ISO 13506-1:2024
(Main)Protective clothing against heat and flame — Part 1: Test method for complete garments — Measurement of transferred energy using an instrumented manikin
Protective clothing against heat and flame — Part 1: Test method for complete garments — Measurement of transferred energy using an instrumented manikin
This document specifies the overall requirements, equipment and calculation methods to provide results that can be used for evaluating the performance of complete garments or protective clothing ensembles exposed to short duration flame engulfment. This test method establishes a rating system to characterize the thermal protection provided by single-layer and multi-layer garments made of flame resistant materials. The rating is based on the measurement of heat transfer to a full-size manikin exposed to convective and radiant energy in a laboratory simulation of a fire with controlled heat flux, duration and flame distribution. The heat transfer data is summed over a prescribed time to give the total transferred energy. Transferred energy and thermal manikin protection factor (TMPF) assessment methods provide a means to quantify product performance. The exposure heat flux is limited to a nominal level of 84 kW/m2 and durations of 3 s to 20 s dependant on the risk assessment and expectations from the thermal insulating capability of the garment. The results obtained apply only to the particular garments or ensembles, as tested, and for the specified conditions of each test, particularly with respect to the heat flux, duration and flame distribution. This test method covers visual evaluation, observation, inspection and documentation on the overall behaviour of the test specimen(s) before, during and after the exposure. The effects of body position and movement are not addressed in this test method. The heat flux measurements can also be used to calculate the predicted skin burn injury resulting from the exposure (see ISO 13506-2). This test method does not simulate high radiant exposures such as those found in arc flash exposures, some types of fire exposures where liquid or solid fuels are involved, nor exposure to nuclear explosions. NOTE This test method is complex and requires a high degree of technical expertise in both the test setup and operation. Even minor deviations from the instructions in this test method can lead to significantly different test results.
Habillement de protection contre la chaleur et les flammes — Partie 1: Méthode d'essai pour vêtements complets — Mesurage de l'énergie transférée à l'aide d'un mannequin instrumenté
Le présent document spécifie l'ensemble des exigences, le matériel et les méthodes de calcul donnant des résultats pouvant servir à l'évaluation de la performance de vêtements complets ou d'ensembles de vêtements de protection exposés pendant une courte durée à un embrasement. Cette méthode d'essai détermine un système de classement pour caractériser la protection thermique apportée par des vêtements monocouches et multicouches constitués de matériaux résistants à la flamme. Le classement s'appuie sur la mesure du transfert de chaleur à un mannequin grandeur nature exposé à une énergie par convection et par rayonnement dans une simulation de feu en laboratoire, avec un flux de chaleur, une durée et une distribution des flammes maîtrisées. Les données de transfert de chaleur sont totalisées sur une durée prescrite pour obtenir l'énergie totale transférée. Une méthode d'évaluation de l'énergie transférée et du facteur de protection du mannequin thermique (TMPF) permet de quantifier les performances du produit. Le flux de chaleur d'exposition est limité à un niveau nominal de 84 kW/m2 et à des durées d'exposition de 3 s à 20 s en fonction de l'évaluation du risque et des attentes en matière de capacité d'isolation thermique du vêtement. Les résultats obtenus ne s'appliquent qu'aux vêtements ou ensembles de vêtements particuliers, tels que soumis à essai, et pour les conditions spécifiées de chaque essai, notamment en ce qui concerne le flux de chaleur, la durée et la distribution des flammes. Cette méthode d'essai couvre l'évaluation visuelle, l'observation, l'inspection et la documentation du comportement global de la ou des éprouvettes avant, pendant et après l'exposition. Les effets associés à la position et aux mouvements du corps ne sont pas traités dans cette méthode d'essai. Les mesurages du flux de chaleur peuvent également être utilisés pour calculer les brûlures prévisibles résultant de l'exposition (voir ISO 13506-2). Cette méthode d'essai ne simule pas d'expositions très intenses, telles que les expositions aux arcs électriques, certains types d'exposition à des feux impliquant des combustibles liquides ou solides, ni l'exposition à des explosions nucléaires. NOTE La présente méthode d'essai est complexe et nécessite un haut niveau d'expertise technique aussi bien pour le montage d'essai que pour la mise en œuvre. Tout écart, même mineur, par rapport aux instructions de la présente méthode d'essai peut conduire à des résultats d'essai nettement différents.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 13506-1
Second edition
Protective clothing against heat
2024-06
and flame —
Part 1:
Test method for complete
garments — Measurement of
transferred energy using an
instrumented manikin
Habillement de protection contre la chaleur et les flammes —
Partie 1: Méthode d'essai pour vêtements complets — Mesurage
de l'énergie transférée à l'aide d'un mannequin instrumenté
Reference number
© ISO 2024
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
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Overview . 4
4.1 General .4
4.2 Heat flux - energy balance on the sensor .4
4.3 Assumptions to achieve the required heat flux .5
5 Apparatus . 6
5.1 Instrumented manikin .6
5.2 Posture of the manikin .9
5.3 Manikin sensors .10
5.3.1 Principle .10
5.3.2 Number of manikin sensors .11
5.3.3 Manikin sensor-measuring capability . 12
5.3.4 Manikin sensor specification . 12
5.3.5 Manikin sensor positioning .14
5.3.6 Manikin heat flux validation .14
5.4 Data acquisition system .16
5.5 Computer software program .16
5.5.1 General .16
5.5.2 Incident heat flux .17
5.5.3 Exposure heat flux .17
5.5.4 Thermal manikin protection factor (TMPF) .17
5.5.5 Transferred energy .18
5.6 Flame exposure chamber .19
5.6.1 General .19
5.6.2 Chamber size . . .19
5.6.3 Chamber air flow . .19
5.6.4 Chamber isolation .19
5.6.5 Chamber air exhaust system .19
5.6.6 Chamber safety devices .19
5.7 Fuel and delivery system . 20
5.7.1 General . 20
5.7.2 Fuel . 20
5.7.3 Fuel delivery and shut-off system . 20
5.7.4 Burner system . 20
5.8 Image recording equipment .21
5.9 Safety checklist .21
5.10 Laboratory capability demonstration . 22
6 Sampling and test specimens .22
6.1 General . 22
6.2 Number of test specimens . 22
6.3 Size of test specimen . 22
6.4 Specimen preparation . 23
6.4.1 Conditioning . 23
6.4.2 Optional laundering . 23
6.5 Standard reference garment design . 23
7 Pre-requisites for products implementing this test method .24
8 Procedure .25
8.1 Preparation of test apparatus . 25
iii
8.1.1 General . 25
8.1.2 Manikin sensor check. 25
8.1.3 Flame exposure chamber purging . 26
8.1.4 Confirming safe operation conditions and lighting of pilot flames . 26
8.1.5 Gas line charging . 26
8.1.6 Confirmation of nude and garment exposure conditions . 26
8.2 Specimen testing procedure . .27
8.2.1 General .27
8.2.2 Dressing the manikin .27
8.2.3 Recording the specimen identification, test conditions and test observations . 28
8.2.4 Starting the image recording system . 28
8.2.5 Setting time for heat transfer data acquisition . 29
8.2.6 Exposure of the test specimen . 29
8.2.7 Recording of specimen response remarks . 29
8.2.8 Calculation of surface incident heat flux and transferred energy . 29
8.2.9 Still images . . 29
8.3 Preparing for the next test exposure . 29
9 Test report .30
9.1 General . 30
9.2 Specimen identification . 30
9.3 Exposure conditions . 30
9.4 Results for each specimen .31
9.4.1 General .31
9.4.2 Heat flux data of each manikin sensor .31
9.4.3 Thermal manikin protection factor .31
9.4.4 Transferred energy .31
9.4.5 Other information that may be reported.32
9.5 Observations .32
Annex A (informative) Considerations for conducting tests and using test results .33
Annex B (informative) Interlaboratory test data analysis .34
Annex C (normative) Calibration and validation procedure .36
Annex D (informative) Burner stand alignment for flame engulfment .39
Annex E (informative) Elements of a computer software program .42
Bibliography .44
iv
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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
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 94, Personal safety — Protective clothing
and equipment, Subcommittee SC 13, Protective clothing, in collaboration with the European Committee
for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 162, Protective clothing including hand and arm
protection and lifejackets, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN
(Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13506-1:2017), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— revision of definitions (see Clause 3);
— heat flux, requirements and its definition (see Clauses 4 and 5);
— female manikin (see Clause 5 and rest of document);
— manikin sensor calibration (see Clause 5);
— heat flux symmetry (see Clause 5);
— thermal manikin protection factor (TMPF) (see Clause 5);
— transferred energy and its calculation (see Clause 5);
— interlaboratory test data analysis results (see Annex B);
— calibration and validation procedure (see Annex C).
A list of all parts in the ISO 13506 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.
v
Introduction
The purpose of heat and flame-resistant protective clothing is to shield the wearer from hazards that can
cause skin burn injury. The clothing is made from one or more materials. The evaluation of materials for
potential use in this type of clothing generally involves two steps. First, the materials are tested to gauge
their ability to limit flame spread. They are then tested to determine the rate of transferred energy through
them when exposed to a particular hazard. A variety of bench scale test methods are used in these two steps.
Bench scale test methods permit testing fabrics, seams, zippers, pockets, badges, buttons or other closures,
metal and plastic clips or other features that can be included in a complete garment. Once suitable materials
are identified, they are made into complete garments or ensembles. The overall design and performance of
the garment can be assessed on a manikin-fire exposure system. This test method is not designed to measure
material properties directly, but to evaluate the interaction of material behaviour and garment design.
In this test method, a stationary, upright adult-sized manikin (male or female) is dressed in a complete
garment and exposed to a laboratory simulation of a fire with controlled heat flux, duration and flame
distribution. The average incident heat flux to the exterior of the garment is 84 kW/m , a value similar to
those used in ISO 9151, ISO 6942 and ISO 17492. The protection offered by the test specimens is evaluated
through quantitative measurements and observations. Heat flux sensors fitted to the surface of the manikin
are used to measure the heat flux variation with time and location on the manikin and to determine the
total energy absorbed over the data-gathering period. The data gathering period is selected to ensure that
the total energy transferred has been completed. These measurements are suitable for use in predicting
skin burn injury (see ISO 13506-2).
The fire simulations are dynamic. The heat flux resulting from the exposure is neither constant nor uniform
over the surface of the manikin/garment. Under these conditions, the results are expected to have more
variability than carefully controlled bench scale tests (interlaboratory results are found in Annex B).
Fit of the garment on the manikin is important. Variations in garment design and how the manikin is dressed
by the operator can influence the test results. A test garment or specimen size is selected by the laboratory
from the size range provided by the manufacturer to properly fit the laboratory’s manikin. Variations in the
fit of the test garment that can occur when sitting, bending or moving are not evaluated.
Most manikins do not have sensors on the hands and feet, but it is possible to assess some aspects of hand
protection depending upon the specific design of the hands. All manikins contain heat flux sensors in the
head. The reason for this is that many outer garments include an integral hood, but not gloves or footwear.
Tests for gloves and footwear are covered by other ISO documents for specific end uses.
The method described in this document as an optional part in the fire fighter standards ISO 11999-3,
[11]
EN 469 and as an optional part in the industrial heat and flame protective clothing standard ISO 11612.
The National Fire Protection Association (NFPA) specifies a test method similar to the one described in this
[13]
document as part of a certification process for garments (see NFPA 2112 ).
vi
International Standard ISO 13506-1:2024(en)
Protective clothing against heat and flame —
Part 1:
Test method for complete garments — Measurement of
transferred energy using an instrumented manikin
1 Scope
This document specifies the overall requirements, equipment and calculation methods to provide results
that can be used for evaluating the performance of complete garments or protective clothing ensembles
exposed to short duration flame engulfment.
This test method establishes a rating system to characterize the thermal protection provided by single-layer
and multi-layer garments made of flame resistant materials. The rating is based on the measurement of
heat transfer to a full-size manikin exposed to convective and radiant energy in a laboratory simulation of
a fire with controlled heat flux, duration and flame distribution. The heat transfer data is summed over a
prescribed time to give the total transferred energy. Transferred energy and thermal manikin protection
factor (TMPF) assessment methods provide a means to quantify product performance.
The exposure heat flux is limited to a nominal level of 84 kW/m and durations of 3 s to 20 s dependant on
the risk assessment and expectations from the thermal insulating capability of the garment.
The results obtained apply only to the particular garments or ensembles, as tested, and for the specified
conditions of each test, particularly with respect to the heat flux, duration and flame distribution.
This test method covers visual evaluation, observation, inspection and documentation on the overall
behaviour of the test specimen(s) before, during and after the exposure. The effects of body position and
movement are not addressed in this test method.
The heat flux measurements can also be used to calculate the predicted skin burn injury resulting from the
exposure (see ISO 13506-2).
This test method does not simulate high radiant exposures such as those found in arc flash exposures, some
types of fire exposures where liquid or solid fuels are involved, nor exposure to nuclear explosions.
NOTE This test method is complex and requires a high degree of technical expertise in both the test setup and
operation. Even minor deviations from the instructions in this test method can lead to significantly different test
results.
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 3801, Textiles — Woven fabrics — Determination of mass per unit length and mass per unit area
ISO 11610, Protective clothing — Vocabulary
ISO 13506-2:2024, Protective clothing against heat and flame — Part 2: Skin burn injury prediction —
Calculation requirements and test cases
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11610 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
absorbed energy
q
net
net energy (3.7) absorbed by the sensor that accounts for all modes of heat transfer interacting with the
sensor surface when exposed to the incident energy (3.16)
Note 1 to entry: The energy balance including losses unique for each sensor type are detailed in the respective sensor
technology documents.
Note 2 to entry: See Figure 1 in 4.2 for a schematic representation of this definition.
3.2
associated area
area of body region per sensor
Note 1 to entry: See Table 3.
3.3
data acquisition period
time elapsed during which data is recorded during a test
3.5
data calculation period
defined time over which data are used for a calculation
3.6
conditioning
keeping samples under standard conditions of temperature and relative humidity for a minimum period of time
3.7
energy
heat flux (3.13) integrated over a specified time period multiplied by associated area (3.2)
Note 1 to entry: Energy is expressed in joules (J).
3.8
exposure duration
exposure time
time from the initial opening of the valves nearest to the burner to the closing of the same valve (8.2.6.)
3.9
exposure heat flux
incident heat flux averaged among the manikin sensors during data calculation period
3.10
fire
rapid oxidation process which is a chemical reaction of fuel and oxygen resulting in the evolution of light,
heat and combustion products in varying intensities
Note 1 to entry: The fuel can be a form of solid, dust, aerosol or a gas of an ignitable substance. The fire will last as long
as there is a combustible fuel-air mixture.
3.11
flame distribution
spatial distribution of the flame engulfment from the test facility burners which provides a controlled
exposure heat flux (3.9) over the manikin surface
3.12
garment ease
difference between body (manikin) dimensions and garment dimensions
3.13
heat flux
heat through a surface area perpendicular to the direction of heat flow
2 2 2
Note 1 to entry: Heat flux is expressed in kW/m . For any conversion from kW/m to cal/cm .s; the following ratio is to
be used 4,184 J = 1 cal.
3.13.1
absorbed heat flux
net heat flux (3.13) absorbed by the sensor that accounts for all modes of heat transfer interacting with the
sensor surface when exposed to the incident heat flux (3.13.2)
3.13.2
incident heat flux
heat flux (3.13) to which a test item or sensor is exposed
Note 1 to entry: for incident heat flux to manikin sensors, see fig on energy balance (4.2)
3.14
heat flux sensor
manikin sensor
device, fulfilling the requirements of this document, capable of measuring the heat flux (3.13) to the
manikin's surface under test conditions, or of providing data that can be used to calculate the heat flux
3.15
incident energy
energy (3.7) to which a sensor is exposed during a nude exposure (3.18)
3.15.1
total incident energy
sum of the incident energy (3.16) of a specified set of manikin sensors (3.15) during the nude exposure for the
specified time period
3.16
instrumented manikin
model representing an adult-sized human (male or female) which is fitted with manikin sensors (3.15) in
the surface
3.17
nude exposure
test performed on the uncovered surface of the instrumented manikin (3.17)
3.18
maximum absorbed heat flux
highest value of absorbed heat flux (3.13.1) calculated from the recorded output of a manikin sensor (3.15)
during a test
3.19
transferred energy
absorbed energy (3.1) by a single sensor under the test item
Note 1 to entry: Each manikin sensor has an associated area (3.2). It is assumed that the measured energy transferred
for each manikin sensor is uniform over this associated area. Some manikins have a sensor layout that has the same
area associated with each manikin sensor, others do not.
3.19.1
total transferred energy
sum of the transferred energy (3.20) of a specified set of covered manikin sensors (3.15) over the data
calculation period (3.5)
Note 1 to entry: Total transferred energy can refer to either the whole covered area of the manikin or to a specific
covered manikin region.
3.20
thermal manikin protection factor
TMPF
factor representing the overall protective garment or ensemble performance as a function of exposure and
test specimen mass
4 Overview
4.1 General
The method evaluates the thermal protective performance of the test specimen, which is either a garment or
an ensemble. The protective performance is a function of both the materials of construction and design. The
average incident heat flux is 84 kW/m with an exposure duration of 3 s to 20 s.
The performance standard shall indicate all the necessary boundary conditions of the test such as but not
limited to pass/fail criteria, the exposure time, test garment preparation, the minimum number of samples
to be tested, etc. (see Clause 7).
The conditioned test specimen is placed on a stationary upright adult-size manikin and exposed to a
laboratory simulation of a fire with controlled heat flux, duration and flame distribution. The test procedure,
data acquisition, result calculations and preparation of the test report are performed with computer
hardware and software programs (see Annex E).
Energy transferred through the test specimen during and after the exposure is measured by manikin
[15][16]
sensors . These measurements shall be used to calculate the total energy transferred to the surface of
the manikin.
NOTE 1 The results are used to calculate the degree of predicted skin burn injury and total predicted skin burn
injury areas resulting from the exposure as described in ISO 13506-2. The predicted skin burn injury information is
used in the calculation of the thermal manikin protection factor.
Identification of the test garment, test conditions, comments and response of the test specimen to the
exposure are recorded and are included as part of the test report. The performance of the test specimen
is indicated by the calculated total transferred energy through the test specimen over the data acquisition
period, thermal manikin protection factor (TMPF) and the way the test specimen responds to the test
exposure.
NOTE 2 This test method can be used for other purposes such as for research on fabrics and garment designs,
comparison of garment ensembles, or evaluation of any garment or ensemble to particular applications or end use
standards or specifications.
4.2 Heat flux - energy balance on the sensor
When energy from flames impinges a manikin sensor, its energy balance of convective heat and radiant heat
on the surface of the manikin sensor and the losses - it is critical to using the right calibration techniques
and making the adequate correction (see Annex C). The energy definitions in clause 3 are better understood
when looking at Figure 1. When a garment covers the sensor or even touches the sensor, a number of
additional factors apply which are described in more detail in C.3.
a f
Control volume. q
convection.
b g
q T
inc,radiant. surface.
c h
q q
inc,radiant walls. losses.
d i
q q
inc,radiant reflected. net.
e j
q Sensing surface.
emitted,radiant.
Figure 1 — Energy balance on the surface of a manikin sensor
qq=+ααqq+− q − q (1)
netinc,,radiantinc radiantw,,alls incconvectiveraddiante, mittedlosses
where
q net absorbed heat flux by the surface;
net
α absorptivity of the surface;
q the radiant heat flux striking the sensor surface from the flame;
inc,radiant
q the radiant heat flux striking the sensor surface from the walls;
inc,radiant,walls
q convection heat from the flame to the sensor surface [h(T – T ), where h = con-
inc,convective flame surface
vection heat transfer coefficient, W/m ·°C];
q radiant heat flux emitted by the sensor surface to the flame and surroundings [εσT , where
radiant,emitted
ε = α (Kirchhoff’s law), σ = Stefan Boltzmann constant, and T is in K];
q heat losses from the side and back of the sensor due to its mounting in the manikin shell
losses
(specific to each sensor technology).
The q reflected shown in Figure 1, does not heat the sensor surface. It is included in Figure 1 for
inc,radiant
completeness of the energy flows between the flame and the sensor surface. The amount reflected equals
(1 − α) q .
inc,radiant
4.3 Assumptions to achieve the required heat flux
For the purposes of this test, the following conditions are assumed when calculating the incident heat flux:
[18]
— the heat is 60 % radiative and 40 % convective (Kemp et al.) ;
— the temperature of the flame on the manikin is 1 100 °C;
— the paint used to cover the surface of the thermal energy sensor has an α = 0,9.
NOTE Different sensors react differently to the incident energy (approximately 40 % convective energy in the
incident nude exposure). Take care when making corrections for absorbed energy under the test specimen as the
air gap between the inside of the garment and the sensor as the distribution of heat flux (conduction, radiant, and
convection) is unknown and could result in a higher or lower protection value attributed to the fabric or ensemble.
5 Apparatus
5.1 Instrumented manikin
An upright manikin in the shape and size of a female or male adult human shall be used [see Figure 2].
The manikin shall consist of a head, a chest/back, an abdomen/buttocks, arms, hands, legs and feet.
Representative dimensions are provided for the male form in Table 1 and for the female form in Table 2.
Figure 3 contains a visual key of dimension locations
The arms should be able to rotate through a sufficient arc at the shoulder to ease the garment donning and
doffing on the manikin.
Figure 2 — Example of an instrumented thermal manikin and partial view of torch stands
(burner system)
NOTE 1 Only six burners of the total are shown in Figure 2 (see 5.7.4).
a
Knee level.
b
Elbow level.
Figure 3 — Manikin measurement locations
NOTE 2 The instrumented manikin matches the dimensions given in Table 1 (male form), Table 2 (female form). The
key to the numbers referenced in Figure 3 correspond to the measurements in both Tables.
Table 1 — Measurements for an adult male manikin
Measurement Tolerance
a
No Description of male manikin
mm mm
1 Stature/total height 1 810 ±60
2 Inside leg height (crotch height, from heel) (about 7+8) 880 ±75
3 Center trunk length (from back of neck to crotch back to front neck) 1 560 ±60
4 Head height, including neck (Top point of head to side of neck point) 255 ±45
5 Waist height, from heel 1 125 ±50
6 Collarbone to back waist (Front neck point to waist) 480 ±70
7 Crotch to knee 330 ±45
8 Knee height, standing 530 ±70
9 Top of shoulder to wrist along arm (shoulder to wrist, elbow bent) 585 ±75
10 Under arm length (Arm inseam) 470 ±40
Back neck point to wrist length, 3-point measurement from between col-
11 785 ±65
larbones to wrist 3 (shoulder to elbow, elbow bent) (about 9+12)
12 Shoulder length (from side of neck to shoulder point) 170 ±75
13 Neck girth (circumference) 420 ±60
TTabablele 1 1 ((ccoonnttiinnueuedd))
Measurement Tolerance
a
No Description of male manikin
mm mm
Across back shoulder width (from one shoulder across back to other shoul-
14 500 ±90
der through back of neck point)
15 Chest girth, (100 mm down from front neck point) 475 ±95
16 Chest circumference, at the armpits 995 ±105
17 Waist girth 870 ±25
18 Maximum hip girth 1 015 ±15
19 Thigh girth below the gluteal fold 590 ±40
20 Knee girth 390 ±50
21 Calf girth (maximum horizontal girth) 400 ±30
22 Ankle girth(measured at minimum leg girth) 280 ±30
23 Wrist girth 205 ±30
24 Elbow girth 290 ±25
25 Upper arm girth, at midpoint between shoulder point and elbow point 320 ±35
26 Armscye girth 410 ±50
NOTE The descriptions for measurements areas are based on the ISO 8559-series.
a
Manikins meeting these requirements are available from:
— Composites USA, 1 Peninsula Drive, Northeast, Maryland, USA. Ph. +1 302 834 7712,
— Precision Products LLC, 7400 Whitepine Road, Richmond, Virginia, USA, Ph. +1 804 561 0777,
— Thermetrics, LLC, 4220 - 24th Avenue West, Seattle, WA 98199, USA,
— MYAC Consulting Inc., 23046 Township Road 514, Sherwood Park, AB, T8B 1K9, Canada.
This information is given for the convenience of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
Table 2 — Measurements for an adult female manikin
Measurement Tolerance
a
No Description of female manikin
mm mm
1 Stature/total height 1 612 ±55
2 Inside leg height (crotch height, from heel) (about 7+8) 788 ±50
3 Center trunk length (from back of neck to crotch back to front neck) 1 503 ±55
4 Head height, including neck (Top point of head to side of neck point) 230 ±45
5 Waist height, from heel 981 ±45
6 Collarbone to back waist (Front neck point to waist) 405 ±60
7 Crotch to knee 352 ±40
8 Knee height, standing 437 ±40
9 Top of shoulder to wrist along arm (shoulder to wrist, elbow bent) 580 ±50
10 Under arm length (Arm inseam) 422 ±30
Back neck point to wrist length, 3-point measurement from between col-
11 685 ±65
larbones to wrist (shoulder to elbow, elbow bent) (about 9+12)
12 Shoulder length (from side of neck to shoulder point) 104 ±55
13 Neck girth (circumference) 373 ±45
Across back shoulder width (from one shoulder across back to other shoul-
14 445 ±75
der through back of neck point)
15 Across chest, (100 mm down)
16 Chest circumference, at the armpits 952 ±80
17 Waist girth 827 ±60
TTabablele 2 2 ((ccoonnttiinnueuedd))
Measurement Tolerance
a
No Description of female manikin
mm mm
18 Maximum hip girth 1 022 ±30
19 Thigh girth below the gluteal fold 627 ±40
20 Knee girth 331 ±40
21 Calf girth (maximum horizontal girth) 331 ±30
22 Ankle girth (measured at minimum leg girth) 250 ±30
23 Wrist girth 180 ±25
24 Elbow girth 268 ±25
25 Upper arm circumference, at the midpoint
26 Armscye girth 371 ±45
NOTE The descriptions for measurements areas are based on the ISO 8559-series.
a
The sizing is based on the anthropometric survey of US military female personnel (ANSUR II). The development
of the female manikin size has been done in cooperation between ASTM and ISO with intent to have identical sizing.
Currently ASTM is still preparing their revision of ASTM F1930. Depending on the result at ASTM this table is subject
to amendment including the tolerances.
The manikin shall be constructed of flame-resistant, thermally stable, non-metallic materials such as
ceramics or glass-reinforced vinyl ester resin that will not contribute to the combustion process. The shell
thickness shall be at least 3 mm and no thicker than 12 mm, other than in localized areas (e.g. joints).
NOTE 3 The manikin thickness is dependent on structural requirements needed to maintain a stable physical form
related to the thermal properties of the manikin material and it has been historically observed to affect the operability
of the manikin rather than the reproducibility of results. For example, the variance of thickness of a manikin has been
found to affect its durability due to differential thermal stresses that increase the risks of cracking. In addition, the
greater the thickness of the manikin, the longer it takes to cool. The manikin utilizes a hollow structure to allow for
the electrical wiring of the sensors.
The manikin shall not be made of a material, which may be affected by humidity or any cleaning liquid (e.g.
water, acetone, etc.), which may be used for the cleaning of the ma
...
Norme
internationale
ISO 13506-1
Deuxième édition
Habillement de protection contre la
2024-06
chaleur et les flammes —
Partie 1:
Méthode d'essai pour vêtements
complets — Mesurage de l'énergie
transférée à l'aide d'un mannequin
instrumenté
Protective clothing against heat and flame —
Part 1: Test method for complete garments — Measurement of
transferred energy using an instrumented manikin
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2024
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
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Vue d'ensemble . 4
4.1 Généralités .4
4.2 Flux de chaleur - bilan énergétique sur le capteur .5
4.3 Hypothèses relatives à l'obtention du flux de chaleur requis .6
5 Appareillage . 6
5.1 Mannequin instrumenté .6
5.2 Posture du mannequin .11
5.3 Capteurs du mannequin . 12
5.3.1 Principe. 12
5.3.2 Nombre de capteurs du mannequin . 13
5.3.3 Capacité de mesure des capteurs du mannequin .14
5.3.4 Spécification des capteurs du mannequin . 15
5.3.5 Positionnement des capteurs du mannequin.16
5.3.6 Validation des flux de chaleur du mannequin .16
5.4 Système d'acquisition des données .19
5.5 Programme informatique .19
5.5.1 Généralités .19
5.5.2 Flux de chaleur incident . 20
5.5.3 Flux de chaleur d'exposition . 20
5.5.4 Facteur de protection du mannequin thermique (TMPF) . 20
5.5.5 Énergie transférée .21
5.6 Chambre d'exposition à la flamme . 22
5.6.1 Généralités . 22
5.6.2 Dimensions de la chambre . 22
5.6.3 Circulation d'air dans la chambre . 22
5.6.4 Isolation de la chambre. 23
5.6.5 Système d'évacuation à air forcé de la chambre . 23
5.6.6 Dispositifs de sécurité de la chambre . 23
5.7 Combustible et circuit de distribution . 23
5.7.1 Généralités . 23
5.7.2 Carburant . 23
5.7.3 Circuit de distribution et d'obturation . 23
5.7.4 Système de brûleurs .24
5.8 Matériel d'enregistrement d'images . 25
5.9 Liste de contrôle de sécurité . 25
5.10 Démonstration de la capacité du laboratoire . 25
6 Échantillonnage et éprouvettes .26
6.1 Généralités . 26
6.2 Nombre d'éprouvettes. 26
6.3 Dimensions de l'éprouvette . 26
6.4 Préparation de l'éprouvette .27
6.4.1 Conditionnement .27
6.4.2 Blanchissage facultatif .27
6.5 Conception normalisée d'un vêtement de référence .27
7 Conditions préalables concernant les produits soumis à la présente méthode d'essai .28
8 Mode opératoire .29
8.1 Préparation de l'appareillage d'essai . 29
iii
8.1.1 Généralités . 29
8.1.2 Vérification des capteurs du mannequin . 29
8.1.3 Purge de la chambre d'exposition à la flamme . 30
8.1.4 Confirmation de la sécurité des conditions de fonctionnement et de l'allumage
des veilleuses . 30
8.1.5 Charge des canalisations de gaz . 30
8.1.6 Confirmation des conditions d'exposition du mannequin nu et du vêtement . 30
8.2 Mode opératoire des essais sur éprouvette .31
8.2.1 Généralités .31
8.2.2 Habillage du mannequin .31
8.2.3 Consignation de l'identification de l'éprouvette, des conditions d'essai et des
observations au cours de l'essai .32
8.2.4 Démarrage du système d'enregistrement d'images . 33
8.2.5 Détermination de la durée d'acquisition des données relatives au transfert de
chaleur . 33
8.2.6 Exposition de l'éprouvette . 33
8.2.7 Consignation des remarques relatives à la réaction de l'éprouvette . 34
8.2.8 Calcul du flux de chaleur de surface incidente et de l'énergie transférée . 34
8.2.9 Images fixes . 34
8.3 Préparation en vue de l'exposition d'essai suivante . 34
9 Rapport d'essai .35
9.1 Généralités . 35
9.2 Identification de l'éprouvette . 35
9.3 Conditions d'exposition . 35
9.4 Résultat de chaque éprouvette. 36
9.4.1 Généralités . 36
9.4.2 Données relatives au flux de chaleur de chacun des capteurs du mannequin . 36
9.4.3 Facteur de protection du mannequin thermique . 36
9.4.4 Énergie transférée . 36
9.4.5 Autres informations pouvant être enregistrées . 36
9.5 Observations .37
Annexe A (informative) Considérations relatives à la conduite des essais et à l'utilisation
des résultats d'essai .38
Annexe B (informative) Analyse des données de l'essai interlaboratoires .40
Annexe C (normative) Mode opératoire d'étalonnage et de validation.42
Annexe D (informative) Alignement des supports de brûleurs pour l'embrasement .45
Annexe E (informative) Éléments d'un programme informatique .49
Bibliographie . 51
iv
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'ISO attire l'attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l'utilisation
d'un ou de plusieurs brevets. L'ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l'applicabilité
de tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l'ISO
n'avait pas reçu notification qu'un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application.
Toutefois, il y a lieu d'avertir les responsables de la mise en application du présent document que des
informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à
l'adresse www.iso.org/brevets. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels
droits de propriété et averti de leur existence.
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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements
et équipements de protection, sous-comité SC 13, Vêtements de protection, en collaboration avec le comité
technique CEN/TC 162, Vêtements de protection, y compris la protection de la main et du bras et y compris les
gilets de sauvetage, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l'Accord de coopération
technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13506-1:2017), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— révision des définitions (voir Article 3);
— flux de chaleur, exigences et sa définition (voir Articles 4 et 5);
— mannequin femme (voir Article 5 et reste du présent document);
— étalonnage des capteurs du mannequin (voir Article 5);
— symétrie du flux de chaleur (voir Article 5);
— facteur de protection du mannequin thermique (TMPF) (voir Article 5);
— énergie transférée et son calcul (voir Article 5);
— résultats de l'analyse des données d'essai interlaboratoires (voir Annexe B);
— mode opératoire d'étalonnage et de validation (voir Annexe C).
Une liste de toutes les parties de la série ISO 13506 se trouve sur le site web de l'ISO.
v
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.
vi
Introduction
La fonction de l'habillement de protection résistant à la chaleur et à la flamme est de protéger l'utilisateur
contre des dangers susceptibles de provoquer des brûlures corporelles. Les vêtements sont constitués
d'un ou de plusieurs matériaux. L'évaluation des matériaux en vue de leur utilisation éventuelle dans ce
type de vêtements comprend généralement deux étapes. Les matériaux sont tout d'abord soumis à essai
afin d'évaluer leur aptitude à limiter la propagation de la flamme. Ils sont ensuite soumis à essai afin de
déterminer leur vitesse de transfert de l'énergie lorsqu'ils sont exposés à un phénomène dangereux
particulier. Diverses méthodes d'essai de laboratoire sont employées au cours de ces deux étapes. Les
méthodes d'essai en laboratoire permettent de soumettre à essai les étoffes, les coutures, les fermetures
à glissière, les poches, les badges, les boutons ou autres fermetures, les attaches métalliques et en matière
plastique ou les autres éléments pouvant être inclus dans un vêtement complet. Une fois que les matériaux
adéquats sont identifiés, ils sont assemblés en des vêtements complets ou en un ensemble de vêtements. La
conception et les performances globales du vêtement peuvent être évaluées sur un mannequin soumis à un
système d'exposition au feu. Cette méthode d'essai n'est pas destinée à mesurer directement les propriétés
des matériaux, mais à évaluer l'interaction entre le comportement du matériau et la conception du vêtement.
Dans cette méthode d'essai, un mannequin (homme ou femme) de taille adulte en position stationnaire et
debout est revêtu d'un vêtement complet et exposé à une simulation de feu en laboratoire, avec un flux de
chaleur, une durée et une distribution de flammes contrôlés. Le flux de chaleur incident moyen sur l'extérieur
du vêtement est de 84 kW/m , valeur similaire à celles utilisées dans l'ISO 9151, l'ISO 6942 et l'ISO 17492. La
protection offerte par les éprouvettes est évaluée par des mesurages quantitatifs et des observations. Des
capteurs de flux thermique fixés à la surface du mannequin sont utilisés pour mesurer la variation du flux de
chaleur en fonction du temps et de la position sur le mannequin, et pour déterminer l'énergie totale absorbée
au cours de la période de collecte des données. La période de collecte des données est choisie de manière
à s'assurer que le transfert de l'énergie a été effectué dans sa totalité. Ces mesurages peuvent être utilisés
pour prédire les brûlures cutanées (voir l'ISO 13506-2).
Les simulations de feu sont dynamiques. Le flux de chaleur résultant de l'exposition n'est ni constant ni
uniforme sur la surface du mannequin/vêtement. Dans ces conditions, on s'attend à ce que les résultats
présentent une plus grande variabilité que des essais en laboratoire soigneusement contrôlés (les résultats
interlaboratoires figurent à l'Annexe B).
L'ajustement du vêtement sur le mannequin est important. Des modifications de la conception du vêtement
et la façon dont l'opérateur habille le mannequin peuvent influer sur les résultats de l'essai. Un vêtement
d'essai ou une taille d'éprouvette est choisi(e) par le laboratoire parmi la gamme de tailles fournie par le
fabricant en vue de son ajustement correct sur le mannequin. Les variations de l'ajustement du vêtement
d'essai pouvant se produire lors du passage en position assise, en flexion ou en mouvement ne sont pas
évaluées.
La plupart des mannequins ne contiennent pas de capteurs sur les mains et les pieds, mais il est possible
d'évaluer certains aspects de la protection des mains selon la conception spécifique des mains. Tous les
mannequins contiennent des capteurs de flux de chaleur dans la tête, car un grand nombre de vêtements de
dessus comprennent une cagoule intégrée, mais pas de gants ni de chaussures. Les essais relatifs aux gants
et aux chaussures sont couverts par d'autres documents ISO relatifs à des usages finaux spécifiques.
La méthode décrite dans le présent document est spécifiée, en tant que partie facultative, dans les
[11]
normes ISO 11999-3 et EN 469 concernant les sapeurs-pompiers, et, en tant que partie facultative, dans la
norme ISO 11612 sur l'habillement de protection dans l'industrie contre la chaleur et les flammes. La National
Fire Protection Association (NFPA) spécifie une méthode d'essai similaire à celle décrite dans le présent
[13]
document en tant que partie d'un processus de certification relatif aux vêtements (voir NFPA 2112 ).
vii
Norme internationale ISO 13506-1:2024(fr)
Habillement de protection contre la chaleur et les flammes —
Partie 1:
Méthode d'essai pour vêtements complets — Mesurage de
l'énergie transférée à l'aide d'un mannequin instrumenté
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie l'ensemble des exigences, le matériel et les méthodes de calcul donnant
des résultats pouvant servir à l'évaluation de la performance de vêtements complets ou d'ensembles de
vêtements de protection exposés pendant une courte durée à un embrasement.
Cette méthode d'essai détermine un système de classement pour caractériser la protection thermique
apportée par des vêtements monocouches et multicouches constitués de matériaux résistants à la flamme.
Le classement s'appuie sur la mesure du transfert de chaleur à un mannequin grandeur nature exposé à
une énergie par convection et par rayonnement dans une simulation de feu en laboratoire, avec un flux de
chaleur, une durée et une distribution des flammes maîtrisées. Les données de transfert de chaleur sont
totalisées sur une durée prescrite pour obtenir l'énergie totale transférée. Une méthode d'évaluation de
l'énergie transférée et du facteur de protection du mannequin thermique (TMPF) permet de quantifier les
performances du produit.
Le flux de chaleur d'exposition est limité à un niveau nominal de 84 kW/m et à des durées d'exposition de
3 s à 20 s en fonction de l'évaluation du risque et des attentes en matière de capacité d'isolation thermique
du vêtement.
Les résultats obtenus ne s'appliquent qu'aux vêtements ou ensembles de vêtements particuliers, tels que
soumis à essai, et pour les conditions spécifiées de chaque essai, notamment en ce qui concerne le flux de
chaleur, la durée et la distribution des flammes.
Cette méthode d'essai couvre l'évaluation visuelle, l'observation, l'inspection et la documentation du
comportement global de la ou des éprouvettes avant, pendant et après l'exposition. Les effets associés à la
position et aux mouvements du corps ne sont pas traités dans cette méthode d'essai.
Les mesurages du flux de chaleur peuvent également être utilisés pour calculer les brûlures prévisibles
résultant de l'exposition (voir ISO 13506-2).
Cette méthode d'essai ne simule pas d'expositions très intenses, telles que les expositions aux arcs électriques,
certains types d'exposition à des feux impliquant des combustibles liquides ou solides, ni l'exposition à des
explosions nucléaires.
NOTE La présente méthode d'essai est complexe et nécessite un haut niveau d'expertise technique aussi bien pour
le montage d'essai que pour la mise en œuvre. Tout écart, même mineur, par rapport aux instructions de la présente
méthode d'essai peut conduire à des résultats d'essai nettement différents.
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 3801, Textiles — Tissus — Détermination de la masse par unité de longueur et de la masse par unité de surface
ISO 11610, Habillement de protection — Vocabulaire
ISO 13506-2:2024, Habillement de protection contre la chaleur et les flammes — Partie 2: Prédiction de blessure
par brûlure de la peau — Exigences de calculs et cas d’essai
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l'ISO 11610 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
énergie absorbée
qnet
énergie nette (3.7) absorbée par le capteur qui tient compte de tous les modes de transfert de chaleur
interagissant avec la surface du capteur lorsque celui-ci est exposé à l'énergie incidente (3.16)
Note 1 à l'article: Le bilan énergétique, y compris les pertes propres à chaque type de capteur, est détaillé dans les
documents relatifs à la technologie des capteurs respectifs.
Note 2 à l'article: Voir la Figure 1 en 4.2 pour une représentation schématique de cette définition.
3.2
surface associée
surface d'une partie du corps par capteur
Note 1 à l'article: Voir le Tableau 3.
3.3
période d'acquisition des données
période pendant laquelle des données sont enregistrées au cours d'un essai
3.5
période de calcul des données
période définie pendant laquelle les données sont utilisées pour un calcul
3.6
conditionnement
conservation d'échantillons pendant une période de temps minimale, dans des conditions de température et
d'humidité relative normalisées
3.7
énergie
flux de chaleur (3.13) intégré sur une période de temps donnée, multiplié par la surface associée (3.2)
Note 1 à l'article: L'énergie est exprimée en joules (J).
3.8
durée d'exposition
durée s'écoulant entre la première ouverture des robinets les plus proches des brûleurs et leur
fermeture (8.2.6)
3.9
flux de chaleur d'exposition
flux de chaleur incident dont la moyenne est calculée entre les capteurs du mannequin pendant la période de
calcul des données
3.10
feu
processus d'oxydation rapide, correspondant à une réaction chimique d'un combustible au contact de
l'oxygène entraînant une production de lumière, de chaleur et de produits de combustion d'intensités
variables
Note 1 à l'article: Le combustible peut se présenter sous forme de solide, de poussière, d'aérosol ou de gaz d'une
substance inflammable. Le feu dure tant qu'il subsiste un mélange combustible-air.
3.11
distribution de flammes
distribution spatiale de l'embrasement par les brûleurs de l'installation d'essai qui produit un flux de chaleur
d'exposition (3.9) contrôlé à la surface du mannequin
3.12
aisance d'un vêtement
différence entre les mensurations du corps (du mannequin) et les dimensions du vêtement
3.13
flux de chaleur
chaleur traversant une surface perpendiculaire à la direction du flux de chaleur
2 2 2
Note 1 à l'article: Le flux de chaleur est exprimé en kW/m . Pour toute conversion de kW/m en cal/cm .s, le rapport
suivant doit être utilisé 4,184 J = 1 cal.
3.13.1
flux de chaleur absorbé
flux de chaleur (3.13) net absorbé par le capteur qui tient compte de tous les modes de transfert de chaleur
interagissant avec la surface du capteur lorsque celui-ci est exposé au flux de chaleur incident (3.13.2)
3.13.2
flux de chaleur incident
flux de chaleur (3.13) auquel est exposé un élément soumis à essai ou un capteur
Note 1 à l'article: pour le flux de chaleur incident vers les capteurs du mannequin, voir la figure sur le bilan
énergétique (4.2).
3.14
capteur de flux thermique
capteur du mannequin
dispositif, répondant aux exigences du présent document, capable de mesurer directement le flux de chaleur
(3.13) à la surface du mannequin dans les conditions d'essai ou capable de fournir des données permettant
de le calculer
3.15
énergie incidente
énergie (3.7) à laquelle est exposé un capteur lors de l'exposition du mannequin nu (3.18)
3.15.1
énergie incidente totale
somme de l'énergie incidente (3.16) d'un ensemble spécifié de capteurs du mannequin (3.15) lors de l'exposition
d'un mannequin nu pour la période spécifiée
3.16
mannequin instrumenté
mannequin représentant un humain (homme ou femme) de taille adulte, dont la surface est équipée de
capteurs du mannequin (3.15)
3.17
exposition d'un mannequin nu
essai réalisé sur la surface non couverte du mannequin instrumenté (3.17)
3.18
flux de chaleur absorbé maximal
valeur la plus élevée du flux de chaleur absorbé (3.13.1), calculée à partir des réponses enregistrées d'un
capteur du mannequin (3.15) lors d'un essai
3.19
énergie transférée
énergie absorbée (3.1) par un seul capteur sous l'élément de l'essai
Note 1 à l'article: Chaque capteur du mannequin possède une surface associée (3.2). On part du principe que la mesure
de l'énergie transférée de chacun des capteurs du mannequin est uniforme pour la surface qui lui est associée. Certains
mannequins présentent une implantation de capteurs couvrant chacun la même superficie, d'autres non.
3.19.1
énergie totale transférée
somme de l'énergie transférée (3.20) d'un ensemble spécifié de capteurs du mannequin (3.15) couvert pendant
la période de calcul des données (3.5)
Note 1 à l'article: L'énergie totale transférée peut se référer soit à la totalité de la surface couverte du mannequin, soit
à une région spécifique du mannequin.
3.20
facteur de protection du mannequin thermique
TMPF
facteur représentant la performance globale du vêtement ou de l'ensemble de protection en fonction de
l'exposition et de la masse de l'éprouvette
4 Vue d'ensemble
4.1 Généralités
Cette méthode évalue la performance de protection thermique de l'éprouvette qui est soit un vêtement, soit
un ensemble de vêtements. La performance de protection dépend à la fois des matériaux de construction et de
la conception. Le flux de chaleur incident moyen est de 84 kW/m pour des durées d'exposition de 3 s à 20 s.
La norme de performance doit indiquer toutes les conditions limites nécessaires à l'essai, telles que, sans
toutefois s'y limiter, les critères de réussite/échec, la durée d'exposition, la préparation du vêtement d'essai,
le nombre minimal d'échantillons à soumettre à essai, etc. (voir l'Article 7).
L'éprouvette conditionnée est placée sur un mannequin de taille adulte en position debout et fixe et exposée
à une simulation de feu en laboratoire en contrôlant le flux de chaleur, la durée et la distribution des flammes.
Le mode opératoire d'essai, l'acquisition des données, les calculs des résultats et la préparation du rapport
d'essai sont réalisés à l'aide d'un matériel et de programmes informatiques (voir Annexe E).
L'énergie transférée à travers l'éprouvette pendant et après l'exposition est mesurée par les capteurs du
[15][16]
mannequin . Ces mesures doivent être utilisées pour le calcul de l'énergie totale transférée à la surface
du mannequin.
NOTE 1 Les résultats sont utilisés pour calculer le degré de brûlures cutanées prévisibles et les surfaces totales de
brûlure prévisibles provoqués par l'exposition, comme décrit dans l'ISO 13506-2. Les informations sur les brûlures
cutanées prévisibles sont utilisées dans le calcul du facteur de protection du mannequin thermique.
L'identification du vêtement d'essai, les conditions d'essai, les observations et la réaction de l'éprouvette à
l'exposition sont consignées et incluses dans le rapport d'essai. La performance de l'éprouvette est indiquée
par le calcul de l'énergie totale transférée à travers l'éprouvette sur la période d'acquisition des données,
le facteur de protection du mannequin thermique (TMPF) et la façon dont les éprouvettes réagissent à
l'exposition d'essai.
NOTE 2 Cette méthode d'essai peut être utilisée à d'autres fins, comme la recherche sur les étoffes et les conceptions
de vêtements, la comparaison d'ensembles de vêtements ou l'évaluation d'un vêtement ou d'un ensemble de vêtements
pour des applications spécifiques ou vis-à-vis de normes ou spécifications relatives à des usages finaux.
4.2 Flux de chaleur - bilan énergétique sur le capteur
Lorsque l'énergie des flammes touche un capteur du mannequin, son bilan énergétique de chaleur
convective et de chaleur radiante sur la surface du capteur du mannequin et les pertes - afin d'utiliser les
bonnes techniques d'étalonnage et d'effectuer la correction adéquate (Annexe C). Les définitions de l'énergie
figurant à l'Article 3 sont mieux comprises grâce à la Figure 1. Lorsqu'un vêtement recouvre le capteur voire
le touche, un certain nombre de facteurs supplémentaires s'appliquent, qui sont décrits plus en détail en C.3.
a f
Volume de contrôle. q .
convection
b g
q . T .
inc,radiant surface
c h
q . q .
inc,radiant walls losses
d i
q . q .
inc,radiant reflected net
e j
q . Surface de détection.
emitted,radiant
Figure 1 — Bilan énergétique à la surface d'un capteur du mannequin
qq=+αα qq+− q − q (1)
netinc,radiant inc,radiant,walls inc,convective raddiant,emittedlosses
où
q flux de chaleur absorbé net par la surface;
net
α absorptivité de la surface;
q flux de chaleur radiant de la flamme qui atteint la surface du capteur;
inc,radiant
q flux de chaleur radiant des murs qui atteint la surface du capteur;
inc,radiant,walls
q chaleur par convection de la flamme vers la surface du capteur [h(T – T ), où
inc,convective flame surface
h = coefficient de transfert de chaleur par convection, W/m ·°C];
q flux de chaleur radiant émis par la surface du capteur vers la flamme et l'environnement
radiant,emitted
[εσT , où ε = α (loi de Kirchhoff), σ = constante de Stefan Boltzmann, et T est en K];
q pertes de chaleur sur le côté et à l'arrière du capteur dues à son montage dans l'enveloppe
losses
du mannequin (spécifiques à chaque technologie de capteur).
Le q réfléchi indiqué à la Figure 1 ne chauffe pas la surface du capteur. Il est inclus à la Figure 1 par
inc,radiant
souci d'exhaustivité des flux d'énergie entre la flamme et la surface du capteur. La quantité réfléchie est
égale à (1 − α) q .
inc,radiant
4.3 Hypothèses relatives à l'obtention du flux de chaleur requis
Pour les besoins de cet essai, les hypothèses suivantes sont retenues pour le calcul du flux de chaleur
incident:
[18]
— la chaleur est à 60 % radiative et à 40 % convective (Kemp et al.) ;
— la température de la flamme sur le mannequin est de 1 100 °C;
— la peinture utilisée pour recouvrir la surface du capteur d'énergie thermique a un α = 0,9.
NOTE Des capteurs différents réagissent de façon différente à l'énergie incidente (environ 40 % d'énergie
convective dans l'exposition incidente du mannequin nu). Il faut faire attention lors des corrections apportées à
l'énergie absorbée sous l'éprouvette d'essai, comme l'espace d'air entre l'intérieur du vêtement et le capteur, car la
distribution du flux de chaleur (conduction, rayonnement et convection) est inconnue et pourrait entraîner une valeur
de protection supérieure ou inférieure attribuée à l’étoffe ou à l'ensemble.
5 Appareillage
5.1 Mannequin instrumenté
Un mannequin debout ayant la forme et les dimensions d’un homme ou d’une femme adulte doit être
utilisé [voir la Figure 2]. Le mannequin doit comprendre une tête, une poitrine/un dos, un abdomen/des
fesses, des bras, des mains, des jambes et des pieds. Des dimensions représentatives sont fournies pour la
forme masculine dans le Tableau 1 et pour la forme féminine dans le Tableau 2. La Figure 3 présente les
emplacements des dimensions.
Il convient que les bras puissent tourner au niveau des épaules selon une courbe appropriée facilitant
l'enfilage du vêtement sur le mannequin et son retrait.
Figure 2 — Exemple d'un mannequin thermique instrumenté et vue partielle des supports
de brûleurs (système de brûleurs)
NOTE 1 Sur l'ensemble des brûleurs, seuls six sont illustrés à la Figure 2 (voir 5.7.4).
a
Niveau du genou.
b
Niveau du coude.
Figure 3 — Emplacements de mensurations d'un mannequin
NOTE 2 Le mannequin instrumenté correspond aux dimensions indiquées dans le Tableau 1 (forme masculine),
Tableau 2 (forme féminine). La légende des chiffres référencés à la Figure 3 correspond aux mensurations des deux
tableaux.
Tableau 1 — Mensurations d'un mannequin homme adulte
Mensuration Tolérance
a
N° Description du mannequin homme
mm mm
1 Stature/hauteur totale 1 810 ±60
Hauteur de l’entrejambe (hauteur de l’enfourchure, à partir du talon) (envi-
2 880 ±75
ron 7+8)
Longueur médiane du tronc (de l'arrière du cou à l’enfourchure en remontant
3 1 560 ±60
à l'avant du cou)
Hauteur de la tête, y compris le cou (du sommet de la tête au point d'encolure
4 255 ±45
latéral)
5 De la taille au talon 1 125 ±50
6 De la clavicule à la taille dans le dos (du point d'encolure antérieur à la taille) 480 ±70
7 De l’enfourchure au genou 330 ±45
8 Hauteur du genou, en position debout 530 ±70
9 Du haut de l'épaule au poignet le long du bras (épaule au poignet, coude plié) 585 ±75
10 Longueur intérieure de bras (couture intérieure du bras) 470 ±40
Longueur du point cervical au poignet, mesure en 3 points depuis le point
11 entre les clavicules jusqu'au poignet (3) (épaule au coude, coude plié) (envi- 785 ±65
ron 9+12)
12 Longueur d'épaule (du point d'encolure latéral au point d'épaule) 170 ±75
13 Tour de cou (circonférence) 420 ±60
Largeur d'épaule à travers le dos (d'une épaule à l'autre dans le dos en pas-
14 500 ±90
sant par le point cervical)
15 Tour de poitrine, (100 mm en dessous du point d'encolure antérieur) 475 ±95
16 Tour de poitrine, au niveau des aisselles 995 ±105
17 Tour de taille 870 ±25
18 Tour de hanche maximal 1 015 ±15
19 Tour de cuisse au-dessous du pli fessier 590 ±40
20 Tour de genou 390 ±50
21 Tour de mollet (circonférence horizontale maximale) 400 ±30
22 Tour de cheville (mesuré à la circonférence minimale de la jambe) 280 ±30
23 Tour de poignet 205 ±30
24 Tour de coude 290 ±25
Tour de bras supérieur, à mi-chemin entre le point de l'épaule et le point du
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...