единичную массу
потребляемого испытательного образца
ПРИМЕЧАНИЕ Выход обычно выражается в граммах в расчете на грамм или килограммах в расчете на
килограмм.
4 Обозначения и сокращенные термины
Обозначение Величина Типичные единицы
измерения
A площадь экстинкции дыма квадратный метр
A или A удельная площадь экстинкции дыма в расчете на квадратные метры в расчете
σf SEA
единичную массу сгораемого материала на грамм или квадратные
метры в расчете на
килограмм
D оптическая плотность массы (log аналога A ) кубические метры в расчете на

MO 10 SEA
грамм или квадратные метры в
расчете на килограмм
F доля улавливания химического элемента E в газе, безразмерная величина
R,E
содержащем этот химический элементE
∆H измеренная теплота, выделяемая при сгорании килоджоули в расчете на
act
грамм
∆H чистая теплота или энтальпия, создаваемая при килоджоули в расчете на
c
полном сгорании грамм
I / I доля света, проходящего через дым безразмерная величина
o
L путь света через дым метр
m атомная масса химического элемента E грамм
A,E
m масса химического элемента E в расчете на единичную безразмерная величина
E
массу материала
m масса химического элемента E, содержащегося в процент
E,per
материале
m масса топлива грамм
fuel
m полная масса исследуемого газа грамм
gas
m полные потери массы материала грамм
m,loss
m& скорость потерь массы материала грамм в минуту
m,loss
m фактическая масса кислорода, доступного для горения грамм
O2,act
m& фактическая скорость потока массы кислорода, грамм в минуту
O2,act
доступного для горения
m стехиометрическая масса кислорода, необходимая для грамм
O2,stoich
полного сгорания
4 © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
m полная масса частиц грамм
part
m массовая концентрация дыма граммы в расчете на
s
кубический метр
M молярная масса исследуемого газа граммы в расчете на моль
gas
M молярная масса полимерного блока грамм
poly
n количество атомов химического элемента E, безразмерная величина
E
содержащегося в газе
n количество атомов химического элемента E, безразмерная величина
E,poly
содержащегося в полимерном блоке
P давление окружающей среды килопаскаль
amb
P нормальное атмосферное давление 101,3 кПа
std
T температура исследуемого газа в месте проведения градусы Цельсия
C
измерений
V полный объем выделений при пожаре кубический метр
eff
&
V объемная скорость потока воздуха кубические метры в минуту
air
w измеренная массовая доля потребляемого кислорода безразмерная величина
O2,cons
w выводимая массовая доля потребляемого кислорода безразмерная величина
O2,der
w массовая доля кислорода в полимере, дающая вклад в безразмерная величина
Oex,poly
образование продуктов, содержащих кислород
w массовая доля кислорода, потребляемая в виде безразмерная величина
Ogases
основных продуктов, содержащих кислород
(w + w + w )
OCO2 OCO OH2O
w массовая доля кислорода, содержащегося в полимере безразмерная величина
Opoly
Y измеренный массовый выход исследуемого газа безразмерная величина
gas
Y измеренный массовый выход частиц дыма безразмерная величина
part
α линейный коэффициент поглощения, выражаемый обратный метр
через десятичный логарифм (или оптическая
плотность)
α коэффициент экстинкции света обратный метр
k
χ коэффициент полноты сгорания безразмерная величина
χ коэффициент полноты сгорания, вычисляемый по безразмерная величина
cox
полноте превращения углерода, содержащегося в
топливе, в оксиды углерода
χ коэффициент полноты сгорания, вычисляемый по безразмерная величина
ox
уменьшению количества кислорода
χ коэффициент полноты сгорания, вычисляемый по безразмерная величина
prod
содержанию кислорода в основных продуктах сгорания
φ коэффициент эквивалентности безразмерная величина
η полнота образования оксидов углерода безразмерная величина
ϕ объемная концентрация исследуемого газа объем в расчете на объем, в
gas
процентах, [концентрация,
выражаемая в миллионных
долях (ppm), не получила
распространения]
ϕ объемная доля кислорода в поступающем воздухе безразмерная величина
O2
(0,209 5 для сухого воздуха)
ρ массовая концентрация исследуемого газа граммы в расчете на
gas
кубический метр
ρ концентрация потерь массы материала граммы в расчете на
m,loss
кубический метр
ρ массовая концентрация частиц дыма граммы в расчете на
part
кубический метр
σ массовый удельный коэффициент экстинкции квадратные метры в расчете
m,α
на грамм или
квадратные метры в расчете
на килограмм
Ψ условный массовый выход исследуемого газа безразмерная величина
gas
Ψ стехиометрическое отношение массового содержания безразмерная величина
O
кислорода и воздуха (потребность в стехиометрическом
кислороде)
5 Соответствующие входные данные, необходимые для вычислений
5.1 Обработка данных
5.1.1 Погрешность
В вычислениях параметров пожара, описанных в настоящем документе, важно учитывать погрешность
[1]
или ошибку, связанную с каждым компонентом, и комбинировать их правильным образом .
Погрешность выводится из точности (насколько близко измеренное значение к истинному значению) и
сходимости (насколько хорошо значения согласуются с друг с другом). Имеются погрешности,
относящиеся к физически измеренным параметрам (например, таким как потеря массы, концентрации
газа и т. д.).
В предположении, что все ошибки являются независимыми, общая ошибка, δq, определяется путем
суммирования квадратов ошибок в соответствии с общей Формулой (1):
δδqq 
δqa=δ + .+ δz (1)
  
δδaz
  
Другими словами, оцените ошибку в каждом отдельном измерении, а затем скомбинируйте их,
извлекая квадратный корень из суммы квадратов.
В эмпирических формулах погрешности определения значений "констант" должны рассматриваться
аналогично погрешностям измерений. Если константа является истинной константой, т.е.
характеризуется пренебрежимо малой погрешностью, то этой погрешностью можно пренебречь.
5.1.2 Значащие цифры и округление
В случае данных записей и отчета также важно соответствующим образом обработать значащие
цифры. Общим правилом является сохранение одного разряда, следующего за последним
определенным разрядом. При округлении типичным правилом является округление с повышением
числа, если отбрасываемая цифра равна 5 или более, и округление с понижением числа, если
отбрасываемая цифра меньше 5.
5.2 Информация по испытательному образцу
5.2.1 Состав
По возможности следует предоставить информацию по горючим фракциям, органическим и
неорганическим горючим компонентам, инертным компонентам, элементному составу, эмпирической
формуле, а также по молекулярному весу или весу, определяемому по формуле.
6 © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
Горючее вещество, используемое в экспериментальном пожаре любого масштаба, часто является
однородным материалом, возможно содержащим диспергированные добавки. В этом случае
необходимо предоставить молекулярную формулу материала. Однако, коммерческие продукты
обычно представляют собой неоднородные комбинации материалов, при этом каждый компонент
содержит один или более полимеров и возможно множество добавок. В случае сложных материалов
образец коммерческих продуктов, выход газов, эффективная теплота сгорания и т. д. будут изменяться
с течением времени по мере включения разных компонентов. Для некоторых последующих (общих)
вычислений можно упростить расчеты путем использования эмпирической формулы композитных
материалов.
5.2.2 Чистая теплота сгорания
Для некоторых вычислений (например, для вычисления полноты сгорания) может потребоваться
знание чистой теплоты сгорания горючих компонентов.
5.3 Условия пожара
5.3.1 Аппаратура
Представьте наименование аппаратуры вместе с кратким описанием её режима работы (например,
проточный стационарный калориметр, закрытая система камер и т.д.). Обратитесь к
соответствующему стандарту или к другому ссылочному документу, относящемуся к процедуре.
5.3.2 Процедура установки
Условия пожара обычно зависят от аппаратуры и в основном определяются процедурой установки
конкретной аппаратуры. Требуется следующая информация:
a) подробное описание испытательного образца, данные по его массе, размерам и ориентации
горючих веществ;
b) тепловая окружающая среда с указанием температуры (выражаемой в градусах Цельсия) и/или
облучения (выражаемого в киловаттах на квадратный метр), которому подвергается
испытательный образец;
ПРИМЕЧАНИЕ  Распределение температуры и поле излучения при проведении испытания часто являются
неоднородными и как результат редко хорошо документируются. Достаточный объем информации по
тепловым и радиационным условиям необходим, чтобы другое лицо могло воспроизвести результаты с
использованием той же аппаратуры, сравнить результаты с результатами для того же образца, испытанного с
использованием другой аппаратуры и т. д.
c) концентрация кислорода в поступаемом воздухе (объемный процент или объемная доля);
d) объем камеры или поток воздуха. В случае закрытой системы представьте данные по объему
воздуха (выражаемому в литрах или кубических метрах), а в случае открытой системы
представьте данные по потоку воздуха (выражаемому в литрах в минуту или в кубических метрах в
минуту) и динамике потока. В обоих случаях представьте информацию по условиям атмосферного
перемешивания и степени однородности выделений при пожаре.
5.4 Сбор информации
5.4.1 Сбор данных
Могут быть собраны данные с временным разрешением или данные за весь промежуток времени.
Метод сбора данных должен устанавливаться в протоколе испытаний.
5.4.2 Данные измерений и наблюдения
Большинство из приводимых параметров данных может потребоваться для вычисления выхода газов,
коэффициентов эквивалентности и полноты сгорания в экспериментальных пожарах. Единицы
измерения, используемые для данных, обычно определяются последовательностью операций,
связанных с конкретной частью аппаратуры. Несколько типичных единиц измерения предлагается
ниже:
a) потери массы испытательного образца, устанавливаемые путем измерения массы этого образца
до и после испытаний по определению полных потерь массы, выражаемых в миллиграммах,
граммах или килограммах, или доли потерь массы, выражаемой в процентах массы, граммах в
расчете на грамм или в килограммах в расчете на килограмм, или путем измерения массы образца
в процессе испытаний для определения скорости потери массы, выражаемой в миллиграммах в
секунду, граммах в минуту или килограммах в минуту;
b) концентрации газа и паров, а также уменьшение количества кислорода [выражаемое в объемных
процентах, объемных долях, микролитрах в расчете на литр, миллиграммах в расчете на литр или
в миллиграммах в расчете на кубический метр (концентрация, выражаемая в миллионных долях
не получила распространения)];
c) концентрация частиц дыма (выражаемая в миллиграммах в расчете на литр или в миллиграммах в
расчете на кубический метр) и дымовое затемнение (выражаемое как оптическая плотность в
расчете на метр или в квадратных метрах в расчете на килограмм);
d) выделение теплоты (выражаемое в килоджоулях в расчете на грамм), используемое для
вычисления полноты сгорания, вводимое в протокол по некоторой аппаратуре;
e) режим горения, время воспламенения (выражаемое в минутах или секундах) и воспламеняется ли
испытательный образец в процессе проведения испытания.
6 Расчет выхода газов и дыма при пожаре, потребности в стехиометрическом
кислороде и улавливания основных химических элементов
6.1 Вычисление измеряемых выходов газов с использованием данных по
концентрации газов при пожаре
В экспериментальных пожарах массовый выход газа, Y , может быть вычислен с использованием
gas
измеренной массовой концентрации исследуемого газа и концентрации потерь массы материала или с
использованием полной массы образующегося газа и полных потерь массы материала в соответствии
с Формулой (2); см. Примечания 1, 2, и 3:
ρ
gas
Y = (2)
gas
ρ
m,loss
где
ρ массовая концентрация газа, выражаемая в граммах на кубический метр;
gas
ρ концентрация потерь массы материала, выражаемая в граммах на кубический метр.
m.loss
Альтернативно Формула (2) может быть представлена в виде:
m
gas
Y = (3)
gas
m
m,loss
8 © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
где
m полная масса газа, выражаемая в граммах;
gas
m полные потери массы материала, выражаемые в граммах.
m,loss
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Указанные расчеты могут быть выполнены с использованием мгновенных данных или данных,
предполагающих, (а) что газы равномерно диспергируют в определенном объеме и что (b) этот объем является
тем же объемом, в котором (равномерно) диспергирует потерянная масса образца. Если дисперсия является
неравномерной, формулы все еще действуют, если потерянная масса и рассматриваемый газ диспергируют
одинаково. Если горючий газ захватывается поверхностью внутри аппаратуры, видимый выход газа будет
зависеть от того, где измеряется его концентрация.
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В проточных устройствах выделяемые газы обычно хорошо перемешиваются на некоторых
расстояниях вниз по потоку. Для систем сгорания в виде закрытого ящика это необязательно так, особенно в
случае больших различий в молекулярном весе и больших тепловых градиентов. При использовании разного
топлива может быть вычислен только средний комбинированный выход газов.
ПРИМЕЧАНИЕ 3 При проведении этих расчетов важно отслеживать погрешности, относящиеся к массе пробы,
флуктуациям измеряемой концентрации и т. д. При вычислении выхода газов необходимо учитывать и
комбинировать эти погрешности, обеспечивая тем самым надежную основу для сравнения выходов газа в разных
условиях сгорания, а также для сравнения выходов газа из разных материалов и т.д.
Хотя концентрации конкретного газа в большинстве случаев измеряются в объемных единицах, потери
массы твердых веществ почти всегда измеряются в единицах массы, поскольку трудно определить
молекулярный вес выделений. Формулы (4) и (5) показывают, как перевести концентрации газа,
выражаемые в объемных долях, в его массовую концентрацию:
M
273,16 P
gas
amb −3
ρϕ=× × × ×10 (4)
gas gas
22,414 273,16 + T 101,3
()
C
где
ϕ концентрация газа, выражаемая в миллилитрах на литр;
gas
M молярная масса газа, выражаемая в граммах на моль;
gas
T температура газа в месте проведения измерений, выражаемая в градусах Цельсия;
C
P давление окружающей среды, выражаемое в килопаскалях;
amb
273,16 нормальная температура, выражаемая в градусах Кельвина;
101,3 нормальное атмосферное давление, выражаемое в килопаскаялях;
22,414 объем, занимаемый молярной массой газа при нормальной температуре и нормальном
атмосферном давлении, выражаемый в кубических метрах.
Таким образом, в случае выделений газа при пожаре при температуре 20 °C и нормальном
атмосферном давлении Формула (4) упрощается и принимает следующий вид:
M
gas
−3
ρϕ=× ×10 (5)
gas gas
24,055
ПРИМЕР Результаты вычислений при пожаре в хорошо вентилируемой атмосфере при концентрации
−3
потерь массы материала, равной 25 г⋅м , и концентрации окиси углерода (CO), равной 0,125 0 объемных %, при
температуре 20 °C представлены Формулами (6) и (7):
28,01
ρ=×0,125 0 ×10= 1,456 (6)
CO
24,055
Y==1, 456 25 0, 058 2 (7)
CO
где
ρ массовая концентрация CO, выражаемая в граммах на кубический метр;
CO
Y массовый выход, выражаемый в граммах CO в расчете на грамм материала;

CO
28,01 молярная масса СО, выражаемая в граммах.
Данные по атомной массе, молярной массе и переводным коэффициентам концентрации газа для
основных газов, выделяемых при пожаре, приведены в Таблицах 1 и 2.
Таблица 1 – Атомная масса основных газообразных химических элементов, выделяемых при
[2]
пожаре
a
Газ Обозначение Атомная масса
Углерод C 12,011
Водород H 1,0079
Кислород O 15,999
Азот N 14,007
Хлор Cl 35,453
Бром Br 79,904
Фтор F 18,998
Сера S 32,065
Фосфор P 30,973
Сурьма Sb 121,76
a
Значения атомной массы округляются до пятой значащей цифры

10 © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
Таблица 2 – Молярные массы обычных газов, выделяемых при пожаре, и переводные
коэффициенты объемной/массовой концентрации
Газ или пар Формула Переводные коэффициенты концентрации газа
Молярная
a
(при температуре 20 °C и давлении 101,3 кПа)
масса
−1
г·моль b −3 −3 4 b
(мкл/л) в г⋅м г⋅м в (объем в % × 10 )

c −3 3
Двуокись углерода CO 44,01 1,830 × 10 0,546 × 10
c −3 3
Окись углерода CO 28,01 1,164 × 10 0,859 × 10

−3 3
Цианисто- HCN 27,02 1,124 × 10 0,890 × 10
водородная кислота
−3 3
Двуокись азота NO 46,01 1,913 × 10 0,523 × 10
−3 3
Закись азота NO 44,01 1,831 × 10 0,546 × 10
−3 3
Окись азота NO 30,01 1,248 × 10 0,801 × 10

−3 3
Аммиак NH17,03 0,708 × 10 1,413 × 10

−3 3
Хлористый водород HCl 36,46 1,516 × 10 0,660 × 10

−3 3
Бромистый водород HBr 80,91 3,364 × 10 0,297 × 10

−3 3
Фтористый водород HF 20,01 0,832 × 10 1,202 × 10

−3 3
Сероводород HS 34,08 1,417 × 10 0,706 × 10
−3 3
Сернистый SO 64,06 2,663 × 10 0,376 × 10
ангидрид
−3 3
Вода HO 18,01 0,749 × 10 1,335 × 10
−3 3
Фосфорная кислота H PO 97,99 4,074 × 10 0,245 × 10
3 4
−3 3
Акролеин C HO 56,06 2,331 × 10 0,429 × 10
3 4
−3 3
Формальдегид CHO 30,03 1,248 × 10 0,801 × 10
−3 3
Кислород O 32,00 1,331 × 10 0,751 × 10

Уменьшение O 32,00 См. примечание d.

количества
кислорода
a
значения молярной массы округляются до двух десятичных разрядов.
b
переводные коэффициенты:
ppm = объем в % × 10
ppm = объемная доля × 10
c
Отношение объемов CO /CO равно отношению масс CO /CO mass, деленному на 1,571.
2 2
d −3
(Начальная объемная доля минус измеренная объемная доля) × 1 331 = г⋅м .
Объемная доля в полностью сухом воздухе равна 0,2095 и это значение соответствует поступающему
сухому воздуху. Комнатный воздух обычно содержит меньшее количество кислорода вследствие
присутствия водяного пара. При комнатной температуре и относительной влажности, равной 100 %,
объемная доля присутствующей воды составляет приблизительно 0,03.
NOTE: Пример вычислений:
−3
0,100 0 объемные % CO = 0,100 0 × 1,164 10 = 1,164 г⋅м .
6.2 Вычисление условных выходов газов
6.2.1 Общие положения
Условные выходы газов и паров являются мерой максимальных теоретических выходов продуктов
сгорания. Они определяются на основе состава материалов и полностью зависят от материала. В 6.2.2
и 6.2.3 описываются два основных метода вычисления условных выходов.
6.2.2 Вычисления на основе элементного состава
При условии, что элементный состав основного материала известен (например, путем проведения
элементного анализа), максимальный возможный (условный) выход газа, Ψ , выделяемого при
gas
пожаре, соответствующий каждому установленному химическому элементу, E, вычисляется по
Формулам (8) и (9):
M
gas
Ш =×m (8)
gas E
nm×
EA,E
где
m масса химического элемента E, выражаемая в граммах, в расчете на единичную массу
E
материала, выражаемую в граммах;
n количество атомов химического элемента E в газе;
E
m атомная масса химического элемента Е, выражаемая в граммах;
A,E
или
−2
M ×10
gas
Ш=×m (9)
gas E,per
nm×
EA,E
где m – масса химического элемента E, содержащегося в материале, выражаемая в процентах.
E,per
ПРИМЕР Условный выход СО, Ψ , из целлюлозы вычисляется по следующей формуле:
CO
−2
28,01×10
Ψ =×44,5 = 1,038 (10)
CO
1×12,011
где
Ψ выражается в граммах СО в расчете на грамм материала;
CO
44,5 масса углерода, содержащегося в целлюлозе, выражаемая в процентах;
28,01 молярная масса СО, выражаемая в граммах в расчете на моль;
12,011 атомная масса углерода, выражаемая в граммах.
Коэффициенты, используемые для вычисления условных выходов газов из элементного состава,
приведены в Таблице 3.
6.2.3 Вычисления по эмпирической формуле
Если эмпирическая формула материала известна, условный выход, Ψ , может быть вычислен по
gas
следующей формуле:
nM
E,poly gas
Ш=× (11)
gas
nM
E poly
где
n количество атомов химического элемента E в полимерном блоке;
E,poly
M молярная масса полимерного блока, выражаемая в граммах.
poly
ПРИМЕР Условный выход двуокиси углерода (CO ), Ψ , из полипропилена, описываемого эмпирической
CO2
формулой (C H ), вычисляется по следующей формуле:
3 6
12 © ISO 2005 – Все права сохраняются

ISO 19703: 2005(R)
1 44,01
Ш =× = 3,142 (12)
CO2
42,03
где
Ψ выражается в граммах CO в расчете на грамм полимера;

CO2 2
1 количество атомов углерода, содержащихся в CO ;
3 количество атомов углерода, содержащихся в полимерном блоке;
44,01 молярная масса CO , выражаемая в граммах на моль;
42,03 молярная масса полимерного блока, выражаемая в граммах.
ПРИМЕЧАНИЕ Номинальный выход газа, содержащего несколько элементов, из молекулы топлива может
быть определен по наименее преобладающему в нем химическому элементу (кроме кислорода). Таким образом,
условный выход HCN в большинстве случаев может быть определен по содержанию азота в топливе. Однако для
получаемого газа типа формальдегида для этой цели можно использовать долю углерода или водорода, что
предусмотрено критерием, в зависимости от состава топлива.
Таблица 3 – Коэффициенты, используемые для вычисления условных выходов газов из
элементного состава материала
Газ или пар Условный выход газа или пара
Ψ
gas
массовая доля основного материала
a
Формула Молярная Химический элемент E , Ко
...