ISO 24678-7:2019

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 24678-7
First edition
2019-03
Corrected version
2019-06
Fire safety engineering —
Requirements governing algebraic
formulae —
Part 7:
Radiation heat flux received from an
open pool fire
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 7: Flux de chaleur rayonné reçu d'un feu en nappe ouvert
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Requirements governing the description of physical phenomena .2
5 Requirements governing the documentation . 3
6 Requirements governing the limitations . 3
7 Requirements governing the input parameters . 3
8 Requirements governing the domain of applicability . 4
Annex A (informative) Algebraic formulae for thermal radiation from a circular or near
circular open pool fire . 5
Annex B (informative) Configuration factors of a cylindrical flame to a target .20
Bibliography .39
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.
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.
This corrected version of ISO 24678-7:2019 incorporates the following corrections:
Figure 1: "ISO 23932" has been corrected to "ISO 23932-1:2018". The box titled "selection of engineering
methods" has been highlighted.

Figure A.2: The symbol m&, estimation of mass burning rate, has been corrected to m" .
B.3.1.2, Formula B.2: first parenthesis, under the squared root, "x+1/x−1" has been corrected to read
"x−1/x+1".
B.3.1.2, Formula B.5: second denominator "r" has been corrected to "r ".
B.3.3.2.1, Figure B.11 a): The black triangles have been removed.
B.3.3.3.1, Figure B.12: The black rectangle has been removed.
B.3.3.3.1, Figure B.13: "1" has been removed from inside the figure.
B.3.3.3.1, Figure B.14: The horizontal line has been removed.
iv © ISO 2019 – All rights reserved

Introduction
This document 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 the users understand
the parameters within which particular methodologies can be used.
Algebraic formulae conforming to the requirements of this document are used with other engineering
calculation methods during 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 safety 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 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 fire scenarios.
The general principles 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 to conduct a robust
performance-based fire safety design.
ISO 23932-1 is supported by a set of available fire safety engineering International Standards 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). The set includes ISO 16730-1, ISO 16733-1, ISO 16732,
ISO 16734, ISO 16735, ISO 16736, ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-6, ISO/TS 24679, ISO 23932-1,
ISO/TS 29761 and other supporting technical reports that provide examples of and guidance on the
application of these standards.
Each International Standard supporting the global fire safety engineering analysis and information
system includes language in the introduction to tie the standard 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 10). 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.
Key
a
See also ISO/TR 16576 (Examples).
b
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 29761.
c
See also ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 29761.
d
See also ISO/TS 13447, ISO 16730-1, ISO/TR 16730-2 to 5 (Examples), ISO 16734, ISO 16735, ISO 16736,
ISO 16737, ISO/TR 16738, ISO 24678-6.
vi © ISO 2019 – All rights reserved

e
See also ISO/TR 16738, ISO 16733-1.
NOTE Documents linked to large parts of the FSE process: ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 24679, ISO/
TS 29761, ISO/TR 16732-2 to 3 (Examples), ISO/TR 24679-2 to 4 and 6 (Examples).
Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety engineering design process (from
ISO 23932-1:2018)
INTERNATIONAL STANDARD ISO 24678-7:2019(E)
Fire safety engineering — Requirements governing
algebraic formulae —
Part 7:
Radiation heat flux received from an open pool fire
1 Scope
The requirements in this document govern the application of a set of explicit algebraic formulae for the
calculation of specific characteristics of radiation heat flux from an open pool fire.
This document is an implementation of the general requirements provided in ISO 16730-1 for the case
of fire dynamics calculations involving a set of explicit algebraic formulae.
This document is arranged in the form of a template, where specific information relevant to the
algebraic formulae is provided to satisfy the following types of general requirements:
a) description of physical phenomena addressed by the calculation method;
b) documentation of the calculation procedure and its scientific basis;
c) limitations of the calculation method;
d) input parameters for the calculation method; and
e) domain of applicability of the calculation method.
Examples of sets of algebraic formulae meeting the requirements of this document are provided in
Annexes A and B. Annex A contains a set of algebraic formulae for radiation heat fluxes from a circular or
near-circular open pool fire. Annex B contains formulae for configuration factors of a flame to a target.
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 5725 (all parts), Precision of test methods — Determination of repeatability and reproducibility for a
standard test method by inter-laboratory tests
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 16730-1, Fire safety engineering — Procedures and requirements for verification and validation of
calculation methods — Part 1: General
ISO 16733-1, Fire safety engineering — Selection of design fire scenarios and design fires — Part 1:
Selection of design fire scenarios
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 terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
3.1
pool fire
burning of a horizontal, upward-facing, combustible fuel of liquids, liquefied gases or horizontally
placed melting plastic materials
3.2
open pool fire
pool fire (3.1) in open air or in a space that is very large relative to the size of the fire, where the confined
effect of the built environment on the behaviour of its flame is negligible
Note 1 to entry: The open pool fire characteristics are dependent on the outside conditions such as wind.
3.3
circular or near circular pool fire
pool fire (3.1) whose geometry can be approximated by a circular shape
Note 1 to entry: In case of an elongated pool, this approximation is valid if the ratio between the longest dimension
[1]
and the shortest dimension is not greater than 2 to 3 .
3.4
equivalent diameter
diameter of a circular pool whose plan area is equivalent with rectangular or irregularly shaped pools
3.5
absorption coefficient
the fraction of absorbed radiation intensity per unit length of radiation path.
3.6
radiative fraction
ratio of the radiative heat release rate to the total heat release rate
3.7
mean flame height
time-averaged height of flames above the base of a fire, defined as the elevation where the probability
of finding flames is 50 %
3.8
atmospheric transmissivity
ratio of the transmitted radiation intensity after passing through unit length of a participating medium
(carbon dioxide, water vapour, dust and fog) to the radiation intensity that would have passed the same
distance through clean air
4 Requirements governing the description of physical phenomena
4.1 Radiation heat flux from an open pool fire is a complex thermo-physical and chemical phenomenon
that can be highly transient or nearly steady-state. Radiation heat flux depends on the combustible
properties, the combustible’s geometry and the environment between the radiation source and the
"target" that receives the heat flux. The properties of the target need to be considered when further
calculations of target behaviour are assessed, e.g. injuries to people, malfunction/damage of a piece
of equipment, ignition of a combustible material, deteriorations of structural members. The physical
phenomena described in this document are concerned with only the calculations of the radiation heat
flux received by a target from an open pool fire.
2 © ISO 2019 – All rights reserved

4.2 General types of pool sources, pool geometry and relative positions of the considered targets
(including the position of radiation screens placed between the pool and the targets) shall be described
with the aid of diagrams.
4.3 Scenario elements, as determined by ISO 16733-1, to which specific formulae apply shall be clearly
identified. Radiation heat flux characteristics to be calculated and their useful ranges shall be clearly
identified, including those characteristics inferred by association with calculated quantities, if applicable.
4.4 Physical phenomena (e.g. pool formation during a continuous release, interaction between fire and
extinguishing materials) to which specific formulae apply shall be clearly identified.
4.5 Because different formulae describe different pool source radiative flame characteristics (see
4.2) or apply to different scenarios (see 4.3), it shall be shown that if there is more than one method to
calculate a given quantity, guidance shall be given on the selection of appropriate methods. An example
describing the choice of a method is given in Annex A.
5 Requirements governing the documentation
5.1 The general requirements governing the documentation can be found in ISO 16730-1.
5.2 The process to be followed in performing calculations shall be described through a set of algebraic
formulae.
5.3 Each formula shall be presented in a separate clause containing a statement that describes the
output of the formula, as well as explanatory notes and limitations unique to the presented formula.
5.4 Each variable in the formula set shall be clearly defined, along with appropriate SI units. Formula
versions with dimensionless coefficients are usually preferred.
5.5 The scientific basis for the formula set shall be provided through references to recognized
handbooks, peer-reviewed scientific literature or through derivations, where appropriate.
5.6 Examples shall be provided to demonstrate how the formula set is evaluated using values for all
input parameters consistent with all the requirements of Clause 5.
6 Requirements governing the limitations
6.1 Quantitative limits on the direct application of the algebraic formula set to calculate output
parameters, consistent with the scenarios described in Clause 4, shall be provided.
6.2 Cautions on the use of the algebraic formula set within a more general calculation method shall be
provided including checks of consistency with the other relations used in the calculation method and the
numerical process employed.
7 Requirements governing the input parameters
7.1 Input parameters for the set of algebraic formulae shall be identified clearly, e.g. mass burning rate,
pool diameter, etc.
7.2 Sources of data for input parameters shall be identified or provided explicitly.
7.3 The valid ranges for input parameters shall be listed as specified in ISO 16730-1.
8 Requirements governing the domain of applicability
8.1 One or more collections of measurement data shall be identified to establish the domain of
applicability of the set of algebraic formulae. The data shall have a certain level of quality in accordance
with ISO 5725(all parts) (e.g. repeatability and reproducibility). The level of quality shall be assessed
through a documented standardised procedure.
8.2 The domain of applicability of the algebraic formulae shall be determined through comparison
with the measurement data as given in 8.1.
8.3 Potential sources of errors that limit the set of algebraic formulae to the specific scenarios shall be
identified, e.g. the assumption of quiescent atmosphere.
4 © ISO 2019 – All rights reserved

Annex A
(informative)
Algebraic formulae for thermal radiation from a circular or near
circular open pool fire
A.1 Symbols and abbreviated terms used in this Annex
A plan area of a pool fire source (m )
s
D equivalent diameter of a pool fire source (m)
E emissive power of a flame (kW/m )
E emissive power of the luminous region of a flame (kW/m )
max
E emissive power of smoke (kW/m )
s
F configuration factor of a flame to a target (−)
F configuration factor of a flame to a horizontal target (−)
12,h
F configuration factor of a flame to a vertical target (−)
12,v
g gravity acceleration (9,81 m/s )
H vertical distance from flame base to a target (m)
−1
k radiation absorption coefficient of a flame from various fuels (m )
L mean flame height (m)
mass burning rate per unit area (kg/m ·s)

m"
mass burning rate per unit area of a sufficiently large pool (kg/m ·s)
"

m
∞
*
m non-dimensional burning rate (−)
radiation heat flux to a target (kW/m )

′′
q
heat release rate (kW)

Q
u wind velocity (m/s)
w
u* non-dimensional wind velocity
X horizontal distance to a target from the centre of a flame (m)
β radiation absorption coefficient of a flame taking the diameter as the characteristic
−1
length (m )
χ radiative fraction (−)
r
ΔH heat of combustion of fuel (J/kg)
c
θ flame tilt angle (rad)
ρ density of normal ambient air (1,2 kg/m )
a
τ atmospheric transmissivity (−)
A.2 Description of the physical phenomena addressed by the algebraic formula set
A.2.1 General
The formulae described in this annex provide radiation heat fluxes from a pool fire to a target and can
be applicable to various locations and orientations. The set of formulae is particularly convenient for
horizontal and vertical target orientations. The formulae presented here have been validated on sooty
liquid hydrocarbon fires.
A.2.2 General description of the calculation method
Estimating the radiation heat flux received by a target from a pool fire involves the three following steps:
— determination of the characteristics of the pool fire (burning surface, mass burning rate, duration
of the fire, time to steady-state conditions, etc.);
— determination of the thermal radiation characteristics of the pool fire (flame height, flame tilt,
emissive power of the flames, etc.);
— calculation of the radiation heat flux received by a target (configuration factor of a flame to a target,
atmospheric transmissivity along radiation path).
It is very important that a single method be used for all the three steps of this process. The methods
presented in this annex constitute whole methods and its parts cannot be changed. The validation of
the whole model needs to be considered, not its components individually.
A.2.3 Scenario elements to which the set of formulae is applicable
The set of formulae is applicable to thermal radiation from quasi-steady-state pool fire flames that are
approximately circular or square in plan area in an unobstructed environment, unless otherwise stated.
A.2.4 Self-consistency of the set of formulae
The set of formulae provided in this annex has been derived and reviewed to ensure that the calculation
results from different formulae in the set are consistent (i.e. do not produce conflicts).
A.2.5 Standards and other documents where the set of formulae is used
None specified.
A.3 Documentation of the set of formulae
A.3.1 General
As shown in Figure A.1, radiation is emitted by a flame and received by a target. The heat flux received
by a target from a pool fire can be calculated with the following algebraic formula:
"

qE=τ F (A.1)
6 © ISO 2019 – All rights reserved

Key
1 flame (surface 1)
2 target (surface 2)
3 emissions (to all directions)
4 heat flux to a target
Figure A.1 — Radiation from a flame to a target
Figure A.2 depicts the successive steps to estimate the radiation heat flux received by a target from a
pool fire. From the specified burning object characteristics, the heat release rate and the diameter of
the pool, when not given, are estimated. The emissive power from the flame surface is assumed to be
a function of the diameter of the pool. The flame geometry is calculated by using the heat release rate
and fire source diameter. Finally, the configuration factor of a flame to a target is calculated. The effect
of blockage by a participation medium such as soot, water vapour and dipole gases is considered, where
necessary, as atmospheric transmissivity.
The target is considered as an infinitesimally small plane element, which is assumed to be located at
the minimum distance between the fire and the real target. Because configuration factors are also
considered in the calculations of the physical phenomena, the point is associated with an element
surface. In the rest of this document, the target will be seen as a unit surface of a target. In this annex,
a solid cylindrical flame model is adopted. As presented in Figure A.2, the method is composed of
different interdependent sub-models, mean flame height, emissive power and so on.
Figure A.2 — Calculation process of radiation heat flux received by a target from a pool fire
A.3.2 Geometry and heat release rate of pool fires
A.3.2.1 Equivalent diameter of a pool fire source
The equivalent diameter of a pool fire source, D, is given by Formula (A.2):
4A
s
D= (A.2)
π
A.3.2.2 Heat release rate

The heat release rate, Q , is given by:


QH=Δ mA″ (A.3)
cs
Examples of mass burning rate and net heat of combustion are shown in Table A.1. Using these values,
[2]
the mass burning rate is estimated by :
″ −kD

mm″=−()1 e (A.4)
∞
NOTE Formula (A.4) is valid for large pool fires with D > 0,2 m.
[3]
Table A.1 — Net heat of combustion and mass burning rate of various fuels
Net heat of Mass burning rate at Radiation absorption
Fuel
combustion sufficiently large pool coefficient
−1
"
ΔH (MJ/kg) k (m )
c 
m (kg/m ·s)
∞
Liquid H 120 0,017 6,1
LNG 50,0 0,078 1,1
LP-gas 46,0 0,099 1,4
8 © ISO 2019 – All rights reserved

Table A.1 (continued)
Net heat of Mass burning rate at Radiation absorption
Fuel
combustion sufficiently large pool coefficient
−1
"
ΔH (MJ/kg) k (m )
c 
m (kg/m ·s)
∞
Methanol 20,0 0,017 —
Ethanol 26,8 0,015 —
Butane 42,7 0,078 2,7
Hexane 44,7 0,074 1,9
Heptane 44,6 0,101 1,1
benzene 40,1 0,085 2,7
Xylene 40,8 0,090 1,4
Acetone 25,8 0,041 1,9
Dioxane 26,2 0,018 5,4
Diethyl ether 34,2 0,085 0,7
Benzine 44,7 0,048 3,6
Gasoline 43,7 0,055 2,1
Kerosine 43,2 0,039 3,5
JP-4 43,5 0,051 3,6
JP-5 43,0 0,054 1,6
Transformer oil 46,4 0,039 0,7
Fuel oil, heavy 39,7 0,035 1,7
Crude oil 42,5 0,022 2,8
A.3.3 Cylindrical solid flame model and surface emissive power
A.3.3.1 Selection of methods
Several models have been developed based on the solid flame concept. The most common one is the
cylindrical solid flame model as shown in Figure A.1. This model has been chosen to represent the
radiative emitter by the lateral envelope of the flame as well as the upper disk.
There are various methods for estimating the surface emissive power. The surface emissive power is
[4]
related to the area of the cylindrical solid flame and the flame height. The Mudan-Croce method ,
[5]
Shokri-Beyler method and the radiative fraction method are adopted in this annex. Each set of
formulae corresponds to a specific fuel type and a range of fuel diameter. The Mudan-Croce method
[6][7]
is accompanied with the Thomas’ formula for flame height and flame tilt. The Shokri-Beyler
[8]
method is associated with the Heskestad’s formula for flame height as described in ISO 16734. As
the estimation formula for the emissive power is related to the surface area of flame, mixing various
methods need to be avoided.
A.3.3.2 Mudan-Croce’s method
A.3.3.2.1 General
The Mudan-Croce method, for estimating the incident heat flux from a pool fire, suggests the
following formulae for the effective emissive power of gasoline, kerosene, and JP-4 flames, but it
is not recommended for LNG. The set of formulae uses correlations of flame height developed by
Thomas from wood crib experiments. In case of windy conditions, the flame tilt angle is calculated
by correlation developed by Thomas. This method is recommended in the range of diameter of
approximately 1 m to 60 m.
A.3.3.2.2 Flame height by Thomas’ formula
In case of quiescent atmosphere, the flame height is calculated by [6]:

L m″
06, 1
=42() (A.5)
D
ρ gD
a
NOTE Formula (A.5) is suitable for large open pool fires. See A.4.1 for details.
[6]
In the presence of wind, the flame length and tilt angle are :

L m″
06,*70− ,21
=55() ()u (A.6)
D
ρ gD
a
*

11()u ≤

cosθ = (A.7)

**

11/(uu > )

where the non-dimensional wind velocity is:
u
* w
u = (A.8)
"/13

(/gm D ρ )
a
A.3.3.2.3 Emissive power by Mudan-Croce’s formula
The average and uniform emissive power at the flame surface of a pool fire, E, is given by the
[4] 2 2 −1
experimental correlation (Formula A.9) , with E = 140 kW/m , E = 20 kW/m and β = 0,12 m . The
max s
average and uniform emissive power at the flame surface depends only on the pool diameter.
−−ββDD
EE=+eE ()1−e (A.9)
max s
The formula takes into consideration the screening effects of soot. Limitations of the uniform average
emissive power may arise when the target is close to the flame region at the rim of a pool fire where the
emissive power might be underestimated.
A.3.3.3 Shokri-Beyler’s method
A.3.3.3.1 General
The flame is assumed to be a cylindrical, homogeneous radiator with an average emissive power.
Shokri’s formula for emissive power is derived in association with the flame height by Heskestad’s
formula. This method is mostly applicable at heat fluxes greater than 5 kW/m . The pool diameter
ranges from 1 m to 50 m and is mainly concerned with LNG and JP-5.
A.3.3.3.2 Flame height by Heskestad’s formula
[8]
Heskestad’s formula is applied to calculate the flame height as specified in ISO 16734.
25/
LD=−10,,20+ 235Q (A.10)
A.3.3.3.3 Emissive power by Shokri’s formula
[5]
The effective emissive power of the pool fire is given by Shokri as:
−0,00823D
E=58()10 (A.11)
10 © ISO 2019 – All rights reserved

A.3.3.4 Radiative fraction method
A.3.3.4.1 General
For relatively small pool diameters, the calculation formula is available for various fuels. The formula
is a purely geometrical representation of the redistribution of the radiant energy on a cylindrical
envelope.
A.3.3.4.2 Flame height by Heskestad’s formula
The flame height is calculated by Heskestad’s formula as shown in (Formula A.10).
A.3.3.4.3 Emissive power by radiative fraction
The emissive power E is calculated considering a uniform distribution of the radiative fraction of the
heat release on the side and top surfaces of a cylinder,

χ Q
r
E= (A.12)
πD
πDL+
where the radiative fraction of the energy released is correlated with the pool diameter as shown in
[9] to [11]
Table A.2 . Examples of radiative fraction of various fuels and liquid materials are shown in
[12] to [21]
Figures A.3 to A.6 . When the formulae do not provide conservative estimates of radiative
fraction, it is recommended to choose an appropriate value depending on the fuel type and pool
diameter.
Table A.2 — Examples of calculation formulae for radiative fraction of energy release
Fuel Formula Ref.
kerosene, fuel oil, gasoline, JP-4,LNG,
[9]
SFPE guide
χ =−02,,10 003 45DD()< 0 m
Methanol, Heptane, Toluene, Crude oil r
[10]
heptane, crude oil, kerosene McGrattan et al.
χ =−03,e50xp(,05DD)(25≤≤ 0)
r
00, 3

03,(30DD,,22<≤ 6)

heptane χ =

r
−05,
05,(52DD,)6<

[11]
Yang et al.
00, 8

03,(20DD,)22<<

kerosene χ =

r
−06,

04,(82DD< )

Key
X  pool diamater (m)
Y  radiative fraction (−)
Koseki & Yumoto (1988)
Koseki (1989)
Koseki & Hayasaka (1989)
Hamnis et al. (1991)
Klassen & Hamnis (1991)
Klassen & Gore (1994)
Buch et al. (1997)
McGrattan et al. (2000)
SFPE guide (1999)
Yang et al. (1994)
[12] to [18] [9] to [11]
Figure A.3 — Measured radiative fraction of heptane pool fires and formulae
in Table A.2
12 © ISO 2019 – All rights reserved

Key
X  pool diamater (m)
Y  radiative fraction (−)
Souil et al. (1986)
Koseki & Yumoto (1988)
Koseki (1989)
McGrattan et al. (2000)
SFPE guide (1999)
Yang et al. (1994)
[13][14][19] [9] to [11]
Figure A.4 — Measured radiative fraction of kerosene pool fires and formulae
in Table A.2
Key
X  pool diamater (m)
Y  radiative fraction (−)
JP4, Koseki (1989)
diesel oil, Munos (2007)
gasoline, Koseki (1989)
gasoline, Munos (2007)
McGrattan et al. (2000)
SFPE guide (1999)
[13][20]
Figure A.5 — Measured radiative fraction of pool fires of various fuels and
[9] to [11]
formulae in Table A.2
14 © ISO 2019 – All rights reserved

Key
X  pool diamater (m)
Y  radiative fraction (−)
benzene, Koseki (1989)
methanol, Buch (1997)
methanol, Klassen & Gore (1994)
acetone, Buch (1997)
toluene, Klassen & Gore (1994)
silicone oil, Buch (1997)
crude oil, Koseki & Yumoto (1988)
crude oil, Koseki (1989)
crude oil, Koseki et al. (2000)
McGrattan et al. (2000)
SFPE guide (1999)
[12][13][17][18][21]
Figure A.6 — Measured radiative fraction of pool fires of various fuels and
[9][10]
formulae in Table A.2
A.3.4 Configuration factors
The configuration factors are calculated by flame length, flame width, distance to target, flame tilt and
orientation of the target. The explicit forms of calculation formulae are summarized in Annex B.
A.3.5 Atmospheric transmissivity
In most cases, the atmospheric transmissivity is approximated as unity. When it is desirable to consider
the absorption by the atmosphere between a flame and a target, the effect of the absorbing medium can
be applied. The principal constituents that absorb thermal radiation are soot (C), water vapour (H O)
[22]
and carbon dioxide (CO ) .
A.4 Scientific basis for the set of formulae
A.4.1 Flame height
The formulae for flame height were developed by Thomas for wood crib fires and by Heskestad
for common fuels. The formulae are developed by a scaling law of fire plume, and compared with
experimental observations. Heskestad’s plume is described in ISO 16734:2006, Annex A.
Many investigators have developed correlations for turbulent flame heights in a quiescent air
environment. Most are based on the dimensional analysis of experimental data using Froude modelling
principles. Some are based on approximate theoretical models involving some empirical factors. These
correlations are generally cast in terms of a non-dimensional burning rate as follows.

m″
*
m = (A.13)
ρ gD
a
The ratio of flame height to pool diameter is plotted versus non-dimensional burning rate in Figure A.7.
Key
X  pool diameter (m)
Y  flame height/pool diameter ratio (−)
no wind, Formula (A.5)
with wind, Formula (A.6)
LNG pool fires on water
LNG pool fires on land
LNG pool fires on land
gasoline fires on land
kerosene fires on land
gasoline, kerosene, diesel oil
LNG, kerosene
acetone
[23]
Figure A.7 — Comparison of Thomas’ formulae with experimental data gathered by Mudan
16 © ISO 2019 – All rights reserved

A.4.2 Configuration factor
The formulae for configuration factors have been developed to describe radiation heat transfer for
general purposes not only for fire calculations. The factor is calculated only by geometrical relationships
between a flame and a target. See Annex B for detailed information.
A.5 Formula-set limitations
A.5.1 Shape of fire source
The set of formulae described in this annex assumes circular or near circular pool fires. Rectangular or
[1]
irregularly-shaped pool sources with aspect ratios greater than 2 to 3 require other models than the
ones described in this annex, as the equivalent diameter cannot be calculated by Formula (A.1).
A.5.2 Property of fuel
This annex deals with sooty hydrocarbon fires only. Fire sources affected by extinguishing agents are
not considered in this annex.
A.5.3 Emissive power
The emissive power depends largely on the pool diameter and slightly depends on the fuel type. The
use of correct values is essential for accurate calculations. It should be noted that experimental data are
fitted with the cylindrical flame model to determine surface emissivity. Thus the emissive power is a
model dependent parameter.
A.5.4 Proximity to boundaries
The flame height is different when the pool is close to a vertical boundary. Rectangular pools, with a
wall at one or more sides and three-dimensional fire sources having restricted air access, cannot be
considered in this annex. In addition, if a fire plume is close to the enclosure boundary, reflection and
re-radiation by the wall surface need to be considered.
A.6 Formula-set input parameters
A.6.1 Heat release rate

The parameter, Q , is the rate of heat that is actually released by a fire under specific environmental
conditions, as measured by a calorimeter that is based on product gas collection to determine O , CO
2 2
and CO generation rates, or as otherwise specified. This parameter is normally obtained from a design
fire scenario. Further information on fire calorimetry is described in ISO 24473.
A.6.2 Radiative fraction
The radiative fraction of a flame, χ , is typically in the range of 0,3 to 0,4 for liquid fuels burning in a
R
relatively small pool but can be down to 0,2 or smaller as the fire source diameter increases.
A.6.3 Fire source diameter
The fire source diameter is normally obtained from a design fire scenario. For rectangular fire sources,
an equivalent diameter, D, is obtained from Formula (A.2), which uses a circular source having the same
area as the fire source.
A.7 Domain of applicability of the set of formulae
The domain of applicability of the set of formulae in this annex can be determined from the scientific
literature references given in A.3 and A.4. Configuration factors can be applied to any flame size and
distance of the target to the flame.
A.8 Calculation examples
A.8.1 Calculation conditions
Calculate the radiation heat flux to a vertical target on the ground level at a distance of 20 m from a
circular kerosene pool fire of 10-m diameter as shown in Figure A.8.
Key
1 flame (surface 1)
2 target (surface 2)
Figure A.8 — Calculation example of the radiation heat flux to a vertical target
A.8.2 Burning and heat release rates
Using Formula (A.4), the mass burning rate per unit area is:
″ −kD
 2
mm"(=−10e ),=×039 {e13−−xp(,51×=00)} ,0390 (kg/m·s) (A.14)
∞
Using Formula (A.3), the heat release rate is:
31, 41× 0


QH==Δ mA″ 43,,20××0390 =132,3 (MW) (A.15)
cs
18 © ISO 2019 – All rights reserved

A.8.3 Mudan-Croce’s method
The flame height is calculated by Formula (A.5) as:

m″ 0,039
06,,10 61
L==42() D 42×( ),×=10 0128, (m) (A.16)
ρ gD 1,,205××981100,
a
The emissive power is calculate by Formula (A.9) as:
−−ββDD
EE=+eE ()1−=e 140exp(−×01,)2102+−01{exp(,−×01210)}==56,1 (kW/m ) (A.17)
max s
The configuration factor for this arrangement is calculated by Formula (B.2) in Annex B as:
L X 12,8 20,0
Ff==( , )(f , ),=0 09299 (−) (A.18)
12v cyl-vcyl-v
D/22D/ 10,/02 10,/02
The heat flux received by the target is calculated by Formula (A.1) as:
qE==τ F 10,,××56 10,,09295= 22 (kW/m) (A.19)
12v
A.8.4 Shokri–Beyler’s method
The flame height is calculated by Heskestad’s Formula (A.10) as:
25//25
LD=−10,,20+=235Q −×10,,2100+×235 132300 =16,1 (m) (A.20)
The emissive power from the flame surface is calculated by Formula (A.11) as:
−−0,,00823D 0 00823×10
E==58()10 58×=10 48,0 (kW/m) (A.21)
The configuration factor for this arrangement is calculated by Formula (B.2) in Annex B as:
L X 16,1 20,0
Ff==( , )(f , ),=0 103 (−) (A.22)
12v cyl-vcyl-v
D/22D/ 10,/02 10,/02
The heat flux received by the target is calculated by Formula (A.1) as:
qE==τ F 10,,××48 00,,103=494 (kW/m) (A.23)
12v
A.8.5 Radiative fraction method
The radiative fraction is calculated by the second formula in Table A.2 as:
χ =−03,e50xp(,05D),=×0350exp(−×,)05 10 =0,212 (A.24)
r
The emissive power is calculated by Formula (A.12) using the Heskestad’s flame height,
Formula (A.20), as:

χ Q″
02, 12×132 300
r
E = = =48,1 (kW/m ) (A.25)
π 31, 4
DD+π L ×+10 31,,41××0161
4 4
The heat flux received by the target is calculated by Formula (A.1) as:
qF==E 0,,103×=48 14,96 (kW/m) (A.26)
12v
Annex B
(informative)
Configuration factors of a cylindrical flame to a target
B.1 Symbols and abbreviated terms used in this Annex
f configuration factor of side surface of an upright cylinder to a horizontal target(−)
cyl-h
f configuration factor of side surface of a tilted cylinder to a horizontal target(−)
cyl(θ)-h
f configuration factor of side surface of an upright cylinder to a vertical target(−)
cyl-v
f configuration factor of side surface of a tilted cylinder to a vertical target(−)
cyl(θ)-v
f configuration factor of a horizontal circular disk to a horizontal target(−)
cir-h
f configuration factor of a horizontal circular disk to a vertical target(−)
cir-v
f configuration factor of a vertical rectangular surface to a horizontal target (−)
rect-h
f configuration factor of a vertical rectangular surface to a vertical target (−)
rect-v
F configuration factor of a flame to a target at arbitrary orientation
F configuration factor of a flame to a vertical target (−)
v
F configuration factor of a flame to a horizontal target (−)
h
h non-dimensional vertical distance from flame base to target, H/R (−)
H vertical distance from flame base to a target (m)
l non-dimensional flame height, L/R (−)
l effective non-dimensional flame height (−)
e
L flame height (m)
L effective flame height (m)
e
r distance from point p on emitting surface to point q on target (m)
pq
R radius of a flame (m)
R effective radius of a flame (m)
e
x non-dimensional horizontal distance from flame axis to a target, X/R (−)
x effective non-dimensional horizontal distance from flame axis to a target, X/R (−)
e e
X horizontal distance from flame axis to a target (m)
20 © ISO 2019 – All rights reserved

θ flame tilt angle toward downstream (rad.)
θ angle between outward normal vector at point p and a vector connecting point p to
p
point q (rad.)
θ angle between outward normal vector at point q and a vector connecting point q to
q
point p (rad.)
B.2 Description of physical phenomena addressed by the set of formulae
B.2.1 General
The formulae provide configuration factors of a cylindrical flame to a target. The flame may be either
upright or tilted by the effect of wind. The target may be horizontal, vertical o
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 24678-7
Première édition
2019-03
Version corrigée
2019-06
Ingénierie de la sécurité incendie —
Exigences régissant les formules
algébriques —
Partie 7:
Flux de chaleur rayonné reçu d'un feu
en nappe ouvert
Fire safety engineering — Requirements governing algebraic
formulae —
Part 7: Radiation heat flux received from an open pool fire
Numéro de référence
©
ISO 2019
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, 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.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques . 2
5 Exigences régissant la documentation . 3
6 Exigences régissant les limites . 3
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée . 4
8 Exigences régissant le domaine d’application . 4
Annexe A (informative) Formules algébriques pour le rayonnement thermique d’un feu
en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire . 5
Annexe B (informative) Facteurs de configuration d’une flamme cylindrique par rapport
à une cible .21
Bibliographie .41
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.
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.
La présente version corrigée de l'ISO 24678-7:2019 inclut les corrections suivantes :
Figure 1: "ISO 23932" est devenu "ISO 23932-1:2018". Le cadre intitulé "Choisir les méthodes
d'ingénierie" a été surligné.
B.3.1.2, Formule (B.2): la première parenthèse, sous la racine carrée, "x+1/x−1" est devenu "x−1/x+1".
B.3.1.2, Formule (B.5): le deuxième dénominateur "r" est devenu "r ".
B.3.3.2.1, Figure B.11 a) : les triangles noirs ont été supprimés.
B.3.3.3.1, Figure B.12: les rectangles noirs ont été supprimés.
B.3.3.3.1, Figure B.13: "1" ne figure plus à l'intérieur de la figure.
B.3.3.3.1, Figure B.14: la ligne horizontale a été supprimée.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

Introduction
Le présent document est destiné à être utilisé 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 du dimensionnement de la sécurité incendie. Ces
calculs sont précédés par l’établissement d’un contexte, y compris les buts et objectifs de sécurité
contre l’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. 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 le dimensionnement de la sécurité 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 dimensionnement de sécurité incendie suggéré pour répondre 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 décrits dans l’ISO 23932-1 fournissent une méthodologie «performantielle»
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 dimensionnement
performantiel et robuste de la sécurité incendie.
L’ISO 23932-1 s’appuie sur un ensemble de normes ISO d’ingénierie de la sécurité incendie disponibles
et portant sur les méthodes et les données requises pour toutes les étapes de conception d’un processus
d’ingénierie de sécurité incendie, résumées à la Figure 1 (extraite de l’Article 4 de l’ISO 23932-1:2018).
Cet ensemble comprend l’ISO 16730-1, l’ISO 16733-1, l’ISO 16732, l’ISO 16734, l’ISO 16735, l’ISO 16736,
ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-6, l’ISO/TS 24679, l’ISO 23932-1, l’ISO/TS 29761 et d’autres
rapports techniques d’accompagnement qui fournissent des exemples et des recommandations relatives
à l’application de ces normes.
Chaque Norme internationale 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 la
norme aux étapes correspondantes du processus de dimensionnement par l’ingénierie de la sécurité
incendie présenté dans l’ISO 23932-1. L’ISO 23932-1 exige que les méthodes d’ingénierie soient choisies
correctement pour prédire les conséquences du feu de scénarios et éléments de scénario spécifiques
(ISO 23932-1:2018, Article 10). 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 sur la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932-1.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés

Légende
a
Voir également l’ISO/TR 16576 (Exemples).
b
Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 29761.
c
Voir également l’ISO 16732-1, l’ISO 16733-1, l’ISO/TS 29761.
d
Voir également l’ISO/TS 13447, l’ISO 16730-1, les ISO/TR 16730-2 à 5 (Exemples), l’ISO 16734, l’ISO 16735,
l’ISO 16736, l’ISO 16737, l’ISO/TR 16738, l’ISO 24678-6.
e
Voir également l’ISO/TR 16738, l’ISO 16733-1.
NOTE Documents liés à des parties importantes du processus ISI: ISO 16732-1, ISO 16733-1, ISO/TS 24679,
ISO/TS 29761, ISO/TR 16732-2 à 3 (Exemples), ISO/TR 24679-2 à 4 et 6 (Exemples).
Figure 1 — Organigramme représentant le processus de conception par ingénierie de
la sécurité incendie (extrait de l’ISO 23932-1:2018)
viii © ISO 2019 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 24678-7:2019(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Exigences régissant
les formules algébriques —
Partie 7:
Flux de chaleur rayonné reçu d'un feu en nappe ouvert
1 Domaine d’application
Les exigences du présent document régissent l’application d’un ensemble de formules algébriques
explicites pour le calcul de caractéristiques spécifiques du flux de chaleur rayonné provenant d’un feu
en nappe.
Le présent document est une mise en application des exigences générales spécifiées dans l’ISO 16730-1
pour les calculs relatifs à la dynamique du feu impliquant un ensemble de formules algébriques
explicites.
Le présent document est organisé sous la forme d’un modèle dans lequel les informations spécifiques
relatives aux formules algébriques sont fournies pour satisfaire aux types suivants d’exigences
générales:
a) description des phénomènes physiques abordés par la méthode de calcul;
b) documentation du mode opératoire de calcul et de sa base scientifique;
c) limites de la méthode de calcul;
d) paramètres d’entrée de la méthode de calcul; et
e) domaine d’application de la méthode de calcul.
Des exemples d’ensembles de formules algébriques satisfaisant aux exigences du présent document sont
fournis dans les Annexes A et B. L’Annexe A contient un ensemble de formules algébriques portant sur les
flux de chaleur rayonnés provenant d’un feu en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire. L’Annexe B
contient des formules pour les facteurs de configuration d’une flamme par rapport à une cible.
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 5725 (toutes les parties), Fidélité des méthodes d’essai — Détermination de la répétabilité et de la
reproductibilité d’une méthode d’essai normalisée par essais interlaboratoires
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 16730-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la vérification et la
validation des méthodes de calcul — Partie 1: Généralités
ISO 16733-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Sélection de scénarios d'incendie et de feux de
dimensionnement — Partie 1: Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans 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:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
3.1
feu en nappe
combustion d’un carburant combustible horizontal et orienté vers le haut composé de liquides, de gaz
liquéfiés ou de matières plastiques en fusion placées horizontalement
3.2
feu en nappe ouvert
feu en nappe (3.1) en plein air ou dans un espace très grand par rapport à la taille du feu, où l’effet
confiné de l’environnement bâti sur le comportement de sa flamme est négligeable
Note 1 à l'article: Les caractéristiques du feu en nappe ouvert dépendent des conditions extérieures comme le vent.
3.3
feu en nappe circulaire ou quasi circulaire
feu en nappe (3.1) dont la géométrie peut être assimilée à une forme circulaire
Note 1 à l'article: Dans le cas d’une nappe allongée, cette assimilation est valide si le rapport entre la dimension la
[1]
plus longue et la dimension la plus courte ne dépasse pas 2 à 3 .
3.4
diamètre équivalent
diamètre d’une nappe circulaire dont la surface plane est équivalente aux nappes de forme rectangulaire
ou irrégulière
3.5
coefficient d’absorption
fraction d’intensité du rayonnement absorbé par unité de longueur de la trajectoire de rayonnement
3.6
fraction radiative
rapport entre le taux de dégagement thermique radiatif et le débit calorifique total
3.7
hauteur moyenne de la flamme
moyenne temporelle de la hauteur des flammes au-dessus de la base d’un feu, définie comme l’élévation
où la probabilité de trouver des flammes est de 50 %
3.8
transmissivité atmosphérique
rapport entre l’intensité du rayonnement transmise après avoir traversé une longueur unitaire d’un
fluide présent (dioxyde de carbone, vapeur d’eau, poussière et brouillard) et l’intensité du rayonnement
qui aurait parcouru la même distance dans de l’air propre
4 Exigences régissant la description des phénomènes physiques
4.1 Le flux de chaleur rayonné provenant d’un feu en nappe ouvert est un phénomène thermophysique
et chimique complexe qui peut être très transitoire ou de régime permanent. Le flux de chaleur rayonné
dépend des propriétés du combustible, de la géométrie du combustible et de l’environnement entre la
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés

source de rayonnement et la «cible» qui reçoit le flux de chaleur. Les propriétés de la cible doivent être
prises en considération lorsque des calculs supplémentaires du comportement de la cible sont évalués,
par exemple les blessures subies par les personnes, le dysfonctionnement/les dommages sur une partie
de l’équipement, l’allumage d’un matériau combustible, les détériorations d’éléments structurels. Les
phénomènes physiques décrits dans le présent document concernent uniquement les calculs du flux de
chaleur rayonné provenant d’un feu en nappe ouvert et reçu par une cible.
4.2 Différents types de sources de feux en nappe, la géométrie de la nappe et les positions relatives des
cibles examinées (y compris la position des écrans antirayonnements placés entre la nappe et les cibles)
doivent être décrits à l’aide de diagrammes.
4.3 Les éléments de scénario tels que déterminés par l’ISO 16733-1, auxquels s’appliquent les formules
spécifiques doivent être clairement identifiés. Les caractéristiques du flux de chaleur rayonné à calculer
ainsi que leurs plages utiles doivent être clairement identifiées, y compris les caractéristiques présumées
par association avec des grandeurs calculées, si applicable.
4.4 Les phénomènes physiques (par exemple la formation d’une nappe pendant un dégagement
continu, l’interaction entre le feu et les matériaux extincteurs) auxquels des formules spécifiques
s’appliquent doivent être clairement identifiés.
4.5 Étant donné que différentes formules décrivent différentes caractéristiques des flammes radiatives
de la source de la nappe (voir 4.2) ou s’appliquent à différents scénarios (voir 4.3), il doit être démontré
que si plusieurs méthodes permettent de calculer une grandeur donnée, des recommandations doivent
être données pour choisir les méthodes appropriées. Un exemple décrivant le choix d’une méthode est
donné en Annexe A.
5 Exigences régissant la documentation
5.1 Les exigences générales qui régissent la documentation figurent dans l’ISO 16730-1.
5.2 Le processus à suivre pour réaliser les calculs doit être décrit par un ensemble de formules
algébriques.
5.3 Chaque formule doit être présentée dans un paragraphe distinct contenant un énoncé qui décrit le
résultat de la formule, ainsi que des notes explicatives et les limites propres à la formule présentée.
5.4 Chaque variable dans l’ensemble de formules doit être clairement définie avec les unités SI
appropriées. Les versions des formules avec des coefficients sans dimension sont généralement
préférées.
5.5 La base scientifique de l’ensemble de formules doit être donnée par des références à des manuels
reconnus, à la littérature scientifique évaluée par des pairs ou par des dérivations, selon le cas.
5.6 Des exemples doivent être fournis pour démontrer comment l’ensemble de formules est évalué,
en utilisant, pour tous les paramètres d’entrée, des valeurs cohérentes avec toutes les exigences de
l’Article 5.
6 Exigences régissant les limites
6.1 Les limites quantitatives à l’application directe de l’ensemble de formules algébriques pour calculer
les paramètres de sortie, cohérentes avec les scénarios décrits à l’Article 4, doivent être spécifiées.
6.2 Des avertissements relatifs à l’utilisation de l’ensemble de formules algébriques dans une méthode
de calcul plus générale doivent être fournis, y compris les contrôles de la cohérence avec les autres
relations utilisées dans la méthode de calcul et les processus numériques utilisés.
7 Exigences régissant les paramètres d’entrée
7.1 Les paramètres d’entrée pour l’ensemble de formules algébriques doivent être clairement
identifiés, par exemple: vitesse massique de brûlage, diamètre de la nappe, etc.
7.2 L’origine des données relatives aux paramètres d’entrée doit être identifiée ou fournie
explicitement.
7.3 Le domaine de validité de chaque paramètre d’entrée doit être indiqué comme spécifié dans
l’ISO 16730-1.
8 Exigences régissant le domaine d’application
8.1 Une ou plusieurs collectes de données de mesurage doivent être identifiées pour déterminer le
domaine d’application de l’ensemble de formules algébriques. Ces données doivent avoir un certain
niveau de qualité en conformité avec l’ISO 5725(toutes les parties) (par exemple la répétabilité et la
reproductibilité). Le niveau de qualité doit être évalué par un mode opératoire normalisé documenté.
8.2 Le domaine d’application des formules algébriques doit être déterminé par une comparaison avec
les données de mesurage données en 8.1.
8.3 Il faut identifier les sources d’erreur possibles qui limitent l’ensemble de formules algébriques aux
scénarios spécifiques indiqués, par exemple l’hypothèse d’une atmosphère tranquille.
4 © ISO 2019 – Tous droits réservés

Annexe A
(informative)
Formules algébriques pour le rayonnement thermique d’un feu
en nappe ouvert circulaire ou quasi circulaire
A.1 Symboles et abréviations utilisés dans la présente annexe
A surface plane d’une source de feu en nappe (m )
s
D diamètre équivalent d’une source de feu en nappe (m)
E pouvoir émissif d’une flamme (kW/m )
E pouvoir émissif de la région lumineuse d’une flamme (kW/m )
max
E pouvoir émissif de la fumée (kW/m )
s
F facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible (−)
F facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible horizontale (−)
12,h
F facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible verticale (−)
12,v
g accélération de la gravité (9,81 m/s )
H distance verticale entre la base de la flamme et une cible (m)
−1
k coefficient d’absorption de rayonnement d’une flamme pour différents combustibles (m )
L hauteur moyenne de la flamme (m)
vitesse massique de brûlage par unité de surface (kg/m ·s)

m"
vitesse massique de brûlage par unité de surface d’une nappe suffisamment grande (kg/m ·s)
″

m
∞
m* vitesse de brûlage non dimensionnelle (−)
densité de flux de chaleur rayonné vers une cible (kW/m )

′′
q
débit calorifique (kW)

Q
u vitesse du vent (m/s)
w
u* vitesse du vent non dimensionnelle
X distance horizontale par rapport à une cible à partir du centre d’une flamme (m)
β coefficient d’absorption de rayonnement d’une flamme en prenant le diamètre comme lon-
−1
gueur caractéristique (m )
χ fraction radiative (−)
r
ΔH chaleur de la combustion du combustible (J/kg)
c
θ angle d’inclinaison de la flamme (rad)
ρ densité de l’air ambiant normal (1,2 kg/m )
a
τ transmissivité atmosphérique (−)
A.2 Description des phénomènes physiques abordés par l’ensemble de formules
algébriques
A.2.1 Généralités
Les formules décrites dans la présente annexe fournissent des flux de chaleur rayonnés depuis un feu en
nappe vers une cible et peuvent être applicables à différents emplacements et orientations. L’ensemble
de formules est particulièrement pratique pour les cibles orientées à la verticale et à l’horizontale. Les
formules présentées ici ont été validées avec des feux d'hydrocarbures.
A.2.2 Description générale de la méthode de calcul
L’estimation du flux de chaleur rayonné reçu par une cible et provenant d’un feu en nappe implique les
trois étapes suivantes:
— détermination des caractéristiques du feu en nappe (surface en combustion, vitesse massique de
brûlage, durée du feu, durée jusqu’aux conditions de régime permanent, etc.);
— détermination des caractéristiques de rayonnement thermique du feu en nappe (hauteur de la
flamme, inclinaison de la flamme, pouvoir émissif de la flamme, etc.);
— calcul du flux de chaleur rayonné reçu par une cible (facteur de configuration d’une flamme par
rapport à une cible, transmissivité atmosphérique le long de la trajectoire du rayonnement).
Il est très important d’utiliser une seule méthode pour les trois étapes de ce processus. Les méthodes
présentées dans la présente annexe forment des méthodes complètes et ses parties ne peuvent pas
être modifiées. La validation du modèle complet doit être considérée, et non pas chaque composant
individuellement.
A.2.3 Éléments de scénario auxquels l’ensemble de formules est applicable
L’ensemble de formules est applicable au rayonnement thermique qui émane de flammes de feux en
nappe de régime permanent et qui sont quasi circulaires ou rectangulaires dans une surface vue en
plan dans un environnement non obstrué, sauf si indication contraire.
A.2.4 Cohérence intrinsèque de l’ensemble de formules
L’ensemble de formules fourni dans la présente annexe a été dérivé et révisé 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.2.5 Normes et autres documents dans lesquels l’ensemble de formules est utilisé
Aucun spécifié.
6 © ISO 2019 – Tous droits réservés

A.3 Documentation de l’ensemble de formules
A.3.1 Généralités
Comme représenté sur la Figure A.1, le rayonnement est émis par une flamme et reçu par une cible. Le
flux de chaleur provenant d’un feu en nappe et reçu par une cible peut être calculé à l’aide de la formule
algébrique suivante:
"

qE=τ F (A.1)
Légende
1 flamme (surface 1)
2 cible (surface 2)
3 émissions (dans toutes les directions)
4 flux de chaleur rayonné vers une cible
Figure A.1 — Rayonnement d’une flamme vers une cible
La Figure A.2 décrit les étapes successives nécessaires pour estimer le flux de chaleur rayonné
provenant d’un feu en nappe et reçu par une cible. Le débit calorifique et le diamètre de la nappe, s’il
n’est pas indiqué, sont estimés à partir des caractéristiques spécifiques de l’objet qui brûle. Le pouvoir
émissif émanant de la surface de la flamme est présumé être une fonction du diamètre de la nappe. La
géométrie de la flamme est calculée en utilisant le débit calorifique et le diamètre de la source du feu.
Enfin, le facteur de configuration d’une flamme par rapport à une cible est calculé. L’effet de blocage par
une substance présente, par exemple de la suie, de la vapeur d’eau et des gaz dipolaires, est considéré
comme transmissivité atmosphérique quand cela est nécessaire.
La cible est considérée comme un petit élément plan infinitésimal présumé se situer à la distance
minimale entre le feu et la cible réelle. Comme des facteurs de configuration sont également pris en
compte dans les calculs des phénomènes physiques, le point est associé à une surface de l’élément.
Dans le reste du présent document, la cible est considérée comme unité de surface d’une cible. Dans la
présente annexe, un modèle de flamme cylindrique solide est adopté. Comme présenté sur la Figure A.2,
la méthode est composée de différents sous-modèles interdépendants, de la hauteur moyenne de la
flamme, du pouvoir émissif, etc.
Figure A.2 — Processus de calcul d’un flux de chaleur rayonné reçu par une cible et provenant
d’un feu en nappe
A.3.2 Géométrie et débit calorifique de feux en nappe
A.3.2.1 Diamètre équivalent d’une source de feu en nappe
Le diamètre équivalent d’une source de feu en nappe, D, est donné par la Formule (A.2):
4A
s
D= (A.2)
π
A.3.2.2 Débit calorifique

Le débit calorifique, Q , est donné par:


QH=Δ mA″ (A.3)
cs
Des exemples de vitesse massique de brûlage et de chaleur nette de combustion sont donnés dans le
[2]
Tableau A.1. À l’aide de ces valeurs, la vitesse massique de brûlage est estimée selon :
″ −kD

mm″=−()1 e (A.4)
∞
NOTE La Formule (A.4) est valable pour de grands feux en nappe de D > 0,2 m.
8 © ISO 2019 – Tous droits réservés

Tableau A.1 — Chaleur nette de combustion et vitesse massique de brûlage de différents
[3]
combustibles
Vitesse massique de
Chaleur nette Coefficient d’absorption
Combustible brûlage d’une nappe
de combustion du rayonnement
suffisamment grande
−1
″
ΔH (MJ/kg) k (m )
c  2
m (kg/m ·s)
∞
H liquide 120 0,017 6,1
GNL 50,0 0,078 1,1
GPL 46,0 0,099 1,4
Méthanol 20,0 0,017 —
Éthanol 26,8 0,015 —
Butane 42,7 0,078 2,7
Hexane 44,7 0,074 1,9
Heptane 44,6 0,101 1,1
Benzène 40,1 0,085 2,7
Xylène 40,8 0,090 1,4
Acétone 25,8 0,041 1,9
Dioxane 26,2 0,018 5,4
Éther éthylique 34,2 0,085 0,7
Essence 44,7 0,048 3,6
Gasoil 43,7 0,055 2,1
Kérosène 43,2 0,039 3,5
JP-4 43,5 0,051 3,6
JP-5 43,0 0,054 1,6
Huile de transforma- 46,4 0,039 0,7
tion
Mazout lourd 39,7 0,035 1,7
Pétrole brut 42,5 0,022 2,8
A.3.3 Modèle de flamme solide cylindrique et pouvoir émissif de la surface
A.3.3.1 Sélection des méthodes
Plusieurs modèles ont été développés sur la base du concept de la flamme solide. Le plus courant est
le modèle de la flamme solide cylindrique représenté sur la Figure A.1. Ce modèle a été choisi pour
représenter l’émetteur radiatif par l’enveloppe latérale de la flamme ainsi que le disque supérieur.
Il existe plusieurs méthodes d’estimation du pouvoir émissif de la surface. Le pouvoir émissif de la
surface est corrélé à la surface de la flamme solide cylindrique et à la hauteur de la flamme. La méthode
[4] [5]
de Mudan-Croce , la méthode de Shokri-Beyler et la méthode de la fraction radiative sont adoptées
dans cette annexe. Chaque ensemble de formules correspond à un type de combustible spécifique et à
une plage de diamètre du combustible. La méthode de Mudan-Croce est accompagnée par la formule de
[6][7]
Thomas pour la hauteur de la flamme et l’inclinaison de la flamme. La méthode de Shokri-Beyler
[8]
est associée à la formule de Heskestad pour la hauteur de flamme, décrite dans l’ISO 16734. Comme la
formule d’estimation du pouvoir émissif est corrélée à la surface de la flamme, il faut éviter de mélanger
les différentes méthodes.
A.3.3.2 Méthode de Mudan-Croce
A.3.3.2.1 Généralités
La méthode de Mudan-Croce pour l’estimation d’un flux de chaleur incident provenant d’un feu en nappe
suggère les formules suivantes pour le pouvoir émissif des flammes d’essence, de kérosène et de JP-4,
mais ne les recommande pas pour le GNL. L’ensemble de formules utilise les corrélations de la hauteur
de la flamme développées par Thomas à partir d’expériences sur des bûchers en bois. En cas de vent,
l’angle d’inclinaison de la flamme est calculé par la corrélation développée par Thomas. Cette méthode
est recommandée dans la plage de diamètres d’environ 1 m à 60 m.
A.3.3.2.2 Hauteur de flamme selon la formule de Thomas
[6]
En cas d’atmosphère tranquille, la hauteur de la flamme est calculée selon :

L m″
06, 1
=42() (A.5)
D
ρ gD
a
NOTE La Formule (A.5) est appropriée pour les feux en nappe ouverts de grande taille. Voir A.4.1 pour des
informations détaillées.
[6]
En présence de vent, la longueur et l’angle d’inclinaison de la flamme sont :

L m″
06,*70− ,21
=55() ()u (A.6)
D
ρ gD
a
*

11()u ≤

cosθ = (A.7)

**

11/(uu > )

où la vitesse non dimensionnelle du vent est:
u
* w
u = (A.8)
"/13

(/gm D ρ )
a
A.3.3.2.3 Pouvoir émissif selon la formule de Mudan-Croce
Le pouvoir émissif moyen et uniforme au niveau d’une surface de flamme d’un feu en nappe, E, est donné
[4] 2 2 −1
par corrélation expérimentale (Formule A.9) , où E = 140 kW/m , E = 20 kW/m et β = 0,12 m .
max s
Le pouvoir émissif moyen et uniforme au niveau de la surface de la flamme dépend uniquement du
diamètre de la nappe.
−−ββDD
EE=+eE ()1−e (A.9)
max s
La formule tient compte de l’effet de barrage de la suie. Les limites du pouvoir émissif moyen uniforme
peuvent survenir lorsque la cible est proche de la zone de la flamme au niveau du bord du feu en nappe,
là où le pouvoir émissif peut être sous-estimé.
A.3.3.3 Méthode de Shokri-Beyler
A.3.3.3.1 Généralités
La flamme est présumée être un élément rayonnant homogène et cylindrique avec un pouvoir émissif
moyen. Le pouvoir émissif selon la formule de Shokri est dérivé en association avec la hauteur de la
flamme selon la formule de Heskestad. Cette méthode est principalement applicable à des flux de chaleur
supérieurs à 5 kW/m . Les plages de diamètres de nappe de 1 m à 50 m concernent principalement le
GNL et le JP-5.
10 © ISO 2019 – Tous droits réservés

A.3.3.3.2 Hauteur de la flamme selon la formule de Heskestad
[8]
La formule de Heskestad est appliquée pour calculer la hauteur de la flamme comme spécifiée dans
l’ISO 16734.
25/
LD=−10,,20+ 235Q (A.10)
A.3.3.3.3 Pouvoir émissif selon la formule de Shokri
[5]
Le pouvoir émissif effectif du feu en nappe est donné par Shokri selon:
−0,00823D
E=58()10 (A.11)
A.3.3.4 Méthode de la fraction radiative
A.3.3.4.1 Généralités
Pour des nappes de diamètre relativement petit, la formule de calcul est disponible pour différents
combustibles. La formule est une représentation purement géométrique de la redistribution de l’énergie
rayonnée sur une enveloppe cylindrique.
A.3.3.4.2 Hauteur de la flamme selon la formule de Heskestad
La hauteur de la flamme est calculée selon la formule de Heskestad représentée par (Formule A.10).
A.3.3.4.3 Pouvoir émissif selon la fraction radiative
Le pouvoir émissif E est calculé en tenant compte d’une distribution uniforme de la fraction radiative
du dégagement de chaleur sur les surfaces latérale et supérieure d’un cylindre.

χ Q
r
E= (A.12)
πD
πDL+
où la fraction radiative du dégagement d’énergie est corrélée au diamètre de la nappe, comme
[9] à [11]
indiqué dans le Tableau A.2 . Des exemples de fractions radiatives de différents combustibles
[12] à [21]
et substances liquides sont représentés sur les Figures A.3 à A.6 . Si la formule ne fournit pas
des estimations conservatrices de la fraction radiative, il est recommandé de sélectionner une valeur
appropriée en fonction du type de combustible et du diamètre de la nappe.
Tableau A.2 — Exemples de formules de calcul pour la fraction radiative du dégagement
d’énergie
Combustible Formule Réf.
kérosène, mazout, essence, JP-4, GNL,
[9]
Guide SFPE
χ =−02,,10 003 45DD()< 0 m
r
méthanol, heptane, toluène, pétrole brut
[10]
heptane, pétrole bruit, kérosène McGrattan et al.
χ =−03,e50xp(,05DD)(25≤≤ 0)
r
00, 3

03,(30DD,,22<≤ 6)

heptane
χ =

r
−05,
05,(52DD,)6<

[11]
Yang et al.
00, 8

03,(20DD,)22<<

kérosène χ =

r
−06,

04,(82DD< )

Légende
X diamètre de nappe (m)
Y fraction radiative (−)
Koseki & Yumoto (1988)
Koseki (1989)
Koseki & Hayasaka (1989)
Hamnis et al. (1991)
Klassen & Hamnis (1991)
Klassen & Gore (1994)
Buch et al. (1997)
McGrattan et al. (2000)
Guide SFPE (1999)
Yang et al. (1994)
[12] à [18]
Figure A.3 — Fraction radiative mesurée des feux en nappe d’heptane et
[9] à [11]
Formules dans le Tableau A.2
12 © ISO 2019 – Tous droits réservés

Légende
X diamètre de nappe (m)
Y fraction radiative (−)
Souil et al. (1986)
Koseki & Yumoto (1988)
Koseki (1989)
McGrattan et al. (2000)
Guide SFPE (1999)
Yang et al. (1994)
[13][14][19]
Figure A.4 — Fraction radiative mesurée des feux en nappe de kérosène et
[9] à [11]
Formules dans le Tableau A.2
Légende
X diamètre de nappe (m)
Y fraction radiative (−)
JP4, Koseki (1989)
diesel, Munos (2007)
essence, Koseki (1989)
essence, Munos (2007)
McGrattan et al. (2000)
Guide SFPE (1999)
[13][20]
Figure A.5 — Fraction radiative mesurée des feux en nappe de différents combustibles et
[9] à [11]
Formules dans le Tableau A.2
14 © ISO 2019 – Tous droits réservés

Légende
X diamètre de nappe (m)
Y fraction radiative (−)
benzène, Koseki (1989)
méthanol, Buch (1997)
méthanol, Klassen & Gore (1994)
acétone, Buch (1997)
toluène, Klassen & Gore (1994)
huile de silicone, Buch (1997)
pétrole brut, Koseki & Yumoto (1988)
pétrole brut, Koseki (1989)
pétrole brut, Koseki et al. (2000)
McGrattan et al. (2000)
Guide SFPE (1999)
[12][13]
Figure A.6 — Fraction radiative mesurée des feux en nappe de différents combustibles
[17][18][21] [9][10]
et Formules dans le Tableau A.2
A.3.4 Facteurs de configuration
Les facteurs de configuration sont calculés avec la longueur de la flamme, la largeur de la flamme, la
distance par rapport à la cible, l’inclinaison de la flamme et l’orientation de la cible. Les formes explicites
des formules de calcul sont résumées dans l’Annexe B.
A.3.5 Transmissivité atmosphérique
Dans la plupart des cas, la transmissivité atmosphérique est approchée comme unité. Lorsqu’il est
souhaitable de tenir compte de l’absorption par l’atmosphère entre la flamme et la cible, l’effet de la
substance absorbante peut être appliqué. Les principaux composants qui absorbent le rayonnement
[22]
thermique sont la suie (C), la vapeur d’eau (H O) et le dioxyde de carbone (CO ) .
2 2
A.4 Base scientifique de l’ensemble de formules
A.4.1 Hauteur de la flamme
Les formules pour la hauteur de flamme ont été développées par Thomas pour les feux de bûchers
en bois et par Heskestad pour les combustibles courants. Les formules sont développées par une loi
d’échelle du panache de la fumée et sont comparées à des observations expérimentales. Le panache de
Heskestad est décrit à l’Annexe A de l’ISO 16734:2006.
De nombreux enquêteurs ont développé des corrélations pour les hauteurs de flammes turbulentes
dans un environnement d’air tranquille. La plupart sont basées sur l’analyse dimensionnelle des
données expérimentales utilisant les principes de modélisation de Froude. Certaines sont basées sur
des modèles théoriques approximatifs qui impliquent des facteurs empiriques. Ces corrélations sont
généralement formulées en termes de vitesse de brûlage non dimensionnelle comme suit.

m″
*
m = (A.13)
ρ gD
a
La Figure A.7 représente le rapport entre la hauteur de la flamme et le diamètre de la nappe tracé par
rapport à la vitesse de brûlage non dimensionnelle.
16 © ISO 2019 – Tous droits réservés

Légende
X diamètre de nappe (m)
Y rapport entre la hauteur de la flamme et le diamètre de la nappe (−)
pas de vent, Formule (A.5)
présence de vent, Formule (A.6)
Feux en nappe de GNL sur l’eau
Feux en nappe de GNL sur terre
Feux en nappe de GNL sur terre
Feux d’essence sur terre
Feux de kérosène sur terre
Essence, kérosène, diesel
GNL, kérosène
Acétone
Figure A.7 — Comparaison des formules de Thomas avec des données expérimentales collectées
[23]
par Mudan
A.4.2 Facteur de configuration
Les formules pour les facteurs de configuration ont été développées dans le but général de décrire le
transfert thermique radiatif sans le restreindre aux calculs d’incendie. Le facteur est calculé uniquement
par les relations géométriques entre une flamme et une cible. Voir l’Annexe B pour des informations
détaillées.
A.5 Limites de l’ensemble de formules
A.5.1 Forme de la source du feu
L’ensemble de formules décrit dans la présente annexe présume que les feux en nappe sont circulaires
ou quasi circulaires. Des sources de nappe de forme rectangulaire ou irrégulière avec des rapports
[1]
d’aspect supérieurs à 2 à 3 exigent d’autres modèles que ceux décrits dans la présente annexe, car le
diamètre équivalent ne peut pas être calculé par la Formule (A.1).
A.5.2 Propriété du combustible
La présente annexe aborde uniquement les feux d’hydrocarbures produisant beaucoup de suie. Les
sources de feu affectées par des agents extincteurs ne sont pas prises en compte dans la présente annexe.
A.5.3 Pouvoir émissif
Le pouvoir émissif dépend largement du diamètre de la nappe et légèrement du type de combustible.
L’utilisation de valeurs correctes est essentielle pour l’exactitude des calculs. Il convient de noter que les
données expérimentales sont considérées par le modèle de flamme cylindrique comme adaptées pour
déterminer l’émissivité de la surface. Ainsi, le pouvoir émissif est un paramètre qui dépend du modèle.
A.5.4 Proximité avec les limites
La hauteur de la flamme est différente si la nappe est proche d’une limite verticale. Les nappes
rectangulaires avec un mur sur un ou plusieurs côtés, les sources de feu tridimensionnel ayant un accès
restreint à l’air ne peuvent pas être prises en compte dans la présente annexe. De plus, si un panache de
feu est proche de la limite d’enceinte, la réflexion et le rerayonnement par la surface du mur doivent être
pris en compte.
A.6 Paramètres d’entrée de l’ensemble de formules
A.6.1 Débit calorifique

Le paramètre, Q , est le débit calorifique qui est réellement dégagé par un feu dans des conditions
environnementales spécifiques et tel que mesuré par un calorimètre qui est basé sur la collecte de gaz
afin de déterminer les débits de génération d’O , de CO et de CO, ou autres valeurs différentes si
2 2
spécifiées. Ce paramètre est normalement obtenu à partir d’un scénario d’incendie de dimensionnement.
Des informations supplémenta
...