ISO/TS 13571:2002
(Main)Life-threatening components of fire - Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data
Life-threatening components of fire - Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data
ISO/TS 13571:2002 is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire detection and suppression. ISO/TS 13571:2002 is to be used only within this context. ISO/TS 13571:2002 is intended to address the consequences of human exposure to the life threat components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases, and the ventilation pattern within the structure. Once these are determined, the methodology presented in ISO/TS 13571:2002 can be used for the estimation of the available escape time. ISO/TS 13571:2002 provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants will no longer be able to take effective action to accomplish their own escape. The life threat components addressed include fire effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment of fire effluent toxicity, the toxic gas model and the mass loss model. Aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in ISO/TS 13571:2002.
Composants dangereux du feu — Lignes directrices pour l'estimation du temps disponible pour l'évacuation, utilisant les caractéristiques du feu
L'ISO/TS 13571:2002 n'est qu'un des nombreux outils disponibles pour la gestion de la sécurité au feu. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec des modèles pour l'analyse de la déclaration et du développement d'un incendie, de la propagation du feu, de la formation et du mouvement de la fumée, de la génération, du transport et de la désintégration des espèces chimiques et du mouvement des personnes, ainsi que pour la détection et l'extinction des incendies. L'ISO/TS 13571:2002 ne doit être utilisée que dans ce contexte. L'ISO/TS 13571:2002 traite des conséquences de l'exposition des individus aux composants du feu constituant un risque mortel lorsque les occupants évoluent dans une structure cloisonnée. Les concentrations en effluents du feu, qui sont fonction du temps et de l'environnement thermique d'un feu sont déterminés par la vitesse de propagation du feu, les débits des divers gaz de combustion émis par les combustibles impliqués, les caractéristiques de ces gaz en matière de désintégration et la ventilation de la structure (voir A.1). Une fois ces paramètres déterminés, la méthodologie présentée dans l'ISO/TS 13571:2002 peut être utilisée pour l'estimation du temps d'évacuation disponible. L'ISO/TS 13571:2002fournit des lignes directrices d'évaluation des composants qui, dans l'analyse des risques du feu, constituent un risque mortel en termes de statut d'exposition des individus à intervalles de temps discrets. Elle permet de déterminer un seuil de tolérance au-delà duquel il est estimé que les occupants ne seront plus à même de prendre les mesures nécessaires à leur propre évacuation (voir A.2). Les composants constituant un risque mortel considérés sont la toxicité des effluents du feu, la chaleur et l'obscurcissement par la fumée. Deux méthodes sont présentées pour l'évaluation de la toxicité des effluents du feu : le modèle pour gaz toxiques et le modèle de perte de masse. Des aspects tels que l'impact initial de l'obscurcissement par la fumée affectant le temps nécessaire aux occupants pour évacuer, les effets toxiques des aérosols et des particules et les interactions, quelles qu'elles soient avec les effluents gazeux du feu ainsi que les répercussions sur la santé d'une exposition à des atmosphères de feu ne sont pas pris en compte dans l'ISO/TS 13571:2002.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO/TS 13571:2002 is a technical specification published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Life-threatening components of fire - Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data". This standard covers: ISO/TS 13571:2002 is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire detection and suppression. ISO/TS 13571:2002 is to be used only within this context. ISO/TS 13571:2002 is intended to address the consequences of human exposure to the life threat components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases, and the ventilation pattern within the structure. Once these are determined, the methodology presented in ISO/TS 13571:2002 can be used for the estimation of the available escape time. ISO/TS 13571:2002 provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants will no longer be able to take effective action to accomplish their own escape. The life threat components addressed include fire effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment of fire effluent toxicity, the toxic gas model and the mass loss model. Aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in ISO/TS 13571:2002.
ISO/TS 13571:2002 is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire detection and suppression. ISO/TS 13571:2002 is to be used only within this context. ISO/TS 13571:2002 is intended to address the consequences of human exposure to the life threat components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases, and the ventilation pattern within the structure. Once these are determined, the methodology presented in ISO/TS 13571:2002 can be used for the estimation of the available escape time. ISO/TS 13571:2002 provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants will no longer be able to take effective action to accomplish their own escape. The life threat components addressed include fire effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment of fire effluent toxicity, the toxic gas model and the mass loss model. Aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire effluent components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in ISO/TS 13571:2002.
ISO/TS 13571:2002 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.220.01 - Protection against fire in general. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO/TS 13571:2002 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 13571:2007. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 13571
First edition
2002-08-01
Life-threatening components of fire —
Guidelines for the estimation of time
available for escape using fire data
Composants dangereux du feu — Lignes directrices pour l'estimation du
temps de sauvetage, utilisant les caractéristiques du feu
Reference number
©
ISO 2002
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Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2002 – All rights reserved
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative reference.1
3 Terms and definitions .1
4 General principles .4
4.1 Time available to escape.4
4.2 Toxic gas model.4
4.3 Mass loss model .4
4.4 Heat and radiant energy model .4
4.5 Smoke obscuration model.4
5 Significance and use.4
6 Toxic gas models.5
6.1 Asphyxiant gas model.5
6.2 Irritant gas model.7
7 Mass loss model .8
8 Heat .9
9 Smoke obscuration model.11
10 Test report .13
Annex A (informative) Context and mechanisms of toxic potency.14
Bibliography.19
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a technical
committee may decide to publish other types of normative document:
an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in an
ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members of the
parent committee casting a vote;
an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting a
vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years with a view to deciding whether it should be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. In the case of a confirmed ISO/PAS
or ISO/TS, it is reviewed again after six years at which time it has to be either transposed into an International
Standard or withdrawn.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this Technical Specification may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 13571 was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 3, Fire threat to
people and environment.
Annex A of this Technical Specification is for information only.
iv © ISO 2002 – All rights reserved
Introduction
When evaluating the consequences to human life, the crucial criterion for life safety in fires is that the time available
for escape be greater than the time required for escape. (Within the context of this Technical Specification, escape
may be to a place of safe refuge.) The sole purpose of the methodology described here is to provide a framework
for use in estimating the time available for escape.
The time available for escape is the interval between the time of ignition and the time after which conditions
become untenable such that occupants can no longer take effective action to accomplish their own escape.
Untenable conditions during fires result from
a) exposure to radiant and convected heat,
b) inhalation of asphyxiant gases,
c) exposure to sensory/upper respiratory irritants, and
d) visual obscuration due to smoke.
The time required for escape is the time required for occupants to travel from their location at the time of ignition to
a place of safe refuge. As occupants are exposed to heat and fire effluent, their escape behaviour, movement
speed, and choice of exit route are also affected, reducing the efficiency of their actions and delaying escape
(ISO/TR 13387-8). These factors affect the time required for escape and are, therefore, not considered in this
Technical Specification.
The methodology described here cannot be used alone to evaluate the overall fire safety performance of specific
materials or products, and cannot, therefore, constitute a test method. Rather, the equations in this Technical
Specification are to be used as input to a fire hazard or risk analysis [ISO 13387 (all parts)]. In such an analysis,
the calculated time available for escape depends on many characteristics of the fire, the enclosure, and the
occupants themselves. The nature both of the fire (e.g. heat release rate, quantity and types of combustibles, fuel
chemistry) and of the enclosure (e.g. dimensions, ventilation) determine the toxic gas concentrations, the gas and
wall temperatures, and the density of smoke throughout the enclosure as a function of time. The characteristics of
the occupants (e.g. age, state of health, location relative to the fire, activity at the time of exposure) also affect the
impact of their exposure to the heat and smoke. The interrelationship of all these factors is shown schematically in
Figure A.1 in annex A. Furthermore, estimation of exposure is determined in part by assumptions regarding the
position of the occupants' heads relative to the hot smoke layer that forms near ceilings and descends as the fire
grows. As a result of all these factors, each occupant will likely have a different estimated time available for escape
(also see A.5 in annex A).
Annex A describes the context and mechanisms of the fire effluent toxicity component of life threat. Effects such as
the asphyxiant toxicants, carbon monoxide and hydrogen cyanide (A.3), as well as the effects of both
sensory/upper respiratory irritants (A.4.2) and pulmonary irritants (A.4.3) are considered.
The heat component of life threat encompasses exposure both to radiant and to convective heat.
The initial impact of visual obscuration due to smoke is on factors affecting the time required for occupants to
escape (see A.2). This aspect of smoke obscuration is, therefore, not considered here. However, smoke
obscuration of such severity that occupants become disoriented to a degree that prevents effective action to
accomplish their own escape also places a limitation on the time available for escape and is considered in this
Technical Specification.
Based upon available human and animal data, but in the absence of definitive, quantifiable human data, the effects
of asphyxiant toxicants, sensory irritants, heat and visual obscuration are each considered as acting independently.
Some degree of interactions between these components are known to occur (A.6), but are considered secondary in
this Technical Specification.
The toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire effluent components are not
considered in this Technical Specification. Based upon available human and animal data, it is known that the
physical form of toxic effluents does have some influencing effects on acute incapacitation, but they are considered
secondary to the direct effects of vapour phase effluents and are not readily quantifiable.
Adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in this Technical Specification
although they are acknowledged to occur. Pre-existing health conditions may be exacerbated and potentially life-
threatening sequelae may develop from exposure both to asphyxiants and to pulmonary irritants (A.3.2 and A.4.3).
The equations in this methodology enable estimation of the status of exposed occupants at discrete time intervals
throughout the progress of a fire scenario, up to the time at which such exposure may prevent occupants from
taking effective action to accomplish their own escape. Comparison of this time with the time required for
occupants’ escape to a place of safety (determined independently, using other methodology), serves to evaluate
the effectiveness of a building's fire safety design. Should such comparison reveal insufficient available escape
time, a variety of protection strategies will then require consideration by the fire safety engineer.
The guidance in this Technical Specification is based on the best available scientific judgment in using a state-of-
the-art, but less-than-complete knowledge base of the consequences of human exposure to fire effluents. In
particular, the methodology may not be protective of human health after escape, as the interactions of all potential
life threats and the short- or long-term consequences of heat and fire effluent exposure have not been completely
characterized and validated.
This Technical Specification includes an indication of uncertainty for each procedure. The user is encouraged to
determine the significance of these and all other uncertainties in the estimation of the outcome of a given fire
scenario.
vi © ISO 2002 – All rights reserved
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 13571:2002(E)
Life-threatening components of fire — Guidelines for the
estimation of time available for escape using fire data
1 Scope
This Technical Specification is only one of many tools available for use in fire safety engineering. It is intended to
be used in conjunction with models for analysis of the initiation and development of fire, fire spread, smoke
formation and movement, chemical species generation, transport and decay and people movement, as well as fire
detection and suppression. This Technical Specification is to be used only within this context.
This Technical Specification is intended to address the consequences of human exposure to the life threat
components of fire as occupants move through an enclosed structure. The time-dependent concentrations of fire
effluents and the thermal environment of a fire are determined by the rate of fire growth, the yields of the various
fire gases produced from the involved fuels, the decay characteristics of those fire gases, and the ventilation
pattern within the structure (see A.1). Once these are determined, the methodology presented in this Technical
Specification can be used for the estimation of the available escape time.
This Technical Specification provides guidance on establishing the procedures to evaluate the life threat
components of fire hazard analysis in terms of the status of exposed human subjects at discrete time intervals. It
makes possible the determination of a tenability endpoint, at which time it is estimated that occupants will no longer
be able to take effective action to accomplish their own escape (see A.2). The life threat components addressed
include fire effluent toxicity, heat and visual obscuration due to smoke. Two methods are presented for assessment
of fire effluent toxicity, the toxic gas model and the mass loss model.
Aspects such as the initial impact of visual obscuration due to smoke on factors affecting the time required for
occupants to escape, the toxic effects of aerosols and particulates and any interactions with gaseous fire effluent
components and adverse health effects following exposure to fire atmospheres are not considered in this Technical
Specification (see the Introduction).
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this Technical Specification. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this Technical Specification are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent edition of the normative document indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this Technical Specification, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following
apply.
3.1
asphyxiant
toxicant causing loss of consciousness and ultimately death resulting from hypoxic effects, particularly on the
central nervous and/or cardiovascular systems
3.2
concentration-time curve
plot of the concentration of a toxic gas or fire effluent as a function of time
NOTE The concentration of a toxic gas is expressed as a volume fraction in parts per million (ppm) (3.14) or for fire effluent
−3
in grams per cubic metre (g⋅m ).
3.3
Ct product
concentration-time product for a gaseous toxicant or for a fire effluent obtained by integrating the area under a
concentration-time curve
NOTE The Ct product of a gaseous toxicant is expressed in a volume fraction of parts per million (3.14) multiplied by
−3
minutes (ppm⋅min) or for fire effluent in grams per cubic metre (g⋅m ).
3.4
escape
effective action by occupants to accomplish their own escape to a place of safe refuge
3.5
exposure dose
Ct product of a gaseous toxicant or of a fire effluent which is available for inhalation, i.e. the integrated area under
the concentration-time curve
3.6
fire effluent
total gaseous, particulate or aerosol effluent from combustion or pyrolysis
3.7
fractional effective concentration
FEC
ratio of the concentration of an irritant to that expected to produce a given effect on an exposed subject of average
susceptibility
NOTE 1 As a concept, FEC may refer to any effect, including incapacitation, lethality or even other endpoints. Within the
context of this Technical Specification, FEC refers only to incapacitation.
NOTE 2 When not used with reference to a specific irritant, the term FEC represents the summation of FECs for all irritants in
a combustion atmosphere.
3.8
fractional effective dose
FED
ratio of the Ct product for an asphyxiant toxicant to that Ct product of the asphyxiant expected to produce a given
effect on an exposed subject of average susceptibility
NOTE 1 As a concept, FED may refer to any effect, including incapacitation, lethality or even other endpoints. Within the
context of this Technical Specification, FED refers only to incapacitation.
NOTE 2 When not used with reference to a specific asphyxiant, the term FED represents the summation of FEDs for all
asphyxiants in a combustion atmosphere.
2 © ISO 2002 – All rights reserved
3.9
incapacitation
state of physical inability to accomplish a specific task
EXAMPLE Inability to take effective action to accomplish one's own escape from a fire.
3.10
irritation, sensory/upper respiratory
stimulation of nerve receptors in the eyes, nose, mouth, throat and respiratory tract, causing varying degrees of
discomfort and pain along with the initiation of numerous physiological defence responses
3.11
LC
concentration of a toxic gas or fire effluent statistically calculated from concentration-response data to produce
lethality in 50 % of test animals within a specified exposure and post-exposure time
NOTE The concentration of a toxic gas is expressed as a volume fraction in parts per million (ppm) or for fire effluent in
−3
grams per cubic metre (g⋅m ).
3.12
LCt
product of the concentration of a toxic gas or fire effluent and the exposure time causing lethality in 50 % of test
animals
−3
NOTE The LCt is expressed as ppm⋅min for a single toxic gas and in g⋅m ⋅min for the total fire effluent.
3.13
mass loss rate
mass loss of material per unit time under specified conditions
3.14
parts per million
ppm
volume fraction of a gas ×10
NOTE Concentrations of toxic gases are expressed as volume fractions in ppm, rather than as mass fractions, since
potential users are more familiar with volume fractions in quantifying human exposures.
3.15
smoke
visible suspension of solid and/or liquid particles in gases resulting from combustion or pyrolysis
3.16
time available for escape
interval between the time of ignition and the time after which conditions become untenable such that occupants are
unable to take effective action to accomplish their own escape to a place of safe refuge
NOTE The time available for escape, as used in this Technical Specification, may or may not be equivalent to the
commonly used term ASET (Available Safe Escape Time). This is because the user has the choice of setting the intended fire
safety objective.
3.17
time required for escape
time required for occupants to travel from their location at the time of ignition to a place of safe refuge
NOTE As used in this Technical Specification, time required for escape is intended to be equivalent to the commonly used
term RSET (Required Safe Escape Time). See ISO/TR 13387-8:1999.
3.18
toxic hazard
the potential for harm resulting from exposure to toxic products of combustion
4 General principles
4.1 Time available for escape
The time available for escape from a fire is that time after which occupants can no longer take effective action to
accomplish their own escape. It is the shortest of four distinct times estimated from consideration of asphyxiant fire
gases, irritant fire gases, heat and visual obscuration due to smoke.
4.2 Toxic gas model
4.2.1 The basic principle for assessing the asphyxiant component of toxic hazard analysis involves the exposure
dose of each toxicant, i.e. the area integrated under each concentration-time curve (see ISO/TR 9122-5).
Fractional effective doses (FEDs) are determined for each asphyxiant at each discrete increment of time. The time
at which their accumulated sum exceeds a specified threshold value represents the time available for escape
relative to chosen safety criteria.
4.2.2 The basic principle for assessing the irritant gas component of toxic hazard analysis involves only the
concentration of each irritant. Fractional effective concentrations (FECs) are determined for each irritant at each
discrete increment of time. The time at which their sum exceeds a specified threshold value represents the time
available for escape relative to chosen safety criteria.
4.3 Mass loss model
The mass loss model provides for a simple assessment of the time available for occupants’ escape using the total
fire effluent lethal toxic potency data obtained from laboratory test methods (ISO 13344:1996). However, it does not
distinguish between the toxic effects of different fire effluent components. The basic principle involves the exposure
doses of the fire effluents produced from materials and products, i.e. the integrated areas under their
concentration–time curves. Fractional effective doses (FEDs) are determined for fire effluents at each discrete
increment of time. The time at which their accumulated sum exceeds a specified threshold value represents the
time available for escape relative to chosen safety criteria.
4.4 Heat and radiant energy model
Heat and radiant energy are assessed using a fractional effective dose (FED) model, analogous to that used for fire
gases. The time at which the accumulated sum of fractional doses of heat and radiant energy exceeds a specified
threshold value represents the time available for escape relative to chosen safety criteria.
4.5 Smoke obscuration model
As smoke accumulates in an enclosure, it becomes increasingly difficult for occupants to find their way. This results
in a significant effect on the time required for their escape. Moreover, at some degree of smoke intensity,
occupants can no longer discern boundaries and will become unaware of their location relative to doors, walls,
windows, etc., even if they are familiar with the occupancy. When this occurs, occupants may become so
disoriented that they are unable to effect their own escape. The time at which this occurs represents the time
available for escape due to smoke obscuration.
5 Significance and use
5.1 The concepts of fractional effective dose (FED) and fractional effective concentration (FEC) are fundamental
to the methodology of this Technical Specification. Both concepts relate to the manifestation of specified
physiological effects exhibited by exposed subjects.
4 © ISO 2002 – All rights reserved
5.2 Given the scope of this Technical Specification, FED and/or FEC values of 1,0 are associated, by definition,
with sublethal effects that would render occupants of average susceptibility incapable of effecting their own escape.
The variability of human responses to toxicological insults is best represented by a distribution that takes into
account varying susceptibility to the insult. Some people are more sensitive than the average, while others may be
more resistant (see A.5). The traditional approach in toxicology is to employ a safety factor to take into
[1]
consideration the variability among humans, serving to protect the more susceptible subpopulations .
As an example, within the context of reasonable fire scenarios FED and/or FEC threshold criteria of 0,3 could be
used for most general occupancies in order to provide for escape by the more sensitive subpopulations. However,
the user of this Technical Specification has the flexibility to choose other FED and/or FEC threshold criteria as may
be appropriate for chosen fire safety objectives. More conservative FED and/or FEC threshold criteria may be
employed for those occupancies that are intended for use by especially susceptible subpopulations. By whatever
rationale FED and FEC threshold criteria are chosen, it is necessary to use a single value for both FED and FEC in
a given calculation of the time available for escape.
NOTE At present, the distribution of human responses to fire gases is not known. In the absence of information to the
contrary, a log-normal distribution of human responses is a reasonable choice to represent a single peak distribution with a
minimum value of zero and no upper limit. By definition, FED and FEC threshold criteria of 1,0 would correspond to the median
value of the distribution, with one-half of the population being more susceptible to an insult and one-half being less susceptible.
Statistics show [2] that at FED and/or FEC threshold criteria of 0,3, then 11,4 % of the population would be susceptible to less
severe exposures (lower than 0,3) and, therefore, be statistically unable to accomplish their own escape. Lower threshold
criteria would reduce that portion of the population. However, there is no threshold criterion so low as to be statistically safe for
every exposed occupant.
5.3 The time-dependent concentrations of fire effluents to which occupants, who are often on the move, are
exposed can only be determined using computational fire models and/or a series of real-scale experiments. It is not
valid to insert the concentrations of fire effluents or values of smoke optical density obtained from bench-scale test
methods in the equations presented in this Technical Specification.
5.4 The methodology described has not been and cannot be validated from experiments using people. It is
necessary to recognize that uncertainty exists in the precision of the experimental data upon which the equations
are based, the representation of those data by an algebraic function, the accuracy of assumptions regarding non-
interaction of fire gases with each other and with heat, the susceptibility of people relative to the susceptibility of
test animals, etc. These uncertainties are estimated in the following sections. As with any engineering calculation,
uncertainties should be included in the estimation of the overall uncertainty of a fire hazard or risk analysis. This
enables the user to determine whether the difference between the outcomes of two such analyses are truly
different or are irresolvable.
NOTE The resulting uncertainty in the estimated time available to escape depends in a non-linear manner upon the
uncertainty in the FED and FEC calculations. (For instance, these uncertainties could have reduced impact on the estimated
outcome of rapidly developing fires.)
5.5 There is very little information on exposures of 1 h or more. Thus, the accuracy of the equations in this
Technical Specification and the resulting estimations of the outcome of more protracted fire scenarios are not
known. The user of this Technical Specification should exercise particular caution when making estimations that
involve occupant exposure times exceeding 1 h.
6 Toxic gas models
6.1 Asphyxiant gas model
6.1.1 Fractional effective doses (FEDs) are determined for each asphyxiant at each discrete increment of time.
The time at which their accumulated sum exceeds a specified threshold value represents the time available for
escape relative to chosen safety criteria (see 5.2). The principle of the model in its simplest form for calculating the
fractional effective dose (FED) is shown in Equation (1):
n t
Ci
FED =∆tt∆ (1)
∑∑
()Ct i
it=1
where
C is the average concentration, expressed as a volume fraction in parts per million (ppm), of an
i
asphyxiant gas “i ” over the chosen time increment;
∆t is the chosen time increment, expressed in minutes (min);
(Ct) is the specific exposure dose, expressed as a volume fraction in parts per million (ppm) multiplied by
i
minutes (ppm⋅min), that would prevent occupants' safe escape.
6.1.2 An expanded form of Equation (1) is shown as Equation (2) where carbon monoxide (CO) and hydrogen
cyanide (HCN) are the asphyxiant gases and where the specific exposure doses are represented by the factors
[e.g. 35 000 corresponds to the incapacitating dose (Ct) for CO of 35 000 ppm⋅min] given for each of these gases
(see notes 2 and 3).
tt
ϕϕexp( / 43)
CO HCN
FED =∆tt+ ∆ (2)
∑∑
35 000 220
tt
where
ϕ is the average concentration, expressed as a volume fraction in parts per million (ppm), of CO over the
CO
time increment, ∆t;
ϕ is the average concentration, expressed as a volume fraction in parts per million (ppm), of HCN over
HCN
the time increment, ∆t;
∆t is the time increment, expressed in minutes (min).
NOTE 1 All available evidence supports the working hypothesis that, in typical fire atmospheres, CO and HCN are the only
asphyxiant combustion products that exert a significant effect on the time available for escape. Oxygen vitiation can also
produce asphyxiation, but its consideration is not required as long as O concentrations do not fall below 13 %. (The user is
referred to Reference [5] for consideration of O concentrations less than 13 %.) The narcotic effect of CO is not significant at
2 2
the concentrations experienced in otherwise tenable fire atmospheres. The increased rate of asphyxiant uptake due to
hyperventilation caused by CO is addressed in 6.1.3.
NOTE 2 The incapacitating dose (Ct) for CO of 35 000 ppm⋅min was obtained from experiments on juvenile baboons
[3] [4]
subjected to an escape paradigm . Using the Stewart-Peterson equation , a dose of 35 000 ppm⋅min would produce
approximately 30 % carboxyhaemoglobin (COHb) saturation in humans having a respiratory minute volume of 20 l/min.
NOTE 3 The incapacitating dose (Ct) for HCN cannot be represented as a constant. The exponential expression shown was
[5]
derived from one using data obtained from studies on cynomolgus monkeys .
NOTE 4 The dose-effect data used in this subclause are based on human and non-human primate experience. Carbon
monoxide and hydrogen cyanide have identical pathomechanisms both in laboratory animals and in humans. Species-specific
metabolisms that may modulate the toxic potency of these agents are not known. The dose rate, i.e. kinetics of uptake, is
commonly higher for small animals when compared to humans, because the higher energy consumption of the former requires
a higher ventilation per unit of body mass. It is, therefore, considered adequately conservative that no adjustment in FED values
be made to reflect interspecies differences in susceptibility.
NOTE 5 Guidance on analytical methods is given in ISO/TR 9122-3.
NOTE 6 A moderate level of physical activity, equivalent to brisk walking on a level surface, is assumed. Guidance
[5]
appropriate for other levels of activity is available .
6 © ISO 2002 – All rights reserved
NOTE 7 It is assumed that heat and irritant gases have no effect on FED for asphyxiants. Although some effects are likely,
no quantitative information is available. Any interactive effects are considered to be secondary.
NOTE 8 As a result of the preceding information, it is estimated that the uncertainty in Equation (2) is ± 35 %.
6.1.3 In cases where the CO concentration exceeds 2 % by volume, the concentration terms ϕ and ϕ in
2 CO HCN
Equation (2) at each time increment shall be multiplied by a frequency factor, ν , to allow for the increased rate
CO
[5]
of asphyxiant uptake due to hyperventilation .
ϕ
CO
ν = exp (3)
CO
where ϕ is the average concentration, expressed as a volume fraction in percent, of CO .
CO
NOTE This equation is derived from an empirical fit to human hyperventilation, corrected for uptake inefficiencies in the
lung. It is accurate to within ± 20 %.
6.2 Irritant gas model
6.2.1 The effects of sensory/upper respiratory irritants and, to some extent, pulmonary irritants also, may be
[5]
assessed using the fractional effective concentration (FEC) concept shown in Equation (4) . As a first order
assumption, direct additivity of the effects of the different irritant gases is employed. It is also assumed that the
concentration of each irritant gas reflects its presence totally in the vapour phase. Fractional effective
concentrations (FECs) are determined for each irritant at each discrete increment of time. The time at which their
sum exceeds a specified threshold value represents the time available for escape relative to chosen safety criteria
(see 5.2).
ϕ
ϕϕϕϕ ϕϕ ϕ
formaldehyde
HCl SO2 NO2 acrolein irritant
HBr HF
FEC = ++ + + + + + (4)
∑
FF F F F F F F
HCl HBr HF SO2 NO2 acrolein formaldehyde Ci
where
ϕ is the average concentration, expressed as a volume fraction in parts per million (ppm), of the irritant gas;
F is the concentration, expressed as a volume fraction in parts per million (ppm), of each irritant gas that is
expected to seriously compromise occupants’ ability to take effective action to accomplish escape.
NOTE 1 Respiratory tract irritation is direct and occurs at the first contact of an inhaled irritant with susceptible tissues.
(A.4.2.) Especially for very short exposures, species-specific metabolisms that may modulate the potency of these irritants are
not likely to occur. The effectiveness of an upper respiratory tract irritant is commonly described in a concentration-dependent
manner, while a lower respiratory tract irritant acts in a concentration × time dependent manner.
At the beginning of an exposure, it takes some time for an irritant gas to equilibrate with the lining fluids of mucous membranes.
However, there are no kinetic data for this initial period, making it difficult to treat as concentration × time dependent. This
Technical Specification, therefore, considers sensory irritant effects as instantaneous.
Although the equilibration appears to occur in a time-dependent manner at lower to moderate concentrations, the equilibration
transient appears to be negligible at higher concentrations. Thus, use of the FEC (rather than the FED) is considered to be the
appropriate option with the most hazardous exposures.
NOTE 2 In addition to causing sensory/upper respiratory effects, most irritants can also penetrate deeper into the lungs,
causing pulmonary irritation effects that are related both to concentration and to the duration of the exposure, i.e. dose (A.4.3).
Respiratory distress and even death due to pulmonary oedema may occur from a few hours up to several days after exposure.
These effects are not addressed in this Technical Specification since the primary goal is to enable calculation of the time
available for people to remove themselves from the immediate danger of the fire. In most fires, the effects of asphyxiants and
heat will have reached critical levels well before a significant dose of lung irritants has been inhaled.
NOTE 3 In a manner analogous to the concept of “engineering judgment” in the engineering sciences, “toxicological
judgement” has been exercised in the establishment of criteria that are expected to seriously compromise the ability of most
exposed occupants to escape. Expert cognizance has been taken of relevant data cited in the SFPE Fire Protection
[5] [6]
Handbook , the AIHA Emergency Response Planning Guidelines (ERPG) , a published “Database for Sensory Irritants and
[7]
its Use in Establishing Occupational Exposure Limits” and draft Acute Exposure Guideline Levels (AEGLs) under development
[8]
by the U.S. Environmental Protection Agency . As a result, the following F-factors are suggested for use in Equation (4).
F 1 000 ppm F 250 ppm
HCl NO2
F 1 000 ppm F 30 ppm
HBr acrolein
F 500 ppm F 250 ppm
HF formaldehyde
F 150 ppm
SO2
NOTE 4 Guidance on analytical methods for these gases is given in ISO/TR 9122-3.
NOTE 5 Numerous other species, such as aerosols, carbonaceous soot, phosphorus compounds, isocyanates, aldehydes,
alcohols, ketones and nitriles can be formed in fires (ISO/TR 9122-1). Significant contribution of these species could require
independent experimental studies in order to integrate anticipated effects.
NOTE 6 Since sensory irritation occurs on contact, it is assumed that irritant gases act in a simply additive manner. However,
no studies involving humans or laboratory animals have been performed to validate this.
NOTE 7 It is estimated that the uncertainty associated with the use of Equation (4) is ± 50 %. This could be significantly
larger if, as referred to in Note 5, the products involved in the fire generate toxicologically important quantities of additional
irritants.
7 Mass loss model
7.1 Concentrations of fire gas toxicants as a function of time cannot readily be determined in many cases. The
basic FED concept can still be employed using mass loss, the volume into which fire effluents are dispersed and
lethal toxic potency values as determined from laboratory test methods, e.g. ISO 13344.
7.2 The value of C for the concentration of fire effluent produced from material or product “i” is related to the
i
mass loss and the volume into which the fire effluent is dispersed as shown in Equation (5).
∆m
C = (5)
i
V
where
∆m is the mass loss, expressed in grams (g);
V is the volume, expressed in cubic metres (m ).
7.3 Substitution of Equation (5) into Equation (1) yields Equation (6), which is now a mass loss model (see note),
rather than one for toxic gases.
t
n
∆m
FED=∆t (6)
∑∑
VC()t
i
it=1
where
∆m is the average accumulated mass loss, expressed in grams (g), over the time increment, ∆t;
V is the volume, expressed in cubic metres (m );
8 © ISO 2002 – All rights reserved
∆t is the time increment, expressed in minutes (min);
–3
(Ct ) is the 1/2 (LCt) (g⋅m ⋅min).
i i
Care should be taken that the conditions under which laboratory test LCt data were obtained are relevant to the
type of fire being considered (ISO/TR 9122-4, ISO 13344).
One-half of the LCt is recommended as an approximate exposure dose when relating incapacitation to
[11]
lethality . Although based on experimental data obtained from exposure of rats, this relationship is also expected
to be appropriate for human exposure (ISO/TR 9122-2). It should be recognized that LC or LCt values for fire
50 50
effluents will also include the effects of pulmonary irritants.
NOTE The mass loss model represents a considerable simplification for assessment of the life threatening effects of fire
effluents. It does not distinguish between the different effects of individual fire gases, but derives an estimate of toxic potency
from the overall lethal effects of a toxic effluent mixture, the composition of which will depend on the material or product
decomposed in a laboratory test method and the thermal decomposition conditions in a test. The results from such tests provide
an estimate of lethal toxic potency related to a 30-min exposure period and a 14-d post-exposure observation period. The lethal
toxic potency estimate, therefore, includes lethality both during and after exposure. When the data are derived from methods
described in ISO 13344, the toxic potency data represent estimated lethal toxic potency for specified gas mixtures. When the
data are derived from animal exposures, they represent the total lethal effects of the effluent mixture, including any interactions
between all known and unknown individual toxic agents present, as well as effects related to the physical form of the effluent in
terms of gases and particulate. When several different materials are involved in a fire, the toxic potencies of the effluent from
each material are assumed to be directly additive in relation to the estimated mass loss concentrations in the fire enclosure as a
function of time.
7.4 Combustible fuel in a fire often consists of a mixture of materials and products that are unidentified as to their
−3
nature and relative quantity. In these cases, a “generic” LCt value may be employed, i.e. 900 g⋅m ⋅min for well-
–3 [10],[11]
ventilated, preflashover fires and 450 g⋅m ⋅min for vitiated postflashover fires . These values are consistent
[11]
with analysis of data obtained from laboratory tests on a variety materials and products . For prevention of
–3
occupants' escape, (Ct) in Equation (6) then becomes 450 g⋅m ⋅min for well-ventilated preflashover fires and
i
−3
220 g⋅m ⋅min for vitiated postflashover fires.
–2
NOTE The vitiated postflashover exposure dose of 220 g⋅m ⋅min for prevention of occupants' escape would provide for
[4]
occupants' exposure to 38 000 ppm⋅min of CO (assuming a CO yield of 0,2). Using the Stewart−Peterson Equation , a dose of
38 000 ppm⋅min would produce approximately 34 % carboxyhaemoglobin (COHb) saturation in humans having a respiratory
minute volume of 20 l/min (see 6.1.2, Note 2).
Uncertainties in calculations associated with using the preflashover and postflashover values for prevention of
occupants’ escape are estimated to be ± 75 % and ± 30 %, respectively.
It is cautioned that “generic” LCt values represent only an approximation. Their use is subject to appropriate
sensitivity analyses, as well as to expert toxicological and engineering judgment.
7.5 Fractional effect doses (FEDs) are determined for fire effluents at each discrete increment of time. The time
at which their accumulated sum exceeds a specified threshold value represents the time available for escape
relative to chosen safety criteria (see 5.2).
8 Heat
8.1 There are three basic ways in which exposure to heat may lead to life threat:
a) hyperthermia,
b) body
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 13571
Première édition
2002-08-01
Composants dangereux du feu — Lignes
directrices pour l'estimation du temps
disponible pour l'évacuation, utilisant les
caractéristiques du feu
Life-threatening components of fire — Guidelines for the estimation of
time available for escape using fire data
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse
ii © ISO 2002 — Tous droits réservés
Sommaire Page
1 Domaine d'application. 1
2 Référence normative. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principes généraux . 4
4.1 Temps disponible pour l'évacuation. 4
4.2 Modèle pour gaz toxiques. 4
4.3 Modèle de perte de masse . 4
4.4 Modèle pour la chaleur et l'énergie rayonnante . 4
4.5 Modèle pour l'obscurcissement par la fumée. 4
5 Signification et utilité. 5
6 Modèles pour gaz toxiques. 6
6.1 Modèle pour gaz asphyxiants. 6
6.2 Modèle pour gaz irritants . 7
7 Modèle de perte de masse . 8
8 Chaleur. 10
9 Modèle de l'obscurcissement par la fumée. 12
10 Rapport. 13
Annexe A (informative) Contexte et mécanismes du potentiel toxique. 14
Bibliographie . 19
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/TS 13571 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.
L'Annexe A de cette Spécification technique est donnée uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2002 — Tous droits réservés
Introduction
Lorsque l'on évalue les risques du feu pour l'homme, le critère décisif pour garantir la survie en cas d'incendie
est que le temps disponible pour l'évacuation soit supérieur au temps nécessaire à l'évacuation. (Dans le
contexte de la présente Spécification technique, l'évacuation peut se faire vers un lieu sûr.) L'unique objectif
de la méthodologie décrite ici est de proposer un cadre de travail permettant d'estimer le temps disponible
pour l'évacuation.
Le temps disponible pour l'évacuation correspond à l'intervalle entre l'allumage de l'incendie et le moment à
partir duquel les conditions deviennent si insoutenables que les occupants ne sont plus en mesure de prendre
en charge leur propre évacuation. Lors d'un incendie, les conditions insoutenables sont provoquées par:
a) l'exposition à une chaleur rayonnante et convective;
b) l'inhalation de gaz asphyxiants;
c) l'exposition à des produits irritants sensoriels/des voies respiratoires supérieures; et
d) l'obscurcissement visuel par la fumée.
Le temps nécessaire à l'évacuation est le temps nécessaire aux occupants pour aller du lieu où ils se
trouvaient au moment de l'allumage jusqu'à un lieu sûr. Lorsque les occupants sont exposés à la chaleur et
aux effluents du feu, leur comportement d'évacuation, leur rapidité de mouvement et leur choix d'une issue de
secours sont également affectés, réduisant l'efficacité de leurs actions et retardant l'évacuation
(ISO/TR 13387-8). Ces facteurs influent sur le temps nécessaire à l'évacuation, et ne sont donc pas pris en
compte dans la présente Spécification technique.
La méthodologie décrite dans les présentes ne peut être utilisée seule pour évaluer la sécurité globale de
matériaux ou produits spécifiques face au feu, et ne peut par conséquent pas constituer une méthode d'essai.
Les équations qui figurent dans la présente Spécification technique doivent plutôt servir dans le cadre d'une
analyse des risques ou dangers du feu [ISO 13387 (toutes les parties)]. Dans ce type d'analyse, le temps
disponible calculé pour l'évacuation dépend des caractéristiques du feu, de l'enceinte et des occupants eux-
mêmes. La nature du feu (par exemple, le taux de dégagement de chaleur, la quantité et le type de
combustible, la composition chimique du combustible) et de l'enceinte (par exemple, ses dimensions, la
ventilation) détermine les concentrations en gaz toxique, la température des gaz et des parois et la densité de
fumée dans l'enceinte comme fonction de temps. Les caractéristiques des occupants (par exemple, leur âge,
état de santé, position par rapport au feu, activité au moment de l'exposition) déterminent également l'impact
de leur exposition à la chaleur et à la fumée. L'interaction entre ces facteurs est illustrée schématiquement par
la Figure A.1 de l'annexe A. En outre, l'exposition est en partie estimée grâce à des hypothèses concernant la
position de la tête des occupants par rapport à la couche de fumée chaude qui se forme près du plafond et
descend à mesure que le feu prend de l'ampleur. En raison de ces différents facteurs, chaque occupant aura
un temps d'évacuation disponible différent (voir aussi A.5 de l'annexe A).
L'annexe A décrit le contexte et les mécanismes du composant toxique des effluents du feu constituant un
risque mortel. Les effets tels que les produits toxiques asphyxiants, le monoxyde de carbone et le cyanure
d'hydrogène (A.3), effets tant de l'irritation sensorielle/des voies respiratoires supérieures (A.4.2) que de
l'irritation pulmonaire (A.4.3) sont pris en compte.
L'aspect chaleur couvre à la fois l'exposition à la chaleur rayonnante et à la chaleur convective.
L'impact initial de l'obscurcissement par la fumée est un des facteurs affectant le temps nécessaire aux
occupants pour évacuer (voir A.2). Cet aspect de l'obscurcissement par la fumée n'est donc pas étudié ici.
Toutefois, il se peut que l'obscurcissement par la fumée gagne une ampleur telle qu'il désoriente les
occupants et les empêche de prendre les mesures nécessaires à leur évacuation, limitant ainsi le temps
disponible. C'est pourquoi il est étudié dans la présente Spécification technique.
Si l'on se réfère aux données humaines et animales disponibles, mais en l'absence de données humaines
définitives et quantifiables, les effets des produits toxiques asphyxiants, des irritants sensoriels, de la chaleur
et de l'obscurcissement sont chacun considérés comme agissant indépendamment. Certains niveaux
d'interaction entre ces composants ont déjà été rencontrés (A.6), mais sont considérés comme secondaires
dans la présente Spécification technique.
Les effets toxiques des aérosols et des particules et les interactions, quelles qu'elles soient, ne sont pas pris
en compte dans la présente Spécification technique. En se basant sur les données relatives aux humains et
aux animaux, il est connu que la forme physique des effluents toxiques a une certaine influence sur
l'incapacité extrême mais ces effets sont considérés comme secondaires en comparaison aux effets directs
des effluents en phase vapeur et ne sont pas facilement quantifiables.
Les répercussions sur la santé après exposition aux atmosphères du feu ne sont pas prises en compte dans
la présente Spécification technique bien que l'on reconnaisse qu'elles se produisent. L'état de santé préalable
peut être exacerbé et des séquelles mettant potentiellement la vie en danger peuvent apparaître après
exposition aux asphyxiants et aux irritants pulmonaires (A.3.2 et A.4.3).
Les équations figurant dans la présente méthodologie permettent d'estimer la situation des occupants
exposés à des intervalles de temps discrets tout au long du scénario feu, jusqu'au moment où l'exposition en
question peut empêcher les occupants de prendre les mesures nécessaires à leur propre évacuation. La
comparaison de cette durée avec le temps nécessaire à l'évacuation des occupants dans un lieu sûr
(déterminé à part à l'aide d'une autre méthodologie), sert à évaluer l'efficacité de la conception d'un bâtiment
en matière de sécurité au feu. Si une telle comparaison devait révéler un temps d'évacuation disponible
insuffisant, différentes stratégies de protection devraient alors être envisagées par l'ingénieur en charge de la
sécurité au feu.
Les recommandations qui figurent dans la présente Spécification technique reposent sur les meilleurs
jugements scientifiques disponibles en faisant appel à l'état actuel des connaissances, bien que non
exhaustives sur les conséquences de l'exposition humaine aux effluents du feu. Cette méthodologie ne peut
notamment pas garantir l'état de santé des occupants après l'évacuation, étant donné que l'interaction de tous
les risques mortels potentiels et que les conséquences à court ou à long terme de l'exposition à la chaleur et
aux effluents du feu n'ont jusqu'à présent pas été entièrement identifiées ni validées.
La présente Spécification technique comprend une part d'incertitude pour chaque mode opératoire.
L'utilisateur est encouragé à évaluer l'importance de ces incertitudes et de toutes les autres lors de
l'estimation de l'issue d'un scénario feu donné.
vi © ISO 2002 — Tous droits réservés
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 13571:2002(F)
Composants dangereux du feu — Lignes directrices pour
l'estimation du temps disponible pour l'évacuation, utilisant les
caractéristiques du feu
1 Domaine d'application
La présente Spécification technique n'est qu'un des nombreux outils disponibles pour la gestion de la sécurité
au feu. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec des modèles pour l'analyse de la déclaration et du
développement d'un incendie, de la propagation du feu, de la formation et du mouvement de la fumée, de la
génération, du transport et de la désintégration des espèces chimiques et du mouvement des personnes,
ainsi que pour la détection et l'extinction des incendies. La présente Spécification technique ne doit être
utilisée que dans ce contexte.
La présente Spécification technique traite des conséquences de l'exposition des individus aux composants du
feu constituant un risque mortel lorsque les occupants évoluent dans une structure cloisonnée. Les
concentrations en effluents du feu, qui sont fonction du temps et de l'environnement thermique d'un feu sont
déterminés par la vitesse de propagation du feu, les débits des divers gaz de combustion émis par les
combustibles impliqués, les caractéristiques de ces gaz en matière de désintégration et la ventilation de la
structure (voir A.1). Une fois ces paramètres déterminés, la méthodologie présentée dans la présente
Spécification technique peut être utilisée pour l'estimation du temps d'évacuation disponible.
La présente Spécification technique fournit des lignes directrices d'évaluation des composants qui, dans
l'analyse des risques du feu, constituent un risque mortel en termes de statut d'exposition des individus à
intervalles de temps discrets. Elle permet de déterminer un seuil de tolérance au-delà duquel il est estimé que
les occupants ne seront plus à même de prendre les mesures nécessaires à leur propre évacuation (voir A.2).
Les composants constituant un risque mortel considérés sont la toxicité des effluents du feu, la chaleur et
l'obscurcissement par la fumée. Deux méthodes sont présentées pour l'évaluation de la toxicité des effluents
du feu: le modèle pour gaz toxiques et le modèle de perte de masse.
Des aspects tels que l'impact initial de l'obscurcissement par la fumée affectant le temps nécessaire aux
occupants pour évacuer, les effets toxiques des aérosols et des particules et les interactions, quelles qu'elles
soient avec les effluents gazeux du feu ainsi que les répercussions sur la santé d'une exposition à des
atmosphères de feu ne sont pas pris en compte dans la présente Spécification technique (voir l'Introduction).
2 Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Spécification technique. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties
prenantes aux accords fondés sur la présente Spécification technique sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer l'édition la plus récente du document normatif indiqué ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Spécification technique, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13943
ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
asphyxiant
produit toxique ayant des effets hypoxiques, notamment sur les systèmes nerveux et/ou cardio-vasculaire
centraux, entraînant une perte de conscience et, à la fin, la mort
3.2
courbe concentration-temps
graphique représentant la concentration d'un gaz toxique ou d'un effluent du feu comme une fonction de temps
NOTE La concentration d'un gaz toxique est exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm) (3.14), ou
−3
en grammes par mètre cube (g⋅m ) pour un effluent du feu.
3.3
produit Ct
produit de la concentration par le temps, pour un gaz toxique ou pour un effluent du feu, obtenu en intégrant
la surface sous la courbe concentration-temps
NOTE Le produit Ct d'un produit toxique gazeux est exprimé en fraction volumique en parties par million (3.14)
−3
multipliée par des minutes (ppm·min) ou, pour un effluent du feu, en grammes par mètre cube (g⋅m ).
3.4
évacuation
mesures effectives prises par les occupants pour évacuer et trouver un lieu sûr
3.5
dose d'exposition
produit Ct d'un gaz toxique ou d'un effluent du feu qui peut être inhalé, c'est à dire la surface intégrée sous la
courbe concentration-temps
3.6
effluent du feu
ensemble d'effluents gazeux, de particules ou d'aérosols issus de la combustion ou de la pyrolyse
3.7
concentration partielle engendrant des effets donnés
FEC
rapport de la concentration d'un produit irritant à la concentration censée produire un effet donné sur un sujet
de sensibilité moyenne qui y est exposé
NOTE 1 Le concept de FEC peut faire référence à tout effet, y compris l'incapacité, la mort ou même d'autres issues.
Dans le contexte de la présente Spécification technique, FEC fait uniquement référence à l'incapacité.
NOTE 2 Lorsqu'il n'est pas utilisé pour un produit irritant particulier, le terme FEC représente la somme de toutes les
FEC de tous les produits irritants de l'atmosphère de combustion.
3.8
dose partielle engendrant des effets donnés
FED
rapport du produit Ct d'un produit toxique asphyxiant au produit Ct de l'asphyxiant censé produire un effet
donné sur un sujet de sensibilité moyenne qui y est exposé
NOTE 1 Le concept de FED peut faire référence à tout effet, y compris l'incapacité, la mort ou même d'autres issues.
Dans le contexte de la présente Spécification technique, FED fait uniquement référence à l'incapacité.
NOTE 2 Lorsqu'il n'est pas utilisé pour un produit asphyxiant particulier, le terme FED représente la somme de toutes
les FED de tous les produits asphyxiants de l'atmosphère de combustion.
2 © ISO 2002 — Tous droits réservés
3.9
incapacité
état d'inaptitude physique à accomplir une tâche spécifique
EXEMPLE Incapacité d'un individu à prendre en charge sa propre évacuation d'un lieu touché par un incendie.
3.10
irritation sensorielle/des voies respiratoires supérieures
stimulation des récepteurs nerveux des yeux, du nez, de la bouche, de la gorge et des voies respiratoires
provoquant divers degrés de gêne ou de douleur et s'accompagnant de réactions de nombreux systèmes de
défense physiologique
3.11
LC
concentration d'un gaz toxique ou d'un effluent du feu, calculée statistiquement à partir des données de
concentration, qui entraîne une mortalité de 50 % des animaux soumis à essai pendant une durée spécifiée
d'exposition et de post-exposition
NOTE Le LC est exprimé en fraction volumique en parties par million (ppm), ou en grammes par mètre cube
−3
(g⋅m ) pour un effluent du feu.
3.12
LCt
produit de la concentration d'un gaz toxique ou d'un effluent du feu par la durée spécifiée d'exposition qui
entraîne une mortalité de 50 % des animaux soumis à essai.
−3
NOTE Le LCt est exprimé en ppm·min pour un gaz toxique unique et en g⋅m pour l'effluent du feu total.
3.13
taux de perte de masse
perte de masse d'un matériau par unité de temps dans des conditions spécifiées
3.14
parties par million
ppm
fraction volumique d'un gaz × 10
NOTE Les concentrations en gaz toxiques sont exprimées en fractions volumiques (ppm) plutôt qu'en fractions
massiques car les utilisateurs potentiels se servent plus volontiers des fractions volumiques pour quantifier les expositions
des individus.
3.15
fumée
suspension visible de particules solides et/ou liquides dans des gaz sous l'effet de la combustion ou de la
pyrolyse
3.16
temps disponible pour l'évacuation
intervalle entre l'allumage de l'incendie et le moment à partir duquel les conditions deviennent si insoutenables
que les occupants ne sont plus en mesure de prendre en charge leur propre évacuation vers un lieu sûr
NOTE L'expression «temps disponible pour l'évacuation» telle qu'elle est utilisée dans la présente Spécification
technique peut ou peut ne pas être équivalente au terme couramment utilisé ASET (Available Safe Escape Time), car
l'utilisateur peut choisir l'objectif fixé en matière de sécurité au feu.
3.17
temps nécessaire à l'évacuation
temps nécessaire aux occupants pour aller du lieu où ils se trouvaient au moment de l'allumage jusqu'à un
lieu sûr
NOTE Telle qu'utilisée dans la présente Spécification technique, l'expression «temps nécessaire à l'évacuation» est
destinée à être équivalente au terme couramment utilisé RSET (Required Safe Escape Time). Voir ISO/TR 13387-8:1999.
3.18
danger de toxicité
potentiel de danger présenté par une exposition à des produits toxiques de combustion
4 Principes généraux
4.1 Temps disponible pour l'évacuation
Le temps disponible pour échapper à un feu correspond au moment à partir duquel les occupants ne peuvent
plus prendre les mesures effectives pour procéder à leur propre évacuation. C'est le plus court des quatre
intervalles de temps estimés en prenant en compte les gaz de combustion asphyxiants, les gaz de
combustion irritants, la chaleur et l'obscurcissement visuel par la fumée.
4.2 Modèle pour gaz toxiques
4.2.1 L'évaluation des composants asphyxiants dans une analyse des dangers présentés par des produits
toxiques repose sur la dose d'exposition à chaque produit toxique, c'est à dire l'aire intégrée sous chaque
courbe concentration-temps (voir ISO/TR 9122-5). Tous les produits asphyxiants font l'objet d'une
détermination de leur dose partielle engendrant des effets donnés (FED) à chaque incrément discret de temps.
Le moment où leur somme cumulée dépasse une valeur-seuil prédéterminée correspond au temps disponible
pour l'évacuation selon les critères de sécurité choisis.
4.2.2 L'évaluation des composants gazeux irritants dans une analyse des dangers présentés par des
produits toxiques repose uniquement sur la concentration en chacun des composants irritants. Tous les
composants irritants font l'objet d'une détermination de leur concentration partielle engendrant des effets
donnés (FEC) à chaque incrément discret de temps. Le moment où leur somme dépasse une valeur-seuil
prédéterminée correspond au temps disponible pour l'évacuation selon les critères de sécurité choisis.
4.3 Modèle de perte de masse
Le modèle de perte de masse consiste en une simple évaluation du temps dont disposent les occupants pour
évacuer à l'aide de l'ensemble des données sur le potentiel toxique mortel des effluents du feu obtenues
grâce aux essais en laboratoire (ISO 13344:1996). Toutefois, il ne fait pas la distinction entre les effets
toxiques des différents composants des effluents du feu. Le principe de base repose sur les doses
d'exposition des effluents du feu générés par les matériaux et les produits, c'est à dire les aires intégrées sous
leurs courbes concentration-temps. Les effluents du feu font l'objet d'une détermination de leurs doses
partielles engendrant des effets donnés (FED) à chaque incrément discret de temps. Le moment où leur
somme cumulée dépasse une valeur-seuil prédéterminée correspond au temps disponible pour l'évacuation
selon les critères de sécurité choisis.
4.4 Modèle pour la chaleur et l'énergie rayonnante
La chaleur et l'énergie rayonnante sont évaluées au moyen d'un modèle reposant sur la détermination des
doses partielles engendrant des effets donnés (FED), modèle analogue à celui utilisé pour les gaz de
combustion. Le moment où la somme cumulée des doses partielles de chaleur et d'énergie rayonnante
dépasse une valeur-seuil prédéterminée correspond au temps disponible pour l'évacuation selon les critères
de sécurité choisis.
4.5 Modèle pour l'obscurcissement par la fumée
A mesure que la fumée s'accumule dans une enceinte, il devient de plus en plus difficile pour ses occupants
de retrouver leur chemin. Ce paramètre affecte significativement le temps nécessaire à leur évacuation. De
plus, lorsqu'une certaine densité de fumée est atteinte, les occupants n'arrivent plus à discerner les limites de
l'enceinte, et ne savent plus quelle est leur position par rapport aux portes, murs, fenêtres, etc., même s'ils
sont familiers du lieu où ils se trouvent. Lorsque ce seuil est atteint, les occupants peuvent arriver à un tel
degré de désorientation qu'ils ne sont plus en mesure d'évacuer. Ce seuil correspond au temps disponible
pour évacuer en raison de l'obscurcissement par la fumée.
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5 Signification et utilité
5.1 Les concepts de dose partielle engendrant des effets donnés (FED) et de concentration partielle
engendrant des effets donnés (FEC) sont des éléments fondamentaux de la méthodologie de la présente
Spécification technique. Ces deux concepts font référence à la manifestation d'effets physiologiques
spécifiques présentés par des individus exposés.
5.2 Étant donné le domaine d'application de la présente Spécification technique, des FED et/ou FEC d'une
valeur de 1,0 sont associées, par définition, à des effets sublétaux qui rendraient des occupants de sensibilité
moyenne incapables de procéder à leur propre évacuation. La diversité des réponses humaines aux
agressions toxicologiques est le mieux illustrée par une distribution en fréquences qui tient compte de la
diversité des sensibilités face à l'agression. Certains individus sont plus sensibles que la moyenne, tandis que
d'autres peuvent être plus résistants (voir A.5). L'approche traditionnelle en toxicologie consiste à utiliser un
facteur de sécurité afin de tenir compte des variations selon les individus et de protéger ainsi les sous-
[1]
populations les plus vulnérables .
À titre d'exemple, dans le cadre de scénarios feu raisonnables, des valeurs-seuils de FED et/ou FEC de 0,3
pourraient être utilisées pour les occupations les plus générales afin de tenir compte de l'évacuation des
sous-populations les plus vulnérables. Toutefois, l'utilisateur de la présente Spécification technique a la
possibilité de choisir d'autres valeurs-seuils FED et/ou FEC afin de s'adapter aux objectifs fixés en matière de
sécurité au feu. Des valeurs-seuils FED et/ou FEC plus conventionnelles peuvent être employées pour les
enceintes devant être occupées par des sous-populations particulièrement vulnérables. Quelles que soient les
valeurs-seuils de FED et FEC choisies, il est nécessaire d'utiliser une seule et même valeur pour les FED et
les FEC pour le calcul du temps disponible pour l'évacuation.
NOTE A l'heure actuelle, la distribution en fréquences des réponses humaines aux gaz de combustion n'est pas
connue. En l'absence d'informations contradictoires, une distribution en fréquences log-normale des réponses humaines
semble un choix raisonnable pour représenter une distribution à pic unique avec une valeur minimum de zéro et pas de
plafond. Par définition, les FED et FEC d'une valeur-seuil de 1,0 correspondraient à la valeur médiane de la distribution,
une moitié de la population étant plus sensible à une agression et l'autre moitié moins sensible. Les statistiques montrent
alors [2] qu'à une FEC et/ou une FED d'une valeur-seuil de 0,3, 11,4 % de la population serait sensible à des expositions
moins graves (inférieures à 0,3), et serait donc statistiquement incapable de procéder à sa propre évacuation. Des
valeurs-seuils moins élevées réduiraient cette proportion de la population. Toutefois, il n'existe aucune valeur-seuil
suffisamment basse pour garantir statistiquement la sécurité de chaque occupant.
5.3 Les concentrations-fonction du temps en effluents du feu auxquelles les occupants, qui sont souvent en
mouvement, sont exposés peuvent seulement être déterminées grâce à des modèles feu informatiques et/ou
à une série d'expériences grandeur nature. Il n'est pas valable d'intégrer les concentrations en effluents du
feu ou les valeurs de densité optique de la fumée obtenues en laboratoire dans les équations présentées
dans la présente Spécification technique.
5.4 La méthodologie décrite n'a pas été et ne peut pas être validée par des expériences faisant appel à des
individus. Il faut admettre que des incertitudes demeurent quant à l'exactitude des données expérimentales
sur lesquelles se basent les équations, la représentation de ces données par une fonction algébrique,
l'exactitude des hypothèses quant à la non interaction des gaz de combustion entre eux et avec la chaleur, la
vulnérabilité des individus par rapport à la vulnérabilité des animaux de laboratoire, etc. Ces incertitudes sont
estimées dans les paragraphes qui suivent. Comme pour tout calcul d'ingénierie, il est recommandé d'inclure
ces incertitudes dans l'estimation de l'incertitude globale d'une analyse de risque ou de danger d'incendie.
Cela permet à l'utilisateur de déterminer si la différence entre les résultats de ces deux analyses relève d'un
véritable écart ou est insoluble.
NOTE L'incertitude dans l'estimation du temps d'évacuation disponible dépend de façon non linéaire de l'incertitude
relative aux calculs des FED et FEC. (Par exemple, ces incertitudes pourraient avoir un impact réduit sur l'issue anticipée
d'incendies se propageant rapidement).
5.5 Il existe très peu d'informations sur les expositions d'une heure ou plus. Par conséquent, l'exactitude
des équations figurant dans la présente Spécification technique et les prévisions quant à l'issue de scénarios
feu plus longs ne sont pas garanties. Il est recommandé à l'utilisateur de la présente Spécification technique
de prendre les plus grandes précautions lors de la réalisation d'estimations impliquant des temps d'exposition
d'occupants de plus de 1 h.
6 Modèles pour gaz toxiques
6.1 Modèle pour gaz asphyxiants
6.1.1 Les doses partielles engendrant des effets donnés (FED) sont déterminées pour chaque produit
asphyxiant à chaque incrément discret de temps. Le moment où leur somme cumulée dépasse une valeur-
seuil prédéterminée correspond au temps disponible pour l'évacuation selon les critères de sécurité choisis
(voir 5.2). Le principe de base du modèle, dans sa forme la plus simple, pour calculer la dose partielle
engendrant des effets donnés (FED) est représenté par l'Équation (1):
t
n
C
i
FED =∆tt∆ (1)
∑∑
Ct
()
it=1 i
où
C est la concentration moyenne, exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm) en gaz
i
asphyxiant “i” pendant l'incrément de temps choisi;
∆t est l'incrément de temps choisi, exprimé en minutes (min);
(Ct) est la dose d'exposition spécifique exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm)
i
multipliée par des minutes (ppm⋅min) qui empêcherait l'évacuation des occupants.
6.1.2 Une forme étendue de l'Équation (1) est donnée à l'Équation (2) dans laquelle le monoxyde de
carbone (CO) et le cyanure d'hydrogène (HCN) sont les gaz asphyxiants et où les doses prédeterminées
d'exposition sont représentées par des facteurs [par exemple, 35 000 correspond à la dose incapacitante (Ct)
de CO pour 35 000 ppm⋅min] donnée pour chacun de ces gaz (voir notes 2 et 3).
tt
exp ϕ /43
ϕ ()
HCN
CO
FED=∆tt+ ∆ (2)
∑∑
35 000 220
tt
où
ϕ est la concentration moyenne exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm) en CO
CO
pendant l'incrément de temps ∆t;
ϕ est la concentration moyenne exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm) en
HCN
HCN pendant l'incrément de temps ∆t;
∆t est l'incrément de temps exprimé en minutes (min).
NOTE 1 Toutes les preuves disponibles étayent l'hypothèse de travail selon laquelle, dans les atmosphères de
combustion typiques, le CO et l'HCN sont les seuls produits de combustion asphyxiants ayant une influence significative
sur le temps disponible pour l'évacuation. L'appauvrissement en oxygène peut également provoquer l'asphyxie, mais il
n'est pas pris en compte tant que les concentrations en O ne tombent pas en dessous de 13 %. (L'utilisateur est prié de
se reporter à la référence [5] pour les concentrations en O inférieures à 13 %). L'effet narcotique du CO n'est pas
2 2
significatif avec les concentrations rencontrées dans des atmosphères de combustion par ailleurs supportables.
L'ingestion accrue de produits asphyxiants en raison de l'hyperventilation provoquée par le CO est traitée en 6.1.3.
NOTE 2 Une dose de CO incapacitante (Ct) de 35 000 ppm⋅min a été obtenue suite à des expériences sur de jeunes
[3] [4]
babouins placés dans une configuration d'évacuation . Si l'on se réfère à l'équation Stewart-Peterson , une dose de
35 000 ppm⋅min engendrerait une saturation en carboxyhémoglobine (COHb) d'environ 30 % chez les individus ayant une
capacité respiratoire de 20 l/min.
NOTE 3 La dose incapacitante (Ct) de HCN ne peut être représentée par une constante. L'expression exponentielle
[5]
utilisée contient des données provenant d'études sur des macaques .
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NOTE 4 Les données dose-effet utilisées dans ce paragraphe reposent sur des cas rencontrés chez les individus et
les primates. Le monoxyde de carbone et le cyanure d'hydrogène présentent des pathomécanismes identiques chez
l'homme et chez les animaux de laboratoire. Les métabolismes spécifiques à chaque espèce pouvant moduler le potentiel
toxique de ces agents ne sont pas connus. Le débit de dose, c'est à dire la cinétique d'ingestion, est généralement plus
élevé chez les petits animaux en comparaison avec les humains, car leur plus grande consommation d'énergie nécessite
une ventilation plus importante par unité de poids corporel. Il est donc considéré plus prudent de ne pas réajuster les
valeurs de FED pour refléter les différences de vulnérabilité selon les espèces.
NOTE 5 Un guide des méthodes analytiques est donné dans l'ISO/TR 9122-3.
NOTE 6 On présuppose un niveau modéré d'activité physique, équivalent à des pas rapides sur une surface plane.
[5]
Les recommandations correspondant aux autres niveaux d'activité sont également disponibles .
NOTE 7 On présuppose que la chaleur et les gaz irritants n'ont pas de répercussions sur les FED des produits
asphyxiants. Bien qu'il soit probable que cela existe, aucune information quantitative n'est disponible à ce sujet. Tous les
effets interactifs sont considérés secondaires.
NOTE 8 À la lumière des informations qui précèdent, on estime que l'incertitude dans l'Équation (2) est de l'ordre de
± 35 %.
6.1.3 Dans les cas où la concentration en CO dépasse 2 % par volume, les termes de concentration ϕ
2 CO
et ϕ de l'Équation (2) doivent être multipliés pour chaque incrément de temps par un coefficient de
HCN
[5]
fréquence, ν , tenant compte de l'ingestion accrue de produit asphyxiant due à l'hyperventilation .
CO
ϕ
CO
ν = exp (3)
CO
où ϕ est la concentration moyenne, exprimée en fraction volumique en pourcentage, de CO .
CO 2
NOTE L'Équation (3) est dérivée d'une extrapolation empirique de l'hyperventilation humaine, ajustée pour tenir
compte des difficultés d'ingestion du poumon. Elle est exacte à ± 20 %.
6.2 Modèle pour gaz irritants
6.2.1 Les effets de l'irritation sensorielle/des voies respiratoires supérieures et, dans une certaine mesure,
de l'irritation pulmonaire, peuvent être évalués à l'aide du concept de concentration partielle engendrant des
[5]
effets donnés (FEC) illustré par l'Équation (4) . L'additivité directe des effets des différents gaz irritants est
utilisée comme postulat de départ. On présuppose également que la concentration de chaque gaz irritant
reflète sa présence totale dans la phase vapeur. Tous les composants irritants font l'objet d'une détermination
de leur concentration partielle engendrant des effets donnés (FEC) à chaque incrément discret de temps. Le
moment où leur somme dépasse une valeur-seuil prédéterminée correspond au temps disponible pour
l'évacuation selon les critères de sécurité choisis (voir 5.2).
ϕϕ
ϕ
ϕϕ ϕ
ϕϕ SO NO formaldéhyde
HCI HBr HF 22 acroléine irritant
FEC=+ + + + + + + (4)
∑
FF F F F F F F
HCI HBr HF SO NO acroléine formaldéhyde C
22 i
où
ϕ est la concentration de gaz irritant exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm) en
gaz irritant;
F est la concentration de gaz irritant, exprimée en fraction volumique en parties par million (ppm)
susceptible de compromettre gravement l'aptitude des occupants à prendre les mesures nécessaires
à leur évacuation.
NOTE 1 L'irritation de l'appareil respiratoire est directe et se manifeste dès le premier contact entre le produit irritant
inhalé et les tissus sensibles. (A.4.2) Il est improbable que des métabolismes spécifiques à chaque espèce puissent
moduler le potentiel de ces produits irritants, en particulier lors d'expositions très courtes. L'efficacité d'un produit irritant
l'appareil respiratoire supérieur est généralement décrite en relation avec sa concentration, tandis qu'un produit irritant
l'appareil respiratoire inférieur agit selon une configuration concentration × temps.
Au début d'une exposition, il faut du temps avant que le gaz irritant s'équilibre avec les liquides de l'épithélium des
muqueuses. Cependant, il n'y a pas de données cinétiques sur cette phase initiale, et il est donc difficile de dire si le
phénomène se produit en fonction de la concentration × temps. Par conséquent, la présente Spécification technique
considère les effets des produits irritants sensoriels comme instantanés.
Bien que l'équilibrage semble être fonction du temps lorsque les concentrations sont faibles à modérées, le caractère
transitoire de l'équilibration est négligeable lorsque les concentrations sont plus importantes. Par conséquent, l'utilisation
des FEC (plutôt que des FED) pour les concentrations les plus dangereuses semble être l'option la plus raisonnable.
NOTE 2 En plus d'avoir des effets sensoriels/sur les voies respiratoires supérieures, la plupart des produits irritants
peuvent également pénétrer plus profondément dans les poumons, provoquant des irritations pulmonaires liées à la fois à
la concentration et à la durée de l'exposition, c'est à dire à la dose (A 4.3). Une détresse respiratoire, et même la mort en
cas d'œdème pulmonaire, peuvent survenir quelques heures voire plusieurs jours après l'exposition. Ces effets ne sont
pas traités dans la présente Spécification technique, étant donné que son objectif premier est de calculer le temps dont
disposent les individus pour se soustraire au danger immédiat représenté par le feu. Dans la plupart des incendies, les
effets des produits asphyxiants et de la chaleur auront atteint des niveaux critiques bien avant qu'une dose significative de
produits irritants pour les poumons ait été inhalée.
NOTE 3 À l'image du concept de «jugement d'ingénierie» utilisé dans les sciences de l'ingénierie, un «jugement
toxicologique» a été exercé dans l'établissement des critères susceptibles de compromettre gravement la capacité de la
plupart des occupants exposés à fuir. Les données pertinentes issues du SFPE Fire Protection Handbook [5], du AIHA
[6]
Emergency Response Planning Guidelines (ERPG) , de la «Database for Sensory Irritants and its Use in Establishing
Occupational Exposure Limits» (base de données sur les produits irritants sensoriels et son utilisation pour l'établissement
[7]
des limites d'exposition) et d'un projet de Acute Exposure Guideline Levels (AEGL) en cours de développement par
[8]
l'agence américaine pour la protection de l'environnement , ont été prises en compte. Suite à cela, l'utilisation des
coefficients F suivants dans l'Équation (4) a été suggérée.
F 1 000 ppm F 250 ppm
HCI NO2
F 1 000 ppm F 30 ppm
HBr acroléine
F 500 ppm F 250 ppm
HF formaldéhyde
F 150 ppm
SO2
NOTE 4 l'ISO/TR 9122-3 fournit des recommandations de méthode d'analyse pour ces gaz.
NOTE 5 De nombreuses autres espèces chimiques, telles que les aérosols, le carbone-suie, les composés
phosphorés, les isocyanates, les aldéhydes, les alcools, les cétones et les nitriles, peuvent se former dans le feu
(ISO/TR 9122-1). En cas de concentration importante de ces espèces, des études expérimentales complémentaires
peuvent s'avérer nécessaires afin d'intégrer les effets anticipés.
NOTE 6 Étant donné que les irritations sensorielles surviennent après un contact, on suppose que les gaz irritants
agissent par simple superposition. Toutefois, aucune étude effectuée sur des individus ou des animaux de laboratoire ne
permet de valider cette hypothèse.
NOTE 7 On estime que l'incer
...
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