ISO 9151:1995
(Main)Protective clothing against heat and flame — Determination of heat transmission on exposure to flame
Protective clothing against heat and flame — Determination of heat transmission on exposure to flame
Specifies a method for comparing the heat transmission through materials or material assemblies used in protective clothing. Materials are ranked by calculation of a heat transfer index, which is an indication of the relative heat transmission under the specified test conditions. The heat transfer index should not be taken as a measure of the protection time given by the tested materials under actual use conditions.
Vêtements de protection contre la chaleur et les flammes — Détermination de la transmission de chaleur à l'exposition d'une flamme
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
9151
First edition
1995-05-I 5
Protective clothing against heat and
flame - Determination of heat
transmission on exposure to flame
Vetements de protection contre la chaleur et /es flammes -
D&ermination de la transmission de chaleur 8 /‘exposition d ‘une flamme
Reference nur-nber
IS0 9151 :I 995(E)
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IS0 9151:1995(E)
Contents
Page
1
Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,.
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Normative references
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Definitions
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principle
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Apparatus
4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Precautions
4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sampling ,.
5
.....................................
Conditioning and testing atmospheres
5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Test procedure
6
IO Test report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Annexes
............................................................ 7
A Availability of materials
8
......................................................
B Specimen test report form
...................................... 9
C Significance of the heat transfer test
0 IS0 1995
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized In any form or by any means, electrontc or mechanrcal, sncludrng photocopying and
microfilm, without permIssIon in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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0 IS0
IS0 9151:1995(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 9151 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 94, Personal safety - Protective clothing and equipment, Sub-
committee SC 13, Protective clothing.
Annexes A, B and C of this International Standard are for information only.
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IS0 9151:1995(E)
Introduction
This method has been developed from an American Society for Testing
and Materials (ASTM) method which was based on the Du Pont thermal
protective index (TPI) method. It has been considerably modified from
previous versions following extensive interlaboratory trials carried out by
lSO/TC 94/SC 13/WG 2.
Heat transmission through clothing is largely determined by its thickness
including any air gaps trapped between the different layers. The air gaps
can vary considerably in different areas of the same clothing assembly.
The present method provides a grading of materials when tested under
standard test conditions.
The following major modifications have been made from previous versions
of this test method.
The air gap between the back of the test specimen and the
a)
calorimeter has been eliminated. This was found to increase all the
values recorded, to provide a wider range of values and to distort the
results with some materials more than others.
b) The specimen size has been increased and the mass of the location
plate has been specified. The mass of the location plate is used to hold
the specimen in position so that the specimen is compressed by a
standard mass and is also restricted from shrinking.
The method of measuring the heat transmission has been drastically
d
simplified and a new term “heat transfer index (HTI)” has been intro-
duced to avoid confusion with the thermal protective index (TPI) or
other terms used in previous versions of this test. This change makes
it easier to perform the test and reduces the possibility of mathemat-
ical errors in calculating the results. The heat transfer index provides
a method of grading materials which does not imply that the material
tested will give any precise protection time under actual use con-
ditions.
Other methods of restraining the test specimens using clamps or pins
d)
have been rejected on the basis of interlaboratory trials because of
practical difficulties which were believed to increase the interlabora-
tory variability.
All terminology which implies that the test method measures the
d
protection time provided by the test material has been eliminated. The
protection provided under actual use conditions will vary considerably,
depending on the severity of the actual flame source and the thickness
of the clothing, including intermediate air gaps, in the exposed area.
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INTERNATIONAL STANDARD 0 IS0
IS0 9151:1995(E)
Protective clothing against heat and flame -
Determination of heat transmission on exposure to
flame
3.2 incident heat flux density: Amount of energy
1 Scope
incident per unit time on the exposed face of the
specimen, expressed in kilowatts per square metre
This International Standard specifies a method for
(kW/m*).
comparing the heat transmission through materials or
material assemblies used in protective clothing. Ma-
3.3 heat transfer index (flame): Whole number
terials are ranked by calculation of a heat transfer
calculated from the mean time in seconds to achieve
index, which is an indication of the relative heat
a temperature rise of (24 5 0,2) “C when testing by
transmission under the specified test conditions. The
this method using a copper disc of mass
heat transfer index should not be taken as a measure
(18 &- 0,05) g and a starting temperature of
of the protection time given by the tested materials
(25 + 5) “C.
under actual use conditions.
2 Normative references
4 Principle
The following standards contain provisions which,
A horizontally oriented test specimen is partially re-
through reference in this text, constitute provisions
strained from movin and subjected to an incident
of this International Standard. At the time of publi-
4
heat flux of 80 kW/m from the flame of a gas burner
cation, the editions indicated were valid. All standards
placed beneath it. The heat passing through the
are subject to revision, and parties to agreements
specimen is measured by means of a small copper
based on this International Standard are encouraged
calorimeter on top of and in contact with the speci-
to investigate the possibility of applying the most re-
men.
cent editions of the standards indicated below.
Members of IEC and IS0 maintain registers of cur-
The time, in seconds, for the temperature in the
rently valid International Standards.
calorimeter to rise (24 + 0,2) “C is recorded. The
-
mean result for three test specimens is calculated as
IS0 139:1973, Textiles - Standard atmospheres for
the “heat transfer index (flame)“.
conditioning and testing.
IEC 584-l :I 977, Thermocouples - Part 1: Reference
5 Apparatus
tables.
The apparatus consists of
3 Definitions
- a gas burner;
For the purposes of this International Standard, the
following definitions apply. - a copper disc calorimeter;
3.1 test specimen: All the layers of fabric or other - a specimen support frame;
materials arranged in the order and orientation as
used in practice and including undergarments. - a calorimeter location plate;
1
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IS0 9151:1995(E)
- a support stand;
Dimensions In millimetres
- suitable measuring equipment;
Constantan wire --
/----Copper wire
- a template.
5.1 Gas burner.
A flat topped Meker burner with a perforated top area
of (38 + 2) mm diameter and a jet suitable for pro-
--l-+-
pane gas shall be used.
NOTES
Commercial grade propane shall be used with the
1 2 mm< x6 5 mm so as not to interfere with the seat-
flow being controlled by a fine control valve and
ing of disc in the mounting block but still as near the edge
f lowmeter.
as possible.
2 The wires shall be attached to the disc by soft solder
using the minimum quantity necessary.
Figure 1
- Calorimeter
5.2 Copper disc calorimeter, consisting of a disc
of copper of at least 99 % purity, having a diameter
of 40 mm and thickness I,6 mm, and a mass of
18 g. The disc shall be accurately weighed before as-
sembly.
Dimensions in millimetres
A copper-constantan thermocouple, with an output in
millivolts complying with IEC 584-1, is mounted on
the copper disc as shown in figure 1. The constantan
////A I/////
wire shall be attached to the centre of the disc and
the copper wire shall be attached as near the circum-
I
ference as possible but so as not to interfere with
# 37
mounting the disc in the block. The diameter of both
@ 40
wires shall be 0,26 mm or less and only the length
attached to the disc shall be bared.
@ 89
e -
The calorimeter is located in a mounting block which
Construction material: Monolux 500 (cape boards) or
shall consist of a 89 mm diameter circular piece of
equivalent.
asbestos-free noncombustible heat insulating board
of nominal thickness 13 mm. The thermal character-
Figure 2 - Calorimeter mounting block
istics shall comply with the following specification:
Density (750 + 50) kg/m3
Thermal conductivity 0,18 W/(mmK) + IO %
-
5.3 Specimen support frame, consisting of a piece
A circular cavity is machined in the centre of the block
of copper 150 mm square and I,6 mm thick with a
to accommodate the disc and an air gap, as shown in
50 mm square hole in its centre (see figure3).
figure2. The disc is bonded in position around its cir-
cumference with an adhesive capable of withstanding
temperatures of about 200 “C. The face of the copper 5.4 Calorimeter location plate, made from a piece
disc shall be flush with the surface of the mounting of aluminium 149 mm square and 6 mm thick and
block. It shall also be coated with a thin layer of an having a circular hole 90 mm in diameter located
optically black paint having a coefficient of absorption, centrally (see figure 4). The plate shall weigh
(264 &- 13) g.
a, greater than 0,9 (see annex A).
2
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63 IS0
IS0 9151:1995(E)
5.5 Support stand, used to locate the specimen It is convenient to have a shutter between the burner
support frame relative to the burner. The top face of and the specimen support frame. The shutter shall
the specimen support frame shall be 50 mm above open completely in less than 0,2 s and shall be oper-
and parallel with the top face of the burner, with the ated immediately after placing the burner in position.
It is useful if the positioning of the burner, or the
axis of the burner aligned with the centre of the
opening in the support frame (see figure 5). opening of the shutter, if fitted, can be used to record
the start of the exposure automatically.
Dimensions in millimetres
Copper sheet -
Figure 3 - Specimen support frame
Dimensions in millimetres
Figure 4 - Calorimeter location plate
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IS0 9151:1995(E)
Dimensions in millimetres
--Calorimeter
Calorimeter mounting block
Calorimeter location plate
Thermoco
Specimen
support
frame
--- Gas burner
Figure 5 - Support stand
5.6 Recorder. Keep combustible materials away from the burner.
Ensure that the solvent used for cleaning the
To enable the absolute temperature of the copper disc
calorimeter is kept away from hot surfaces and naked
to be determined, the thermocouple should be con-
flames.
nected to either an ice junction or a commercial ref-
The voltage signal from the
erence junction.
thermocouple shall be connected to either a suitable
7 Sampling
potentiometric chart recorder or programmable data
recorder. The recorder shall enable voltages to be
read to 10 PV and times to 0,2 s.
7.1 Specimen dimensions
The specimens shall have dimensions
the
5.7 Flat rigid template, with dimensions
140 mm x 140 mm and shall be taken from points
140 mm x 140 mm.
more than 50 mm from the edge of the pieces of the
material, in an area free from defects. Composite
specimens shall reproduce the arrangement in which
6 Precautions the layers are used in practice.
The specimen shall be marked out using the template
Perform the test in a hood or ventilated area to carry
(see 5.7).
away the fumes. It may be necessary to turn off the
exhaust or to shield the apparatus during the test so
as not to disturb the flame.
7.2 Number of specimens
The equipment becomes hot during testing and some
A minimum of three specimens shall be tested for
test materials may melt or drip. Use protective gloves
when handling hot objects. each material or assembly of materials.
4
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0 IS0 IS0 9151:1995(E)
Reg
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
9151
Première édition
1995-05-I 5
Vêtements de protection contre la chaleur
et les flammes - Détermination de la
transmission de chaleur à l’exposition
d’une flamme
Protective clothing against heat and flame - Determination of heat
transmission on exposure to flame
Numéro de référence
ISO 91517 995(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9151:1995(F)
Sommaire
Page
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 Domaine d’application
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références normatives
1
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
4 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
1
5 Appareillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
6 Précautions .
4
7 Échantillonnage .
........................... 5
8 Atmosphères de conditionnement et d’essai
5
9 Mode opératoire .
6
10 Rapport d’essai .
Annexes
8
..........................................................
A Disponibilité du matériel
9
.......................................................
B Modèle de rapport d’essai
10
...............
C Signification de l’essai de transmission de chaleur
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y comprrs la photocopie et les mIcrofilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 ISO
ISO 9151:1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9151 a été élaborée par le comité technique
I SO/TC 94, Sécurité individuelle - Vêtements et équipements de protec-
tion, sous-comité SC 13, Vêtements de protection.
La présente Norme internationale est équivalente à la Norme européenne
EN 367:1992, Vêtements de protection - Protection contre la chaleur et
les flammes - Détermination de la transmission de la chaleur à I’expo-
sition d’une flamme.
Les an nexes A, B et C de la présente Norme international e sont données
ment à ti tre d’in formation.
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 9151:1995(F)
Introduction
La présente méthode a été développée à partir d’une méthode de
I’American Society for Testing and Materials (ASTM), basée sur la mé-
thode d’indice de protection thermique (TPI) de Du Pont. Par rapport aux
versions précédentes, elle a été considérablement modifiée, à la suite des
essais interlaboratoires effectués par I’lSO/TC 94/SC 13/GT 2.
La transmission de chaleur à travers un vêtement est grandement déter-
minée par son épaisseur y compris les poches d’air emprisonnées entre
les différentes couches. L’importance des poches d’air varie considé-
rablement selon les différentes parties d’un même ensemble
vestimentaire. La présente méthode donne un moyen de classement des
matériaux lorsqu’ils sont essayés dans des conditions d’essai prescrites.
Par rapport aux précédentes versions, les modifications majeures sui-
vantes ont été apportées.
a) La couche d’air comprise entre la face arrière de l’éprouvette et le
calorimètre a été éliminée. II a été constaté que cela augmente toutes
les valeurs, fournit une gamme étendue des valeurs et modifie les
résultats pour certains matériaux d’une manière plus importante que
pour d’autres.
b) La taille de l’éprouvette a été augmentée et la masse de la plaque de
positionnement a été prescrite. La masse de la plaque de position-
nement a pour rôle de tenir l’éprouvette en position, il s’en suit que
l’éprouvette est comprimée par une masse normalisée et de ce fait
son retrait est limité.
c) La méthode de mesure de la transmission de chaleur a été profondé-
ment simplifiée et une nouvelle expression indice de transmission de
chaleur (HTI) a été introduite pour éviter la confusion avec l’indice de
protection thermique (TPI) ou d’autres termes utilisés dans les ver-
sions précédentes de cette méthode. Ce changement rend la mé-
thode plus facile à mettre en œuvre et réduit les sources d’erreurs
mathématiques dans le calcul des résultats. L’indice de transmission
de chaleur fournit une méthode de classement des matériaux qui
n’implique pas que le matériau mesuré donne précisément un temps
de protection dans les conditions réelles d’usage.
1) D’autres méthodes de maintien des éprouvettes en utilisant des pin-
ces ou des picots ont été rejetées sur la base d’essais interlaboratoi-
res, par suite de difficultés pratiques auxquelles les augmentations de
non-reproductibilité interlaboratoire ont été imputées.
) Tous les termes qui laissent supposer que la méthode d’essai mesure
le temps de protection que procure le matériau examiné ont été éli-
minés. La protection procurée dans des conditions réelles d’utilisation
peut varier considérablement, en fonction de l’intensité de la flamme
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 ISO
ISO 9151:1995(F)
réelle et de couches d’air inter-
l’épais seur d u vêtement, incluant les
médiaires, a u droit dans es parties exposées.
---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 9151:1995(F)
NORME INTERNATIONALE 0 ISO
Vêtements de protection contre la chaleur et les
- Détermination de la transmission de
flammes
chaleur à l’exposition d’une flamme
3.1 éprouvette: Toutes les couches de tissus ou
1 Domaine d’application
autres matériaux, dans l’ordre et l’orientation utilisés
en pratique, y compris le sous-vêtement.
La présente Norme internationale définit une mé-
thode de comparaison de la transmission de chaleur
3.2 densité du flux de chaleur incident: Quantité
à travers les matériaux ou assemblages de matériaux
d’énergie incidente par unité de temps sur la surface
utilisés dans les vêtements de protection. Les maté-
exposée de l’éprouvette, exprimée en kilowatts par
riaux sont classés par le calcul d’un indice de trans-
mètre carré ( kW/m2).
mission de chaleur, qui est une indication de la
transmission de chaleur relative dans les conditions
3.3 indice de transmission de chaleur (flamme,
d’essai prescrites. L’indice de transmission de chaleur
HTI): Nombre entier calculé à partir du temps moyen
ne doit pas être pris comme une mesure du temps
en secondes pour obtenir une élévation de tempéra-
de protection procuré par le matériau essayé dans des
ture de (24 + 0,2) “C mesurée, par cette méthode,
conditions réelles d’utilisation.
-
au moyen d’un disque de cuivre d’une masse de
(18 + 0,05) g et avec une température initiale de
2 Références normatives
(25 i 5) “C.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
4 Principe
tuent des dispositions valables pour la présente
Norme internationale. Au moment de la publication,
Une éprouvette présentée horizontalement est par-
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
tiellement immobilisée et soumise à un flux thermi-
norme est sujette à révision et les parties prenantes
que incident de 80 kW/m2 issu d’une flamme d’un
des accords fondés sur la présente Norme internatio-
brûleur à gaz placé en dessous. La chaleur qui tra-
nale sont invitées à rechercher la possibilité d’appli-
verse l’éprouvette est mesurée au moyen d’un petit
quer les éditions les plus récentes des normes
calorimètre en cuivre placé en contact et sur le haut
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO
de l’éprouvette.
possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur à un moment donné.
Le temps, en secondes, pour une élévation de tem-
pérature de (24 + 0,2) “C dans le calorimètre, est
ISO 139: 1973, Textiles - Atmosphères normales de
enregistré. L’G&e de transmission de chaleur
conditionnement et d’essai.
(flamme))) est, par calcul, le résultat moyen de trois
éprouvettes.
CEI 584-l :1977, Thermocouples - Partie 1: Tableaux
de référence.
5 Appareillage
3 Définitions
L’appareillage comprend
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
les définitions suivantes s’appliquent. - un brûleur à gaz;
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9151:1995(F) 0 ISO
Dimensions en millimètres
- un calorimètre formé d’un disque de cuivre;
Fil de constantan
Fil de cuivre
- un porte-éprouvette;
- une plaque de positionnement du calorimètre;
- un statif;
- un appareillage de mesure convenable;
- un gabarit.
NOTES
1 2 mm< x6 5 mm pour ne pas interférer avec l’assise
du disque dans le bloc de montage, mais aussi près du bord
5.1 Brûleur à gaz.
que possible.
Un brûleur Meker à bec plat ayant une surface supé-
2 Les fils doivent être attachés au disque par une soudure
rieure perforée d’un diamètre de (38 f- 2) mm et une
souple en quantité nécessaire minimale.
buse adaptée au gaz propane doit être utilisé.
Figure 1 - Calorimètre
Le gaz propane à utiliser est du type commercial et
son débit est contrôlé par une vanne précise et un
débitmètre.
Un évidement circulaire est usiné au centre du bloc
pour recevoir le disque et créer un volume d’air
comme indiqué à la figure2. Le disque est maintenu
5.2 Calorimètre à disque de cuivre, composé d’un
en position avec un adhésif capable de supporter des
disque de 40 mm de diamètre et de 1,6 mm d’épais-
températures d’environ 200 “C. La face du disque de
seur et d’une masse de 18 g, en cuivre de pureté d’au
cuivre doit être de niveau avec la surface du bloc de
moins 99 %. Le disque doit être soigneusement pesé
montage. II doit être aussi enduit avec une couche
avant assemblage.
mince d’une peinture optiquement noire et dont le
coefficient d’absorption, a, est supérieur à 0,9 (voir
Un thermocouple cuivre-constantan, avec un signal
annexe A).
de sortie en millivolts conforme à la CEI 584-1, est
monté sur le disque de cuivre comme indiqué à la fi-
gure 1. Le fil de constantan doit être attaché au centre
du disque et le fil de cuivre doit être attaché aussi
près de la périphérie que possible, sans pour autant
Dimensions en millimètres
gêner le montage du disque dans son bloc support.
Le diamètre des deux fils doit être de 0,26 mm ou
-t--P
moins, et seule la partie en contact avec le disque est
dénudée.
Le calorimètre est disposé dans un bloc support qui
se compose d’une pièce circulaire de 89 mm de dia-
@ 40
mètre usinée dans une plaque isolante, non combus-
e -
tible, exempte d’amiante, d’une épaisseur nominale
@ 89
w
de 13 mm. Les caractéristiques thermiques doivent
être conformes aux spécifications suivantes:
Matériau de construction: Monolux 500 ((cape
Masse volumique (750 + 50) kg/m3 boardw ou équivalent.
Conductibilité thermique 0,18 W/(m-K) + 10 %
Figure 2 -
Bloc de montage du calorimètre
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 ISO ISO 9151:1995(F)
de ce bloc (voir figure4). La plaque doit peser
5.3 Porte-éprouvette, composé d’une pièce de
cuivre carrée de 150 mm de côté et de 1,6 mm (264 + 13) g.
d’épaisseur avec un trou carré de 50 mm au centre
(voir figure 3). 5.5 Statif, utilisé pour positionner le porte-
éprouvette par rapport au brûleur. La face supérieure
5.4 Plaque de positionnement du calorimètre, du porte-éprouvette doit être à 50 mm au-dessus et
confectionnée dans une pièce d’aluminium carrée de parallèle à l’extrémité plane du brûleur, l’axe du brû-
leur étant aligné avec le centre de l’ouverture prati-
149 mm de côté et de 6 mm d’épaisseur. Un trou
quée dans le porte-éprouvette (voir figure 5).
circulaire de 90 mm de diamètre est percé au centre
Dimensions en millimètres
Feuille de cuivre
-
Figure 3 Porte-éprouvette
Dimensions en millimètres
Figure 4 - Plaque de positionnement du calorimètre
---------------------- Page: 9 ----------------------
0 ISO
ISO 9151:1995(F)
Dimensions en millimètres
Bloc calorimètre
Plaquedepositionnement
ducalorimètre
Fils du thermocouple --
! I
Porte-éprouvette
BrOleur h gaz
Figure 5 - Statif
II est commode d’avoir un obturateur entre le brûleur
6 Précautions
et le porte-éprouvette. L’obturateur doit s’ouvrir com-
plètement en moins de 0,2 s et doit être déclenché Réaliser la mesure sous une hotte ou dans une zone
immédiatement après la mise en place du brûleur. II ventilée pour évacuer les fumées. II peut être néces-
est utile que le positionnement du brûleur ou I’ouver- saire de couper l’évacuation ou de protéger I’appa-
ture de l’obturateur (si le brûleur en est équipé) puisse reillage pendant la mesure, de sorte que la flamme
servir à enregistrer automatiquement le début de ne soit pas perturbée.
l’exposition à la flamme.
L’appareillage devient chaud pendant la mesure et
quelques matériaux à essayer peuvent fondre ou
goutter. Utiliser des gants de protection pour mani-
5.6 Appareil de mesure.
puler les objets chauds.
Pour pouvoir déterminer la température absolue du
Garder les matières combustibles éloignées du brû-
disque de cuivre, le thermocouple doit être raccordé
leur. S’assurer que le solvant utilisé pour le nettoyage
à une soudure dans la glace ou à une soudure de ré-
du calorimètre reste éloigné des surfaces chaudes et
férence commerciale. La tension de sortie du ther-
des flammes nues.
mocouple doit être envoyée soit à un enregistreur
potentiométrique, soit à une enregistreur numérique
7 Échantillonnage
de données, programmable. L’enregistreur doit être
capable de permettre de lire une tension de 10 PV et
7.1 Dimensions des éprouvettes
un temps de 0,2 s.
Les éprouvettes doivent avoir pour dimensions
140 mm x 140 mm et être prélevées à au moins
rigide et plat, de dimensions 50 mm des bords des morceaux du matériau et dans
5.7 Gabarit,
140 mm x 140 mm. une zone exempte de défauts. Les éprouvettes com-
4
---------------------- Page: 10 ----------------------
0 ISO ISO 9151:1995(F)
isposi tion des couches Avant tout réglage de la densité du flux de chaleur
posites doivent reprodu ire la d
incident ou avant une évaluation d’éprouvette, la
utilisées en prat ique.
température du disque de cuivre doit être rela-
doit être délimitée en utilisant le gaba rit
L’éprouvette
tivement stable et à + 2 “C de la température am-
(voir 5.7).
biante. Le refroidissement peut être accéléré par
l’emploi de n’importe quel système de refroidis-
sement sec ou par un courant d’air forcé. D’une autre
7.2 Nombre d’éprouvettes
manière, on peut utiliser alternativement un certain
nombre de calorimètres. Le réchauffage peut être
Un minimum de trois éprouvettes doit être soumis à
obten
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
9151
Première édition
1995-05-I 5
Vêtements de protection contre la chaleur
et les flammes - Détermination de la
transmission de chaleur à l’exposition
d’une flamme
Protective clothing against heat and flame - Determination of heat
transmission on exposure to flame
Numéro de référence
ISO 91517 995(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9151:1995(F)
Sommaire
Page
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 Domaine d’application
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références normatives
1
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
4 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
1
5 Appareillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
6 Précautions .
4
7 Échantillonnage .
........................... 5
8 Atmosphères de conditionnement et d’essai
5
9 Mode opératoire .
6
10 Rapport d’essai .
Annexes
8
..........................................................
A Disponibilité du matériel
9
.......................................................
B Modèle de rapport d’essai
10
...............
C Signification de l’essai de transmission de chaleur
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y comprrs la photocopie et les mIcrofilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
II
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0 ISO
ISO 9151:1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9151 a été élaborée par le comité technique
I SO/TC 94, Sécurité individuelle - Vêtements et équipements de protec-
tion, sous-comité SC 13, Vêtements de protection.
La présente Norme internationale est équivalente à la Norme européenne
EN 367:1992, Vêtements de protection - Protection contre la chaleur et
les flammes - Détermination de la transmission de la chaleur à I’expo-
sition d’une flamme.
Les an nexes A, B et C de la présente Norme international e sont données
ment à ti tre d’in formation.
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 9151:1995(F)
Introduction
La présente méthode a été développée à partir d’une méthode de
I’American Society for Testing and Materials (ASTM), basée sur la mé-
thode d’indice de protection thermique (TPI) de Du Pont. Par rapport aux
versions précédentes, elle a été considérablement modifiée, à la suite des
essais interlaboratoires effectués par I’lSO/TC 94/SC 13/GT 2.
La transmission de chaleur à travers un vêtement est grandement déter-
minée par son épaisseur y compris les poches d’air emprisonnées entre
les différentes couches. L’importance des poches d’air varie considé-
rablement selon les différentes parties d’un même ensemble
vestimentaire. La présente méthode donne un moyen de classement des
matériaux lorsqu’ils sont essayés dans des conditions d’essai prescrites.
Par rapport aux précédentes versions, les modifications majeures sui-
vantes ont été apportées.
a) La couche d’air comprise entre la face arrière de l’éprouvette et le
calorimètre a été éliminée. II a été constaté que cela augmente toutes
les valeurs, fournit une gamme étendue des valeurs et modifie les
résultats pour certains matériaux d’une manière plus importante que
pour d’autres.
b) La taille de l’éprouvette a été augmentée et la masse de la plaque de
positionnement a été prescrite. La masse de la plaque de position-
nement a pour rôle de tenir l’éprouvette en position, il s’en suit que
l’éprouvette est comprimée par une masse normalisée et de ce fait
son retrait est limité.
c) La méthode de mesure de la transmission de chaleur a été profondé-
ment simplifiée et une nouvelle expression indice de transmission de
chaleur (HTI) a été introduite pour éviter la confusion avec l’indice de
protection thermique (TPI) ou d’autres termes utilisés dans les ver-
sions précédentes de cette méthode. Ce changement rend la mé-
thode plus facile à mettre en œuvre et réduit les sources d’erreurs
mathématiques dans le calcul des résultats. L’indice de transmission
de chaleur fournit une méthode de classement des matériaux qui
n’implique pas que le matériau mesuré donne précisément un temps
de protection dans les conditions réelles d’usage.
1) D’autres méthodes de maintien des éprouvettes en utilisant des pin-
ces ou des picots ont été rejetées sur la base d’essais interlaboratoi-
res, par suite de difficultés pratiques auxquelles les augmentations de
non-reproductibilité interlaboratoire ont été imputées.
) Tous les termes qui laissent supposer que la méthode d’essai mesure
le temps de protection que procure le matériau examiné ont été éli-
minés. La protection procurée dans des conditions réelles d’utilisation
peut varier considérablement, en fonction de l’intensité de la flamme
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 ISO
ISO 9151:1995(F)
réelle et de couches d’air inter-
l’épais seur d u vêtement, incluant les
médiaires, a u droit dans es parties exposées.
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Page blanche
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ISO 9151:1995(F)
NORME INTERNATIONALE 0 ISO
Vêtements de protection contre la chaleur et les
- Détermination de la transmission de
flammes
chaleur à l’exposition d’une flamme
3.1 éprouvette: Toutes les couches de tissus ou
1 Domaine d’application
autres matériaux, dans l’ordre et l’orientation utilisés
en pratique, y compris le sous-vêtement.
La présente Norme internationale définit une mé-
thode de comparaison de la transmission de chaleur
3.2 densité du flux de chaleur incident: Quantité
à travers les matériaux ou assemblages de matériaux
d’énergie incidente par unité de temps sur la surface
utilisés dans les vêtements de protection. Les maté-
exposée de l’éprouvette, exprimée en kilowatts par
riaux sont classés par le calcul d’un indice de trans-
mètre carré ( kW/m2).
mission de chaleur, qui est une indication de la
transmission de chaleur relative dans les conditions
3.3 indice de transmission de chaleur (flamme,
d’essai prescrites. L’indice de transmission de chaleur
HTI): Nombre entier calculé à partir du temps moyen
ne doit pas être pris comme une mesure du temps
en secondes pour obtenir une élévation de tempéra-
de protection procuré par le matériau essayé dans des
ture de (24 + 0,2) “C mesurée, par cette méthode,
conditions réelles d’utilisation.
-
au moyen d’un disque de cuivre d’une masse de
(18 + 0,05) g et avec une température initiale de
2 Références normatives
(25 i 5) “C.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
4 Principe
tuent des dispositions valables pour la présente
Norme internationale. Au moment de la publication,
Une éprouvette présentée horizontalement est par-
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
tiellement immobilisée et soumise à un flux thermi-
norme est sujette à révision et les parties prenantes
que incident de 80 kW/m2 issu d’une flamme d’un
des accords fondés sur la présente Norme internatio-
brûleur à gaz placé en dessous. La chaleur qui tra-
nale sont invitées à rechercher la possibilité d’appli-
verse l’éprouvette est mesurée au moyen d’un petit
quer les éditions les plus récentes des normes
calorimètre en cuivre placé en contact et sur le haut
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO
de l’éprouvette.
possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur à un moment donné.
Le temps, en secondes, pour une élévation de tem-
pérature de (24 + 0,2) “C dans le calorimètre, est
ISO 139: 1973, Textiles - Atmosphères normales de
enregistré. L’G&e de transmission de chaleur
conditionnement et d’essai.
(flamme))) est, par calcul, le résultat moyen de trois
éprouvettes.
CEI 584-l :1977, Thermocouples - Partie 1: Tableaux
de référence.
5 Appareillage
3 Définitions
L’appareillage comprend
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
les définitions suivantes s’appliquent. - un brûleur à gaz;
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9151:1995(F) 0 ISO
Dimensions en millimètres
- un calorimètre formé d’un disque de cuivre;
Fil de constantan
Fil de cuivre
- un porte-éprouvette;
- une plaque de positionnement du calorimètre;
- un statif;
- un appareillage de mesure convenable;
- un gabarit.
NOTES
1 2 mm< x6 5 mm pour ne pas interférer avec l’assise
du disque dans le bloc de montage, mais aussi près du bord
5.1 Brûleur à gaz.
que possible.
Un brûleur Meker à bec plat ayant une surface supé-
2 Les fils doivent être attachés au disque par une soudure
rieure perforée d’un diamètre de (38 f- 2) mm et une
souple en quantité nécessaire minimale.
buse adaptée au gaz propane doit être utilisé.
Figure 1 - Calorimètre
Le gaz propane à utiliser est du type commercial et
son débit est contrôlé par une vanne précise et un
débitmètre.
Un évidement circulaire est usiné au centre du bloc
pour recevoir le disque et créer un volume d’air
comme indiqué à la figure2. Le disque est maintenu
5.2 Calorimètre à disque de cuivre, composé d’un
en position avec un adhésif capable de supporter des
disque de 40 mm de diamètre et de 1,6 mm d’épais-
températures d’environ 200 “C. La face du disque de
seur et d’une masse de 18 g, en cuivre de pureté d’au
cuivre doit être de niveau avec la surface du bloc de
moins 99 %. Le disque doit être soigneusement pesé
montage. II doit être aussi enduit avec une couche
avant assemblage.
mince d’une peinture optiquement noire et dont le
coefficient d’absorption, a, est supérieur à 0,9 (voir
Un thermocouple cuivre-constantan, avec un signal
annexe A).
de sortie en millivolts conforme à la CEI 584-1, est
monté sur le disque de cuivre comme indiqué à la fi-
gure 1. Le fil de constantan doit être attaché au centre
du disque et le fil de cuivre doit être attaché aussi
près de la périphérie que possible, sans pour autant
Dimensions en millimètres
gêner le montage du disque dans son bloc support.
Le diamètre des deux fils doit être de 0,26 mm ou
-t--P
moins, et seule la partie en contact avec le disque est
dénudée.
Le calorimètre est disposé dans un bloc support qui
se compose d’une pièce circulaire de 89 mm de dia-
@ 40
mètre usinée dans une plaque isolante, non combus-
e -
tible, exempte d’amiante, d’une épaisseur nominale
@ 89
w
de 13 mm. Les caractéristiques thermiques doivent
être conformes aux spécifications suivantes:
Matériau de construction: Monolux 500 ((cape
Masse volumique (750 + 50) kg/m3 boardw ou équivalent.
Conductibilité thermique 0,18 W/(m-K) + 10 %
Figure 2 -
Bloc de montage du calorimètre
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 ISO ISO 9151:1995(F)
de ce bloc (voir figure4). La plaque doit peser
5.3 Porte-éprouvette, composé d’une pièce de
cuivre carrée de 150 mm de côté et de 1,6 mm (264 + 13) g.
d’épaisseur avec un trou carré de 50 mm au centre
(voir figure 3). 5.5 Statif, utilisé pour positionner le porte-
éprouvette par rapport au brûleur. La face supérieure
5.4 Plaque de positionnement du calorimètre, du porte-éprouvette doit être à 50 mm au-dessus et
confectionnée dans une pièce d’aluminium carrée de parallèle à l’extrémité plane du brûleur, l’axe du brû-
leur étant aligné avec le centre de l’ouverture prati-
149 mm de côté et de 6 mm d’épaisseur. Un trou
quée dans le porte-éprouvette (voir figure 5).
circulaire de 90 mm de diamètre est percé au centre
Dimensions en millimètres
Feuille de cuivre
-
Figure 3 Porte-éprouvette
Dimensions en millimètres
Figure 4 - Plaque de positionnement du calorimètre
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0 ISO
ISO 9151:1995(F)
Dimensions en millimètres
Bloc calorimètre
Plaquedepositionnement
ducalorimètre
Fils du thermocouple --
! I
Porte-éprouvette
BrOleur h gaz
Figure 5 - Statif
II est commode d’avoir un obturateur entre le brûleur
6 Précautions
et le porte-éprouvette. L’obturateur doit s’ouvrir com-
plètement en moins de 0,2 s et doit être déclenché Réaliser la mesure sous une hotte ou dans une zone
immédiatement après la mise en place du brûleur. II ventilée pour évacuer les fumées. II peut être néces-
est utile que le positionnement du brûleur ou I’ouver- saire de couper l’évacuation ou de protéger I’appa-
ture de l’obturateur (si le brûleur en est équipé) puisse reillage pendant la mesure, de sorte que la flamme
servir à enregistrer automatiquement le début de ne soit pas perturbée.
l’exposition à la flamme.
L’appareillage devient chaud pendant la mesure et
quelques matériaux à essayer peuvent fondre ou
goutter. Utiliser des gants de protection pour mani-
5.6 Appareil de mesure.
puler les objets chauds.
Pour pouvoir déterminer la température absolue du
Garder les matières combustibles éloignées du brû-
disque de cuivre, le thermocouple doit être raccordé
leur. S’assurer que le solvant utilisé pour le nettoyage
à une soudure dans la glace ou à une soudure de ré-
du calorimètre reste éloigné des surfaces chaudes et
férence commerciale. La tension de sortie du ther-
des flammes nues.
mocouple doit être envoyée soit à un enregistreur
potentiométrique, soit à une enregistreur numérique
7 Échantillonnage
de données, programmable. L’enregistreur doit être
capable de permettre de lire une tension de 10 PV et
7.1 Dimensions des éprouvettes
un temps de 0,2 s.
Les éprouvettes doivent avoir pour dimensions
140 mm x 140 mm et être prélevées à au moins
rigide et plat, de dimensions 50 mm des bords des morceaux du matériau et dans
5.7 Gabarit,
140 mm x 140 mm. une zone exempte de défauts. Les éprouvettes com-
4
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0 ISO ISO 9151:1995(F)
isposi tion des couches Avant tout réglage de la densité du flux de chaleur
posites doivent reprodu ire la d
incident ou avant une évaluation d’éprouvette, la
utilisées en prat ique.
température du disque de cuivre doit être rela-
doit être délimitée en utilisant le gaba rit
L’éprouvette
tivement stable et à + 2 “C de la température am-
(voir 5.7).
biante. Le refroidissement peut être accéléré par
l’emploi de n’importe quel système de refroidis-
sement sec ou par un courant d’air forcé. D’une autre
7.2 Nombre d’éprouvettes
manière, on peut utiliser alternativement un certain
nombre de calorimètres. Le réchauffage peut être
Un minimum de trois éprouvettes doit être soumis à
obten
...
Questions, Comments and Discussion
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