ISO 24678-3:2022
(Main)Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 3: Ceiling jet flows
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 3: Ceiling jet flows
This document specifies the requirements governing the application of a set of explicit algebraic formulae for the calculation of specific characteristics of ceiling jet flows.
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques — Partie 3: Écoulements en jet sous plafond
Le présent document spécifie les exigences qui régissent l’application d’un ensemble de formules algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques des écoulements en jet sous plafond.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 24678-3
First edition
2022-08
Fire safety engineering —
Requirements governing algebraic
formulae —
Part 3:
Ceiling jet flows
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 3: Écoulements en jet sous plafond
Reference number
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Published in Switzerland
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ISO 24678-3:2022(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Requirements governing the description of physical phenomena.3
5 Requirements governing the calculation process. 3
6 Requirements governing limitations . 3
7 Requirements governing input parameters . 3
8 Requirements governing the domain of applicability . 3
9 Example of documentation . 3
Annex A (informative) Formulae for quasi-steady state, axisymmetric ceiling jet flows
from a circular or near-circular fire source under unobstructed ceiling .4
Bibliography .19
iii
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire
safety engineering.
This first edition cancels and replaces ISO 16736:2006, which has been technically revised.
The main changes are as follows:
— the main body has been simplified by making reference to ISO 24678-1;
— a formula for time-mean temperature rise of a ceiling jet in a smoke layer, Formula (A.8), has been
added in Annex A;
— comparisons with experimental data have been added in Annex A.
A list of all parts in the ISO 24678 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 24678-3:2022(E)
Introduction
The ISO 24678 series is intended to be used by fire safety practitioners involved with fire safety
engineering calculation methods. It is expected that the users of this document are appropriately
qualified and competent in the field of fire safety engineering. It is particularly important that users
understand the parameters within which particular methodologies may be used.
Algebraic formulae conforming to the requirements of this document are used with other engineering
calculation methods during a fire safety design. Such a design is preceded by the establishment of a
context, including the fire safety goals and objectives to be met, as well as performance criteria when
a trial fire safety design is subject to specified design fire scenarios. Engineering calculation methods
are used to determine if these performance criteria are met by a particular design and if not, how the
design needs to be modified.
The subjects of engineering calculations include the fire-safe design of entirely new built environments,
such as buildings, ships or vehicles, as well as the assessment of the fire safety of existing built
environments.
The algebraic formulae discussed in this document can be useful for estimating the consequences of
design fire scenarios. Such formulae are valuable for allowing the practitioner to quickly determine
how a proposed fire safety design needs to be modified to meet performance criteria and to compare
among multiple trial designs. Detailed numerical calculations can be carried out up until the final
design documentation. Examples of areas where algebraic formulae have been applicable include
determination of convective and radiative heat transfer from fire plumes, prediction of ceiling jet flow
properties governing detector response times, calculation of smoke transport through vent openings,
and analysis of compartment fire hazards such as smoke filling and flashover. However, the simple
models often have stringent limitations and are less likely to include the effects of multiple phenomena
occurring in the design scenarios.
The general principles of fire safety engineering are described in ISO 23932-1, which provides a
performance-based methodology for engineers to assess the level of fire safety for new or existing built
environments. Fire safety is evaluated through an engineered approach based on the quantification
of the behaviour of fire and based on knowledge of the consequences of such behaviour on life safety,
property and the environment. ISO 23932-1 provides the process (i.e. necessary steps) and essential
elements for conducting a robust performance-based fire safety design.
ISO 23932-1 is supported by a set of fire safety engineering documents on the methods and data
needed for all the steps in a fire safety engineering design as summarized in Figure 1 (taken from
ISO 23932-1:2018, Clause 4). This set of documents is referred to as the Global fire safety engineering
analysis and information system. This global approach and system of standards provides an awareness
of the interrelationships between fire evaluations when using the set of fire safety engineering
documents. The set of documents includes ISO/TS 13447, ISO 16730-1, ISO 16732-1, ISO 16733-1,
ISO/TS 16733-2, ISO 16734, ISO 16735, ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-1, ISO 24679-1,
ISO/TS 29761 and other supporting Technical Reports that provide examples of and guidance on the
application of these documents.
Each document supporting the global fire safety engineering analysis and information system includes
language in the introduction to tie that document to the steps in the fire safety engineering design
process outlined in ISO 23932-1. ISO 23932-1 requires that engineering methods be selected properly to
predict the fire consequences of specific scenarios and scenario elements (ISO 23932-1:2018, Clause 12).
Pursuant to the requirements of ISO 23932-1, this document provides the requirements governing
algebraic formulae for fire safety engineering. This step in the fire safety engineering process is shown
as a highlighted box in Figure 1 and described in ISO 23932-1.
v
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ISO 24678-3:2022(E)
a
See also ISO/TR 16576 (Examples).
b
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2, ISO/TS 29761.
c
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2, ISO/TS 29761.
d
See also ISO/TS 13447, ISO 16730-1, ISO/TR 16730-2 to ISO/TR 16730-5 (Examples), ISO 16735, ISO 16736,
ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-1, ISO 24678-2, ISO 24678-6 and ISO 24678-7.
e
See also ISO/TR 16738, ISO 16733-1, ISO/TS 16733-2.
NOTE Documents linked to large parts of the fire safety engineering process: ISO 16732-1, ISO 16733-1,
ISO 24679-1, ISO/TS 29761, ISO/TR 16732-2 to ISO/TR 16732-3 (Examples), ISO/TR 24679-2 to ISO/TR 24679-4
and ISO/TR 24679-6 (Examples).
Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety engineering design process
(from ISO 23932-1:2018)
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Fire safety engineering — Requirements governing
algebraic formulae —
Part 3:
Ceiling jet flows
1 Scope
This document specifies the requirements governing the application of a set of explicit algebraic
formulae for the calculation of specific characteristics of ceiling jet flows.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 24678-1, Fire safety engineering — Requirements governing algebraic formulae — Part 1: General
requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
axisymmetric
in a state in which mean motion and properties, such as mean temperature rise, are symmetric with
respect to a vertical centreline
3.2
ceiling
highest elevation boundary of the enclosed space in any built environment, such as a room in a building
or a cabin in a vehicle
3.3
characteristic depth of ceiling jet temperature profile
depth below the ceiling surface, at a given radius, at which the time-mean temperature rise above
−1
ambient in the ceiling jet flow becomes a factor of e times the time-mean maximum temperature rise
at that radius
3.4
characteristic depth of ceiling jet velocity profile
depth below the ceiling surface, at a given radius, at which the time-mean gas velocity in the ceiling jet
-1
flow becomes a factor of e times the time-mean maximum gas velocity at that radius
1
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ISO 24678-3:2022(E)
3.5
convective fraction of heat release rate
ratio of the convective heat release rate to the net heat release rate
3.6
convective heat release rate
component of the heat release rate carried upward by the fire plume motion
Note 1 to entry: Above the mean flame height, this component is considered invariant with height.
3.7
fire plume turning region
flow area in which there is a transition from a plume flow to a ceiling jet flow, defined by a ratio of
radial distance to effective ceiling height equal to 0,15 to 0,2
3.8
fire source diameter
effective diameter of the fire source, equal to the actual diameter for a circular source or the diameter
of a circle having an area equal to the plan area of a non-circular source
3.9
fuel mass burning rate
mass generation rate of fuel vapours
3.10
jet flame
flame that is dominated by momentum, rather than buoyancy forces
3.11
mean flame height
time-average height of flames above the base of a fire, defined as the elevation where the probability of
finding flames is 50 %
3.12
mean gas velocity
time-average gas velocity in the ceiling jet flow at a given radial distance
3.13
mean temperature rise
time-average gas temperature rise above the ambient temperature value in the ceiling jet flow, at a
given radial distance
3.14
quasi-steady state
state in which it is assumed that the full effects of heat release rate changes at the fire source are felt
everywhere in the flow field immediately
3.15
radiant energy release factor
ratio of the combustion heat released in a fire as thermal radiation to the net heat of combustion
3.16
virtual origin
point source from which the fire plume above the flames appears to originate
Note 1 to entry: The location of the virtual origin is likely to be above the surface of the burning fuel for the case
of flammable liquid pool fires having a diameter of about 10 m or less and below the burning fuel surface for pool
diameters larger than 10 m to 20 m.
2
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4 Requirements governing the description of physical phenomena
4.1 The requirements governing the description of physical phenomena apply as specified in
ISO 24678-1 in addition to the following.
4.2 Ceiling jet flow characteristics to be calculated and their useful ranges shall be clearly identified,
including those characteristics inferred by association with calculated quantities, e.g. the association
of hot smoke layer under ceiling and radiant heat transfer to targets remote from the ceiling jet flow, if
applicable.
4.3 Regions of the ceiling jet flow (whether or not in the fire plume turning region, degree of fire-
source influence, etc.) to which specific formulae apply shall be clearly identified.
5 Requirements governing the calculation process
The requirements specified in ISO 24678-1 governing the calculation process apply.
6 Requirements governing limitations
The requirements specified in ISO 24678-1 governing limitations apply.
7 Requirements governing input parameters
The requirements specified in ISO 24678-1 governing input parameters apply.
8 Requirements governing the domain of applicability
The requirements specified in ISO 24678-1 governing the domain of applicability apply.
9 Example of documentation
A set of algebraic formulae meeting the requirements of this document is provided in Annex A.
3
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ISO 24678-3:2022(E)
Annex A
(informative)
Formulae for quasi-steady state, axisymmetric ceiling jet flows
from a circular or near-circular fire source under unobstructed
ceiling
A.1 Scope
This annex provides a formula set for axisymmetric ceiling jet flows. Properties such as ceiling jet
velocity and temperature are calculated. The fire source may be circular or near circular shaped.
A.2 Symbols used in Annex A
2
A fire source plan area (m )
s
D fire source diameter (m)
e base of natural logarithms
2
g acceleration due to gravity (m/s )
2
h convective heat transfer coefficient [kW/(m ⋅K)]
L mean flame height above base of fire source (m)
l characteristic depth of ceiling jet temperature profile (m)
T
l characteristic depth of ceiling jet velocity profile (m)
V
m
fuel mass burning rate (kg/s)
f
p absolute air pressure (101,3 kPa)
2
"
convective heat flux (kW/m )
q
c
heat release rate actually measured or specified (kW)
Q
convective heat release rate (kW)
Q
c
Ra plume Rayleigh number (−)
r radial distance from plume centreline (m)
T ambient temperature (K)
a
1
V time-mean gas velocity (m/s )
1
V time-mean maximum gas velocity (m/s )
max
y vertical distance below ceiling (m)
z height of ceiling above base of fire source (m)
H
4
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z height of virtual origin above base of fire source (m)
v
α convective fraction of heat release rate, 1-χ /χ (−)
R a
ΔH net heat of combustion (kJ/kg)
c
ΔT time-mean temperature rise above the ambient value (K)
ΔT ceiling temperature rise above the ambient value at a given radial position (K)
c
ΔT time-mean maximum temperature rise above the ambient value (K)
max
2
ν kinematic viscosity of air (m /s)
θ maximum slope angle of the ceiling surface (rad)
χ combustion efficiency factor (−)
a
χ radiant energy release factor (−)
R
A.3 Description of physical phenomena addressed by the formula set
A.3.1 General descriptions of the calculation method
A.3.1.1 Calculation procedure
Estimating the ceiling jet properties involves the following steps:
— determination of characteristics of the fire source (burning surface, heat release rate, etc.);
— determination of flame height;
— calculation of axial temperature and velocity along a ceiling jet flow.
A.3.1.2 Ceiling jet flow characteristics to be calculated
The formula set provides maximum gas temperatures and maximum gas velocities for locations at a
radius from the plume vertical centreline (symmetry axis). Characteristic ceiling jet flow depth and
rates of convective heat transfer to the ceiling are also calculated.
A.3.1.3 Ceiling jet flow regions to which formulae apply
A distinction is made between the flow within or at the exit of the plume turning region and the flow
outside of the plume-turning region, with different formulae applicable within and outside of this
region.
A.3.2 Scenario elements to which the formula set is applicable
The set of formulae is applicable to the impingement on flat, unobstructed ceilings of fire plumes from
quasi-steady state fire sources that are approximately circular or square in plan area. The fire source is
a horizontal, upward-facing burning surface or a three-dimensional burning array for which the mean
flame height, L, is more than 110 % of the array height yet less than 10 % of the total ceiling height
above the base of the fire source.
A.3.3 Self-consistency of the formula set
[28]
The set of formulae provided in this annex have been derived and reviewed by R. L. Alpert (see
Clause A.5) to ensure that calculation results from different formulae in the set are consistent (i.e. do
not produce conflicts).
5
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A.3.4 International Standards and other documents where the formula set is used
[28]
The formula set is discussed in the SFPE Handbook of Fire Protection Engineering.
A.4 Formula-set documentation of calculation procedure
A.4.1 General descriptions of ceiling jet flows
Properties of ceiling jet flows as shown in Figure A.1. are calculated. Temperature rise and characteristic
velocity are calculated along the ceiling jet in the plume turning region as well as in the ceiling jet region.
Key
1 ceiling 6 characteristic depth of ceiling jet
2 ceiling jet region 7 fire plume
3 plume turning region 8 base of fire
4 small air entrainment 9 virtual origin
5 characteristic radius of plume 10 fire source
Figure A.1 — Illustration of parameters describing the ceiling jet flows
A.4.2 Time-mean maximum ceiling jet temperature rise
A.4.2.1 Formulae within plume turning region
The time-mean maximum ceiling jet temperature rise, ΔT , within the plume turning region,
max
[29]
rz<−0,18( z ) , is given in Formulae (A.1) to (A.4) by a dimensional correlation:
Hv
23
Q
16,9
c
ΔT = (A.1)
max
2/3 53
α zz−
()
Hv
6
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QQ=α (A.2)
c
Qm= χ ΔH (A.3)
fa c
In these expressions, the virtual origin height above the base of fire source is calculated using
[30]
Formula (A.4):
2/5
zD=−1,02 +0,083Q (A.4)
v
NOTE 1 The original formulae in Reference [29] are expressed in terms of heat release rate, not the convective
component, and do not contain a correction for the position of the virtual plume origin.
Under conditions applicable to many burning materials [α = 0,7 in Formula (A.1); see A.7.2], Formula (A.1)
is reduced to Formula (A.5):
23
Q
c
ΔT =21,4 (A.5)
max
53/
()zz−
Hv
NOTE 2 The factor of 21,4 in Formula (A.5), which would be 24 if α = 0,6, differs from the factor of 25 in the
otherwise identical formula for time-mean maximum temperature rise at the turning region elevation in the
plume (see Reference [30]) generating the ceiling jet flow. The corresponding time-mean maximum plume and
ceiling jet temperatures in the plume turning region would be expected to be the same in the absence of plume
turning region heat loss or mixing.
A.4.2.2 Formulae outside the plume turning region
The time-mean maximum ceiling jet temperature rise, ΔT , outside of the plume turning region,
max
[29]
rz>−0,18( z ), is given in Formula (A.6) by a dimensional correlation:
Hv
23/
Q
c
53/
()zz−
53, 8
Hv
ΔT = (A.6)
max
23/
r
23/
α
()
zz−
Hv
Under conditions applicable to many burning materials [α = 0,7 in Formula (A.6); see A.7.2],
Formula (A.6) is reduced to Formula (A.7):
Q
c 23/
()
r
ΔT =68, 2 (A.7)
max
zz−
H v
NOTE If a hot smoke layer is developed under ceiling, the ceiling jet is included in the hot smoke layer. In that
[31]
case, temperature rise can be calculated by Formula (A.8) :
z
L 53/
ΔΔT =−{(1 )}()TT−+ T (A.8)
max,layer sa max
z
H
where ΔT is calculated by Formula (A.7).
max
7
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A.4.3 Time-mean maximum ceiling jet velocity
A.4.3.1 Formulae within plume turning region
The time-mean maximum ceiling jet velocity, V , at the exit of the plume turning region,
max
rz=−0,15( z ), is given in Formula (A.9) by a dimensional correlation from Reference [29]:
Hv
13
Q
0,96
c
V = (A.9)
max
1/3
zz−
α
Hv
Within the plume turning region (see Figure A.1), the velocity of the hot gases generated by a fire
changes from the vertical, upward flow in the fire plume to a flow that is parallel to the ceiling in the
[32]
ceiling jet. In spite of this change of direction, the speed of the flow is nearly constant.
Under conditions applicable to many burning materials [α = 0,7 in Formula (A.9); see A.7.2], Formula (A.9)
is reduced to Formula (A.10):
13
Q
c
V =1,08 (A.10)
max
zz−
Hv
A.4.3.2 Formulae outside the plume turning region
The time-mean maximum ceiling jet velocity, V , outside of the plume turning region,
max
[29]
rz>−0,15( z ), is given in Formula (A.11) by a dimensional correlation:
Hv
13/
Q
c
zz−
0,195
Hv
V = (A.11)
max
13/ 56/
α
r
zz−
Hv
Under conditions applicable to many burning materials [α = 0,7 in Formula (A.11); see A.7.2],
Formula (A.11) is reduced to Formula (A.12):
13/
Q
c 12/
V =02,(2 zz− ) (A.12)
max Hv
52/
r
A.4.4 Time-mean ceiling jet temperature profile outside the plume turning region
The change in time-mean temperature rise, ΔT, with vertical distance, y, below the ceiling outside the
plume turning region, 0,26(zz−≥)2rz≥−,0()z , is given by the dimensionless correlation in
Hv Hv
[33]
Formula (A.13):
0,755
ΔT y y
=+4,24 0,094 exp2− ,57 (A.13)
ΔT l l
max T T
[33]
where the characteristic depth of ceiling jet temperature profile, l , is given in Formula (A.14):
T
l
r
T
=−0,e112 12xp(,− 24 ) (A.14)
zz− zz−
Hv Hv
8
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The vertical temperature profile is calculated by Formula (A.13) and shown in Figure A.2. Based on the
temperature profile, the maximum ceiling jet temperature rise would be expected to occur at a vertical
distance, y, below the ceiling value given in Formula (A.15):
y
=02, 0 (A.15)
l
T
Key
X non-dimensional temperature rise, ΔT/ΔT
max
Y non-dimensional vertical distance below ceiling, y/l
T
temperature profile
maximum value
Figure A.2 — Vertical profile of ceiling jet temperature outside the plume turning region
A.4.5 Time-mean ceiling jet velocity profile outside the plume turning region
The change in time-mean ceiling jet velocity, V, with vertical distance, y, below the ceiling outside the
plume turning region, 0,26()zz−≤rz≤−0,75( z ), is given by the dimensionless correlation in
Hv Hv
[33]
Formula (A.16):
V y y
01, 4
=−15,(91)exp(,517 ) (A.16)
V l l
max VV
[33]
where the characteristic depth of ceiling jet velocity profile, l , is given in Formula (A.17):
v
l r
V
=−0,e205 11xp(,− 75 ) (A.17)
zz− zz−
Hv Hv
The vertical profile of ceiling jet velocity is calculated by Formula (A.16) and shown in Figure A.3.
Based on the velocity profile, the maximum ceiling jet velocity can be expected to occur at the vertical
distance, y, below the ceiling given in Formula (A.18):
y
=0,092 (A.18)
l
V
9
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ISO 24678-3:2022(E)
Key
X non-dimensional horizontal velocity, V/V
max
Y non-dimensional vertical distance below ceiling, y/l
V
velocity profile
maximum value
Figure A.3 — Vertical profile of ceiling jet velocity in the ceiling jet region
A.4.6 Convective heat flux to a ceiling from the ceiling jet flow
A.4.6.1 General
The convective heat flux, q′′, to a ceiling at a temperature rise above ambient of ΔT due to a ceiling jet
c c
flow having a time-mean maximum temperature rise of ΔT is given in Formula (A.19):
max
"
qh=−()ΔΔTT (A.19)
ccmax
A.4.6.2 Formulae within plume turning region
The convective heat transfer coefficient, h, within the plume turning region, rz≤−02,( z ) is given in
Hv
[34] 2
Formulae (A.20) to (A.22) with g = 9,806 m/s :
1/3
Q
2/3 c −1/6
h=2,28α Ra (A.20)
zz−
Hv
2
gQ zz−
()
cH v
Ra= (A.21)
3
3,5pν
1,78
−10
ν =×6,06 10 ()ΔTT+ (A.22)
maxa
′′
The convective heat flux, q , to a ceiling at ambient temperature within the plume turning region,
c
[34]
rz≤−0,2( z ), is given in Formula (A.23):
Hv
Q
c
q′′ =38,6 (A.23)
c
2
1/6
()zz− Ra
Hv
10
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---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 24678-3:2022(E)
A.4.6.3 Formulae outside the plume turning region
The convective heat transfer coefficient, h, outside the plume turning region,
0,22()zz−
Hv Hv
1/3
−0,633
Q
r
2/3 c −1/6
h=0,892α Ra (A.24)
zz− zz−
Hv Hv
The convective heat flux, q′′, to a ceiling at ambient temperature outside the plume turning region,
c
0,2(zz−<)2rz<−,0()z , is given in Formula (A.25) from References [34]-[36]:
Hv Hv
−1,3
Q
r
c
′′
q =4,8 (A.25)
c
2 1/6
zz−
()zz− Ra Hv
Hv
A.5 Scientific basis for the formula set
[37] [38]
The theory of axisymmetric ceiling jet flows traces to early work by Pickard et al. and Thomas
[29],[32],[35] [39],[40]
and to models developed by Alpert and Heskestad. All of those works are summarized
[28] [35]
by Alpert. Based on the earlier work of Alpert and their own experiments with a specific 1 m high
[33]
insulated ceiling and relatively weak (0,75 kW to 2 kW) fire sources, Motevalli and Marks developed
the formulae for c
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 24678-3
Première édition
2022-08
Ingénierie de la sécurité incendie —
Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 3:
Écoulements en jet sous plafond
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic
formulae —
Part 3: Ceiling jet flows
Numéro de référence
ISO 24678-3:2022(F)
© ISO 2022
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Publié en Suisse
ii
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ISO 24678-3:2022(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques . 3
5 Exigences régissant le processus de calcul . 3
6 Exigences régissant les limites .3
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée. 3
8 Exigences régissant le domaine d’application . 3
9 Exemple de documentation .3
Annexe A (informative) Formules applicables aux écoulements en jet sous plafond
axisymétriques à l’état quasi stationnaire provenant d’une source d’incendie
circulaire ou quasi circulaire sous plafond non obstrué. 4
Bibliographie .20
iii
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ISO 24678-3:2022(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4,
Ingénierie de la sécurité incendie.
Cette première édition annule et remplace la première édition (ISO 16736:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes :
— simplification du corps de la norme en faisant référence à l’ISO 24678-1 ;
— ajout d’une formule pour l’élévation de la température moyennée dans le temps d’un jet sous plafond
dans une couche de fumée, Formule (A.8), dans l’Annexe A ;
— ajout de comparaisons aux données expérimentales à l’Annexe A.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 24678 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
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ISO 24678-3:2022(F)
Introduction
La série ISO 24678 est destinée à être utilisée par les praticiens de la sécurité incendie impliqués
dans les méthodes de calcul utilisées dans l’ingénierie de la sécurité incendie. Il est attendu que les
utilisateurs du présent document possèdent une qualification et une compétence appropriées dans le
domaine de l’ingénierie de la sécurité incendie. Il est particulièrement important que les utilisateurs
comprennent les paramètres avec lesquels les méthodologies spécifiques peuvent être utilisées.
Les formules algébriques conformes aux exigences du présent document sont utilisées conjointement
avec d’autres méthodes de calcul d’ingénierie lors de la conception de la sécurité contre l’incendie.
Ce dimensionnement est précédé par l’établissement d’un contexte, comprenant les buts et les objectifs
de sécurité incendie à atteindre, ainsi que par des critères de performance lorsqu’un dimensionnement
de sécurité incendie d’essai est soumis à des scénarios d’incendie de dimensionnement spécifiés.
Les méthodes de calcul d’ingénierie sont utilisées pour déterminer si ces critères de performance sont
satisfaits par un dimensionnement particulier et si ce n’est pas le cas, comment il est nécessaire de
modifier le dimensionnement.
Les aspects couverts par les calculs d’ingénierie incluent une conception sûre en matière d’incendie
des environnements bâtis entièrement neufs, par exemple les bâtiments, les navires ou les véhicules,
ainsi que l’évaluation de la sécurité contre l’incendie des environnements bâtis existants.
Les formules algébriques mentionnées dans le présent document peuvent être utiles pour estimer les
conséquences des scénarios d’incendie de dimensionnement. Ces formules sont utiles dans la mesure où
elles permettent au praticien de déterminer rapidement la manière dont il est nécessaire de modifier un
plan de sécurité incendie proposé pour satisfaire aux critères de performance, et de le comparer avec
de multiples dimensionnements d’essai. Les calculs numériques détaillés peuvent être effectués jusqu’à
la documentation de dimensionnement finale. Les domaines dans lesquels des formules algébriques
se sont avérées applicables comprennent, par exemple, la détermination du transfert de chaleur par
convection et par rayonnement des panaches de feu, la prédiction des propriétés des écoulements
en jet sous plafond régissant les temps de réponse des détecteurs, le calcul du transport de la fumée
dans les ouvertures de ventilation et l’analyse des dangers d’un feu en compartiment tels que le
remplissage par la fumée et l’embrasement généralisé. Cependant, les modèles simples ont parfois des
limites contraignantes et sont moins susceptibles d’inclure les effets de phénomènes multiples qui se
produisent dans le scénario d’incendie de dimensionnement.
Les principes généraux de l’ingénierie de la sécurité incendie sont décrits dans l’ISO 23932-1 qui
fournit une méthodologie axée sur la performance utile aux ingénieurs pour l’évaluation du niveau de
sécurité incendie des environnements bâtis neufs ou existants. La sécurité incendie est évaluée par
une méthode d’ingénierie basée sur la quantification du comportement du feu, prenant en compte la
connaissance des conséquences d’un tel comportement sur la protection des vies humaines, des biens
et de l’environnement. L’ISO 23932-1 décrit le processus (c’est-à-dire les étapes nécessaires) et les
éléments essentiels afin de réaliser un plan de sécurité incendie axé sur la performance et robuste.
L’ISO 23932-1 s’appuie sur un ensemble de documents d’ingénierie de la sécurité incendie et portant sur
les méthodes et les données nécessaires pour toutes les étapes de conception d’un processus d’ingénierie
de sécurité incendie, résumées à la Figure 1 (extraite de l’ISO 23932-1:2018, Article 4). Cet ensemble
de documents est désigné sous l’appellation générale de Système global d’information et d’analyse de
l’ingénierie de la sécurité incendie. Cette approche globale et ce système de normes fournissent une
prise de conscience des interrelations entre les évaluations incendie lorsque l’ensemble de documents
d’ingénierie de la sécurité incendie est utilisé. L’ensemble de documents comprend l’ISO/TS 13447,
l’ISO 16730-1, l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2, l’ISO 16734, l’ISO 16735, l’ISO 16737,
l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-1, l’ISO 24679-1, l’ISO/TS 29761, ainsi que d’autres rapports techniques
d’appui qui fournissent des recommandations et des exemples d’application de ces documents.
Chaque document se rapportant au système global d’information et d’analyse de l’ingénierie de la
sécurité incendie comprend, dans son introduction, des informations permettant de relier ce document
aux étapes correspondantes du processus de dimensionnement par l’ingénierie de la sécurité incendie
présenté dans l’ISO 23932-1. L’ISO 23932-1 exige que les méthodes d’ingénierie soient choisies
correctement pour prédire les conséquences du feu de scénarios et éléments de scénario spécifiques
v
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ISO 24678-3:2022(F)
(ISO 23932-1:2018, Article 12). Conformément aux exigences de l’ISO 23932-1, le présent document
fournit les exigences qui régissent les formules algébriques du dimensionnement de la sécurité incendie.
L’étape correspondante dans le processus de dimensionnement de la sécurité incendie est indiquée par
la case grise à la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932-1.
a Voir également l’ISO/TR 16576 (Exemples).
b Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2 et l’ISO/TS 29761.
c Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 16733-2 et l’ISO/TS 29761.
d Voir également l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, de l’ISO/TR 16730-2 à l’ISO/TR 16730-5 (Exemples),
l’ISO 16735, l’ISO 16736, l’ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-1, l’ISO 24678-2, l’ISO 24678-6 et
l’ISO 24678-7.
e Voir également l’ISO/TR 16738, l’ISO 16733-1 et l’ISO/TS 16733-2.
vi
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ISO 24678-3:2022(F)
NOTE Documents liés à des parties importantes du processus d’ingénierie de la sécurité incendie :
l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO 24679-1, l’ISO/TS 29761, l’ISO/TR 16732-2 à l’ISO/TR 16732-3 (Exemples),
l’ISO/TR 24679-2 à l’ISO/TR 24679-4 et l’ISO/TR 24679-6 (Exemples).
Figure 1 — Organigramme représentant le processus de conception par ingénierie
de la sécurité incendie (extrait de l’ISO 23932-1:2018)
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NORME INTERNATIONALE ISO 24678-3:2022(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant
les formules algébriques —
Partie 3:
Écoulements en jet sous plafond
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences qui régissent l’application d’un ensemble de formules
algébriques explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques des écoulements en jet sous plafond.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 24678-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules algébriques — Partie 1:
Exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 13943 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp ;
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
3.1
axisymétrique
dans un état dans lequel le déplacement moyen et les propriétés, comme l’élévation moyenne de
température, sont symétriques par rapport à un axe vertical
3.2
plafond
limite d’élévation la plus élevée de l’espace clos dans tout environnement construit, comme une pièce
dans un bâtiment ou une cabine dans un véhicule
3.3
profondeur caractéristique d’un profil de température de jet sous plafond
profondeur au-dessous de la surface du plafond, à un rayon donné, auquel l’élévation de la température
moyennée dans le temps au-dessus de la température ambiante dans l’écoulement en jet sous plafond
−1
devient un facteur de e fois l’élévation maximale de température moyennée dans le temps à ce rayon
1
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ISO 24678-3:2022(F)
3.4
profondeur caractéristique d’un profil d’écoulement en jet sous plafond
profondeur au-dessous de la surface du plafond, à un rayon donné auquel la vitesse des gaz moyennée
-1
dans le temps dans l’écoulement en jet sous plafond devient un facteur de e fois la vitesse maximale
des gaz moyennée dans le temps de la température à ce rayon
3.5
fraction convective du débit calorifique
rapport entre le débit calorifique convectif et le débit calorifique
3.6
débit calorifique convectif
composante du débit calorifique transportée vers le haut par le déplacement du panache de feu
Note 1 à l'article: Au-dessus de la hauteur moyenne des flammes, cette composante est considérée comme ne
variant pas avec la hauteur.
3.7
région de rotation du panache de feu
zone d’écoulement dans laquelle il existe une transition entre un écoulement de panache et un
écoulement en jet sous plafond, définie par un rapport de distance radiale par rapport à la hauteur utile
de plafond égale à 0,15 à 0,2
3.8
diamètre de la source d’incendie
diamètre utile de la source d’incendie, égal au diamètre réel pour une source circulaire ou au diamètre
d’un cercle ayant une surface égale à la surface plane d’une source non circulaire
3.9
débit massique de combustion du combustible
vitesse de production massique des vapeurs de combustible
3.10
flamme jet
flamme dominée par une impulsion, plutôt que par des forces de flottabilité
3.11
hauteur moyenne des flammes
hauteur moyennée dans le temps des flammes au-dessus de la base d’un incendie, définie comme
l’élévation où la probabilité de trouver des flammes est de 50 %
3.12
vitesse moyenne des gaz
vitesse moyennée dans le temps des gaz dans l’écoulement en jet sous plafond à une distance radiale
donnée
3.13
élévation moyenne de la température
élévation moyennée dans le temps de la température des gaz au-dessus de la valeur de la température
ambiante dans l’écoulement en jet sous plafond à une distance radiale donnée
3.14
état quasi stationnaire
état dans lequel il est présumé que les effets complets des changements de débit calorifique à la source
d’incendie sont immédiatement ressentis partout dans le champ de l’écoulement
3.15
facteur de dégagement d’énergie rayonnée
rapport entre la chaleur de combustion dégagée par rayonnement thermique dans un incendie et la
chaleur nette de combustion
2
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ISO 24678-3:2022(F)
3.16
origine virtuelle
source ponctuelle depuis laquelle le panache de feu au-dessus des flammes semble provenir
Note 1 à l'article: L’emplacement de l’origine virtuelle est susceptible de se trouver au-dessus de la surface du
combustible qui brûle dans le cas d’incendies de nappes liquides inflammables dont le diamètre est environ
inférieur ou égal à 10 m et au-dessous de la surface du combustible qui brûle pour des diamètres de nappes
supérieurs compris entre 10 m et 20 m.
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques
4.1 Les exigences suivantes, ainsi que les exigences régissant la description des phénomènes
physiques telles que spécifiées dans l’ISO 24678-1, s’appliquent.
4.2 Les caractéristiques des écoulements en jet sous plafond à calculer et leurs plages utiles doivent
être clairement définis, notamment les caractéristiques déduites par association avec des quantités
calculées, par exemple l’association d’une couche chaude de fumée sous le plafond et de l’échange
thermique rayonnant vers des cibles éloignées de l’écoulement en jet sous plafond, le cas échéant.
4.3 Des régions de l’écoulement en jet sous plafond (qu’il soit ou non dans la région de rotation
du panache de feu, le degré d’influence de la source d’incendie, etc.) pour lesquelles des formules
spécifiques s’appliquent doivent être clairement identifiées.
5 Exigences régissant le processus de calcul
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant le processus de calcul s’appliquent.
6 Exigences régissant les limites
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant les limites s’appliquent.
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant les paramètres d’entrée s’appliquent.
8 Exigences régissant le domaine d’application
Les exigences spécifiées dans l’ISO 24678-1 régissant le domaine d’application s’appliquent.
9 Exemple de documentation
Un ensemble de formules algébriques satisfaisant aux exigences du présent document est fourni dans
l’Annexe A.
3
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ISO 24678-3:2022(F)
Annexe A
(informative)
Formules applicables aux écoulements en jet sous plafond
axisymétriques à l’état quasi stationnaire provenant d’une source
d’incendie circulaire ou quasi circulaire sous plafond non obstrué
A.1 Domaine d’application
La présente annexe fournit un ensemble de formules applicables aux écoulements en jet sous plafond
axisymétriques. Des propriétés comme la vitesse et la température de l’écoulement en jet sous plafond
sont calculées. La source d’incendie peut être de forme circulaire ou quasi circulaire.
A.2 Symboles utilisés à l’Annexe A
2
A surface plane de la source d’incendie (m )
s
D diamètre de la source d’incendie (m)
e base des logarithmes népériens
2
g accélération due à la gravité (m/s )
2
h coefficient de transfert thermique convectif [kW/(m ⋅K)]
L hauteur moyenne des flammes au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
l profondeur caractéristique d’un profil de température de jet sous plafond (m)
T
l profondeur caractéristique d’un profil d’écoulement en jet sous plafond (m)
V
m
débit massique de combustion du combustible (kg/s)
f
p pression d’air absolue (101,3 kPa)
2
"
flux de chaleur convective (kW/m )
q
c
débit calorifique réellement mesuré ou spécifié (kW)
Q
débit calorifique convectif (kW)
Q
c
Ra nombre de Rayleigh du panache (−)
r distance radiale depuis l’axe du panache (m)
T température ambiante (K)
a
1
V vitesse des gaz moyennée dans le temps (m/s )
1
V vitesse maximale des gaz moyennée dans le temps (m/s )
max
y distance verticale au-dessous du plafond (m)
4
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ISO 24678-3:2022(F)
z hauteur du plafond au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
H
z hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la base de la source d’incendie (m)
v
α fraction convective du débit calorifique, 1-χ /χ (−)
R a
ΔH chaleur nette de combustion (kJ/kg)
c
ΔT élévation de la température moyennée dans le temps au-dessus de la valeur ambiante (K)
ΔT élévation de la température du plafond au-dessus de la valeur ambiante à une position
c
radiale donnée (K)
ΔT élévation maximale de température moyennée dans le temps au-dessus de la valeur ambiante
max
(K)
2
ν viscosité cinématique de l’air (m /s)
θ angle de pente maximal de la surface du plafond (rad)
χ facteur de rendement de la combustion (−)
a
χ facteur de dégagement d’énergie rayonnée (−)
R
A.3 Description des phénomènes physiques abordés par l’ensemble de formules
A.3.1 Description générale de la méthode de calcul
A.3.1.1 Mode opératoire de calcul
L’estimation des propriétés du jet sous plafond comprend les étapes suivantes :
— détermination des caractéristiques de la source d’incendie (surface en combustion, débit calorifique,
etc.) ;
— détermination de la hauteur des flammes ;
— calcul de la température et de la vitesse axiales le long d’un écoulement en jet sous plafond.
A.3.1.2 Caractéristiques des écoulements en jet sous plafond à calculer
L’ensemble de formules fournit les températures et les vitesses maximales des gaz pour des
emplacements situés à un rayon de l’axe vertical du panache (axe de symétrie). La profondeur
caractéristique de l’écoulement en jet sous plafond et les taux d’échange thermique convectif au plafond
sont également calculés.
A.3.1.3 Régions de l’écoulement en jet sous plafond auxquelles les formules s’appliquent
Une distinction est faite entre l’écoulement à l’intérieur ou à la sortie de la région de rotation du
panache et l’écoulement à l’extérieur de la région de rotation du panache, avec des formules différentes
applicables à l’intérieur et à l’extérieur de cette région.
A.3.2 Éléments de scénario auxquels l’ensemble de formules est applicable
L’ensemble de formules est applicable au point d’impact sur des plafonds plats et non obstrués de
panaches de feu, depuis des sources d’incendie quasi stationnaires qui sont approximativement
circulaires ou carrées en surface plane. La source d’incendie est une surface en combustion horizontale,
face vers le haut, ou une source en combustion en trois dimensions pour laquelle la hauteur moyenne
5
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des flammes, L, est supérieure à 110 % à la hauteur de la source, mais inférieure à 10 % de la hauteur
totale du plafond au-dessus de la base de la source d’incendie.
A.3.3 Cohérence intrinsèque de l’ensemble de formules
[28]
L’ensemble de formules fourni dans la présente annexe a été dérivé et révisé par R.L. Alpert
(voir Article A.5) afin de garantir que les résultats des calculs de différentes formules de l’ensemble
sont cohérents (c’est-à-dire qu’ils ne forment pas de conflits).
A.3.4 Normes internationales et autres documents dans lesquels l’ensemble de
formules est utilisé
[28]
L’ensemble de formules est détaillé dans le SFPE Handbook of Fire Protection Engineering .
A.4 Documentation sur l’ensemble de formules du mode opératoire de calcul
A.4.1 Description générale des écoulements en jet sous plafond
Les propriétés des écoulements en jet sous plafond représentées à la Figure A.1 sont calculées.
L’élévation de la température et la vitesse caractéristique sont calculées le long du jet sous plafond dans
la région de rotation du panache, ainsi que dans la région du jet sous plafond.
Légende
1 plafond 6 profondeur caractéristique d’un jet sous plafond
2 région du jet sous plafond 7 panache de feu
3 région de rotation du panache 8 base de l’incendie
4 faible entraînement d’air 9 origine virtuelle
5 rayon caractéristique du panache 10 source d’incendie
Figure A.1 — Représentation des paramètres décrivant les écoulements en jet sous plafond
6
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ISO 24678-3:2022(F)
A.4.2 Élévation maximale de la température de l’écoulement en jet sous plafond
moyennée dans le temps
A.4.2.1 Formules à l’intérieur de la région de rotation du panache
L’élévation maximale de la température de l’écoulement en jet sous plafond moyennée dans le
temps, ΔT , à l’intérieur de la région de rotation du panache, r < 0,18(z – z ), est donnée dans les
max H v
[29]
Formules (A.1) à (A.4) par une corrélation dimensionnelle :
23
16,9 Q
c
ΔT = (A.1)
max
2/3 53
α
()zz−
Hv
QQ=α (A.2)
c
Qm= χ ΔH (A 3)
fa c
Dans ces expressions, la hauteur de l’origine virtuelle au-dessus de la base de la source d’incendie est
[30]
calculée à l’aide de la Formule (A.4) :
2/5
zD=−1,02 +0,083Q (A.4)
v
[29]
NOTE 1 Les formules d’origine dans la Référence sont exprimées en termes du débit calorifique et non de la
composante convective, et ne contiennent pas de correction pour l’emplacement de l’origine virtuelle du panache.
Dans des conditions applicables à de nombreux matériaux combustibles [α = 0,7 dans la Formule (A.1),
voir A.7.2], la Formule (A.1) est réduite à la Formule (A.5) :
23
Q
c
ΔT =21,4 (A.5)
max
53/
()zz−
Hv
NOTE 2 Le facteur de 21,4 dans l’Formule (A.5), qui est de 24 si α = 0,6, diffère du facteur de 25 dans
la formule, qui est autrement identique, de l’élévation maximale de température moyennée dans le temps
[30]
à l’élévation de la région de rotation dans le panache (voir la Référence ) générant l’écoulement en jet sous
plafond. Des températures maximales moyennées dans le temps correspondantes du panache et de l’écoulement
en jet sous plafond dans la région de rotation du panache sont censées être les mêmes en l’absence de la perte de
chaleur ou de mélange de la région de rotation du panache.
A.4.2.2 Formules applicables à l’extérieur de la région de rotation du panache
L’élévation maximale de la température de l’écoulement en jet sous plafond moyennée dans le temps,
ΔT , à l’extérieur de la région de rotation du panache, r < 0,18(z – z ), est donnée dans la Formule (A.6)
max H v
[29]
par une corrélation dimensionnelle :
23/
Q
c
53/
()zz−
53, 8
Hv
”T = (A.6)
max
23/
r
23/
α
()
zz−
Hv
Dans des conditions applicables à de nombreux matériaux combustibles [α = 0,7 dans la Formule (A.6),
voir A.7.2], la Formule (A.6) est réduite à la Formule (A.7) :
Q
c 23/
()
r
”T =68, 2 (A.7)
max
zz−
H v
7
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NOTE Si une couche chaude de fumée se développe sous le plafond, le jet sous plafond est inclus dans la couche
[31]
chaude de fumée. Dans ce cas, l’élévation de la température peut être calculée à l’aide de la Formule (A.8) :
z
L 53/
””T =−{(1 )}()TT−+ T (A.8)
max,couche sa max
z
H
où ΔT est calculée à l’aide de la Formule (A.7).
max
A.4.3 Vitesse maximale moyennée dans le temps de l’écoulement en jet sous plafond
A.4.3.1 Formules à l’intérieur de la région de rotation du panache
La vitesse maximale de l’écoulement en jet sous plafond moyennée dans le temps, V , à la sortie de la
max
région de rotation du panache, r < 0,15(z – z ), est donnée dans la Formule (A.9) par une corrélation
H v
[29]
dimensionnelle à partir de la Référence :
13
Q
0,96
c
V = (A.9)
max
1/3
zz−
α Hv
À l’int
...
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