ISO 17492:2003
(Main)Clothing for protection against heat and flame — Determination of heat transmission on exposure to both flame and radiant heat
Clothing for protection against heat and flame — Determination of heat transmission on exposure to both flame and radiant heat
ISO 17492:2003 specifies a test method for measuring the heat transfer of horizontally mounted flame-resistant textile materials when exposed to a combination of convective and radiant energy. This test method can be used for any type of sheet material used either as a single layer or in a multilayer construction when all structures or sub-assemblies are made of flame-resistant materials. It is not intended to be used on materials that are not flame resistant. This test method is not intended for evaluating materials exposed to any other type of thermal-energy sources, such as radiant heat only or flame contact only. Use ISO 6942 when evaluating heat-transfer through materials due to radiant heat only and use ISO 9151 when evaluating heat-transfer through materials due to flame contact only. ISO 17492:2003 should be used to measure and describe the properties of materials, products or assemblies in response to both convective and radiant energy under controlled laboratory conditions and should not be used to describe or appraise the fire hazard or fire risk of materials, products or assemblies under actual fire conditions. However, the results of this test method may be used as elements of a fire-risk assessment which takes into account all of the factors which are pertinent to an assessment of the fire hazard of a particular end use.
Vêtements de protection contre la chaleur et la flamme — Détermination de la transmission de chaleur lors de l'exposition simultanée à une flamme et à une source de chaleur radiante
L'ISO 17492:2003 spécifie une méthode d'essai permettant de mesurer la transmission de chaleur des textiles ignifuges montés à l'horizontale lorsqu'ils sont exposés à une énergie convective et à une énergie radiante combinées. La présente méthode d'essai peut être utilisée pour tout type de surface utilisée comme monocouche ou dans un assemblage multicouches lorsque toutes les structures ou tous les sous-ensembles sont constitués de matériaux ignifuges. La méthode n'est pas destinée à être utilisée avec les matériaux non ignifuges. La présente méthode d'essai n'est pas destinée à évaluer les matériaux exposés à tout autre type de sources d'énergie thermique, telles que la seule chaleur radiante ou au seul contact des flammes. Utiliser l'ISO 6942 pour l'évaluation de la transmission de chaleur aux matériaux due à la chaleur radiante uniquement, et utiliser l'ISO 9151 pour l'évaluation de la transmission de chaleur aux matériaux due au contact des flammes uniquement. Il convient d'utiliser l'ISO 17492:2003 pour mesurer et décrire les propriétés des matériaux, des produits ou des assemblages en réponse aux énergies convective et radiante dans des conditions de laboratoire contrôlées et non pour décrire ou évaluer le danger ou le risque d'incendie des matériaux, des produits ou des assemblages dans des conditions réelles d'incendie. Les résultats de la présente méthode d'essai peuvent toutefois être utilisés comme éléments d'évaluation d'un risque d'incendie tenant compte de tous les facteurs appropriés à une évaluation du danger d'incendie pour une utilisation finale particulière.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17492
First edition
2003-05-01
Clothing for protection against heat and
flame — Determination of heat
transmission on exposure to both flame
and radiant heat
Vêtements de protection contre la chaleur et la flamme —
Détermination de la transmission de chaleur lors de l'exposition
simultanée à une flamme et à une source de chaleur radiante
Reference number
ISO 17492:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 17492:2003(E)
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ISO 17492:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Principle. 3
5 Apparatus. 4
6 Precautions. 5
7 Sampling. 6
7.1 Specimen dimensions. 6
7.2 Number of specimens. 6
8 Conditioning and testing atmospheres . 6
8.1 Conditioning atmosphere. 6
8.2 Testing atmosphere. 6
9 Test procedure. 6
9.1 Calibration procedures. 6
9.2 Sensor care. 7
9.3 Specimen holder care. 8
9.4 Preparation of heat transfer/burn intersection overlay. 8
9.5 Test specimen mounting. 8
9.6 Test-specimen exposure. 9
10 Expression of results. 9
10.1 Selection of analysis method . 9
10.2 Thermal-threshold index (TTI) analysis method.10
10.3 Heat-transfer index (HTI) analysis method. 10
10.4 Response to convective and radiant heat exposure. 11
11 Interlaboratory test data. 11
12 Test report. 11
Annex A (informative) Availability of materials . 16
Annex B (informative) Basis of sensor calibration . 17
Annex C (informative) Interlaboratory test data . 18
Bibliography . 19
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ISO 17492:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17492 was prepared by Technical Committee ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing and
[2]
equipment, Subcommittee SC 13, Protective clothing. It is based on Section 6-10 of NFPA 1971:2000 .
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ISO 17492:2003(E)
Introduction
The transfer of heat from the exterior of a material to the interior can be a significant factor in the level of
protection or insulation provided by an assembly. While full-scale test methods are a better means of
determining how an assembly performs, small scale tests such as those described in ISO 6942 and ISO 9151
can be used in establishing benchmarks of performance for the materials from which these assemblies are
made. These tests enable the user of a material to anticipate how the properties of a particular material could
impact the performance of the assembly when exposed to a high heat flux.
The purpose of an assembly for thermal protection is to prevent or reduce the potential for burn injury to the
wearer. The performance of a product is determined by comparing the heat-transferred through the protective
material to a known point where the thermal exposure would produce a burn injury. The total energy
transferred that would cause a second-degree burn in human tissue is determined as the thermal protection
index (TPI). In the TPI analysis of the data, the specimen is stressed by exposure to heat until the energy
transferred through the specimen is equivalent to the energy that could cause a second-degree burn.
Other uses may require comparison of the insulation from a high-temperature exposure in terms other than
the response of human tissue to heat. For these uses, an alternate method of evaluating the heat-transfer is
provided. The total energy transferred that would cause the temperature rise of the copper sensor of 12 °C
and 24 °C is determined as the heat-transfer index (HTI). In the HTI analysis of the data, the specimen is
stressed by exposure to heat until the energy causes a specified amount of heat-transfer. This is a measure of
the insulation performance of the specimen.
Unlike what is described in ISO 6942 or ISO 9151, the heat source in this test method is produced by 50 %
radiant energy and 50 % convective energy. This equalized output is set to a thermal energy exposure having
2
a heat flux of 80 kW/m . The intensity of this heat flux is intended to determine the performance of the
specimen when exposed to both the high temperature radiation and hot gases that may exist in actual fire
situations. The intensity level of this heat flux represents a moderately high industrial or emergency fire-
fighting exposure that requires the use of a protective material, and thus, measures the performance of the
specimen under realistic conditions relatively close to a realistic exposure intensity.
NOTE 1 The performance of materials made of flame-resistant fibres can be determined by the amount of heat energy
transferred through the specimen and by observing any changes affected by the exposure on the specimen. The thermal
protection index and the heat-transfer index measure the accumulated heat energy received which is an indication of the
ability of the material to inhibit the transfer of heat.
NOTE 2 A human tissue burn will result when the total thermal energy transmitted by the material reaches the second-
degree burn threshold.
NOTE 3 The thermal protection index or the heat-transfer index for flame-resistant materials can be used to establish
anticipated performance levels of thermal resistance for single layer or multilayer constructions or assemblies.
NOTE 4 Different specimen-mounting conditions, which are determined by the number of layers of material in the test
specimen, are provided in this method. Each condition emphasizes a different thermal property of the sample and
represents the way in which the material is used in the end-use application.
NOTE 5 The spaced configuration, with a spacer placed between the back surface of the specimen and the sensor,
reflects applications in which there is an air space or gap between the specimen and the protected surface. This spaced
configuration also eliminates the cooling effect which occurs due to specimen contact with the sensor and allows the
specimen to heat to a temperature during the test the same as that which might occur in actual exposure during a flash fire.
This mounting condition measures the thermal resistance of the specimen plus the air gap and barrier performance of the
specimen.
NOTE 6 The contact configuration, with the sensor in contact with the specimen, measures the insulation property of
the specimen and reflects applications in which the textile is in contact with the protected surface.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17492:2003(E)
Clothing for protection against heat and flame — Determination
of heat transmission on exposure to both flame and radiant
heat
1 Scope
This International Standard specifies a test method for measuring the heat-transfer of horizontally mounted
flame-resistant textile materials when exposed to a combination of convective and radiant energy.
NOTE This test method may not correlate to the heat-insulative performance of vertically oriented flame-resistant
textile materials when exposed to convective and radiant heat energy or used in actual clothing configurations.
This test method can be used for any type of sheet material used either as a single layer or in a multilayer
construction when all structures or sub-assemblies are made of flame-resistant materials. It is not intended to
be used on materials that are not flame resistant.
This test method is not intended for evaluating materials exposed to any other type of thermal-energy sources,
such as radiant heat only or flame contact only. Use ISO 6942 when evaluating heat-transfer through
materials due to radiant heat only and use ISO 9151 when evaluating heat-transfer through materials due to
flame contact only.
This test method may not identify textile materials that can ignite and continue to burn after exposure to
convective and radiant energy.
This International Standard should be used to measure and describe the properties of materials, products or
assemblies in response to both convective and radiant energy under controlled laboratory conditions and
should not be used to describe or appraise the fire hazard or fire risk of materials, products or assemblies
under actual fire conditions. However, the results of this test method may be used as elements of a fire-risk
assessment which takes into account all of the factors which are pertinent to an assessment of the fire hazard
of a particular end-use.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 139, Textiles — Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 6942, Protective clothing — Protection against heat and fire — Method of test: Evaluation of materials
and material assemblies when exposed to a source of radiant heat
ISO 9151, Protective clothing against heat and flame — Determination of heat transmission on exposure to
flame
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
break-open
formation of a hole in the material during thermal exposure
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ISO 17492:2003(E)
3.2
burn injury
burn damage which occurs at various levels of depth within human tissue
NOTE Burn injury in human tissue occurs when the tissue is heated and kept at an elevated temperature for a critical
period of time. The amount of burn injury, first, second or third degree, depends upon both the level of the elevated
temperature and the duration. The material performance in this International Standard is related to second-degree burn
injury, and is determined by the amount of thermal energy transferred through the specimen which is sufficient to cause a
second-degree burn. A second-degree burn injury involves the epidermis/dermis interface.
3.3
charring
formation of carbonaceous residue as the result of pyrolysis or incomplete combustion
3.4
dripping
material response shown by flow of the material and formation of falling droplets
3.5
embrittlement
formation of a brittle residue as the result of pyrolysis or incomplete combustion
3.6
exposure energy
incident energy
maintained thermal energy that is incident to the test specimen
3.7
exposure time
total time over which the exposure energy is applied to the test material
3.8
heat flux
thermal intensity indicated by the amount of energy transmitted per unit area and per unit time
2
NOTE Heat flux is expressed in kilowatts per square metre (kW/m ).
3.9
heat-transfer index-thermal
HTI-T
time, in seconds, to cause a temperature rise of the copper sensor by 12 °C and 24 °C from a combined
convective and radiant heat (thermal) exposure
NOTE The time to cause a 12 °C temperature rise is indicated with a subscript of 12, and that for a 24 °C rise with a
subscript of 24, e.g. HTI-T and HTI-T . The relative value between these two indices indicates the characteristic of the
12 24
heat-transfer. If HTI-T is twice that of HTI-T , the rate of heat-transfer is constant. If HTI-T is greater than twice that of
24 12 24
HTI-T , the rate of heat-transfer is increasing, showing a loss in insulation performance. If HTI-T is less than twice that
12 24
of HTI-T , the rate of heat-transfer is decreasing, showing increasing insulation performance.
12
3.10
heat-transfer burn intersection
point at which the thermal energy transferred through the material intersects the point on a Stoll Curve where
a second-degree burn injury is predicted to take place
3.11
heat-transfer burn time
time from the start of the thermal exposure to heat-transfer burn intersection
NOTE Heat-transfer is measured using a copper calorimeter as the sensor. The sensor diameter is large enough to
average the heat received through the exposed specimen. The sensor thickness causes the temperature rise of the
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sensor to be similar to that of human tissue when exposed to heat. The sensor is painted a dull black to cause it to receive
radiant energy with a coefficient of absorption similar to human tissue.
3.12
human-tissue heat tolerance
amount of thermal energy transferred to human tissue which predicts a reaction in human tissue, such as a
pain sensation or a second-degree burn
NOTE The tolerance of human tissue to heat exposure was developed by Stoll et al. (see Table 1) and is referred to
as the Stoll Curve. It is used in this method as the heat-transfer criteria in determining the thermal-threshold index (TTI)
value of the test material.
3.13
ignition
initiation of combustion
3.14
inherent flame resistance
flame resistance that derives from the essential characteristics of the fibre from which the textile is made
3.15
melting
liquefaction of a material when exposed to heat resulting in a non-reversible change
3.16
response to heat exposure
observable response of the textile to the energy exposure as indicated by break-open, melting, dripping,
charring, embrittlement, shrinkage, sticking or ignition
3.17
shrinkage
decrease in one or more dimensions of an object or material
3.18
sticking
response evidenced by softening of a material and adherence of one material to the surface of itself or
another material
3.19
Stoll curve
relationship between the amount of thermal energy transferred to human tissue and the time of exposure
which predicts a second-degree burn in human tissue
See Table 1.
3.20
thermal-threshold index
TTI
time, in seconds, for the heat transmitted through a material to just cause a second-degree burn in human
tissue
4 Principle
A flame-resistant specimen, mounted in a static horizontal position is placed a specific distance from a
combined convective/radiant heat source and exposed until sufficient heat energy passes through the
specimen to cause the equivalent of a second-degree burn injury in human tissue, or indicate a temperature
rise of 24 °C in the sensor.
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ISO 17492:2003(E)
The specimen is mounted either in contact with the sensor, designated as contact configuration, or with a
6,5 mm space between the specimen and the sensor, designated as spaced configuration.
The test exposure is composed of convective energy supplied by two gas burners, and radiant energy from
nine quartz radiant tubes. The combined total energy of the exposure is calibrated using a total calorimeter
and radiometer combination. The total energy exposure is then confirmed with the copper sensor.
The amount of heat transferred by the specimen is measured with a heat sensor and analysed by one of the
following two methods.
The heat transferred may be compared with times for 12 °C and 24 °C temperature rises in the sensor to
determine the heat transfer index (HTI) of the specimen to indicate the thermal insulation performance.
The rate at which the temperature of the heat sensor rises is a direct measurement of the heat energy
transferred.
The heat transfer may also be compared with the times for the heat energy transferred through the
specimen to cause a second-degree burn, the thermal threshold index (TTI), as based on human-tissue
tolerance data.
The effect of the exposure on the physical appearance of the specimen can also be noted.
5 Apparatus
5.1 General, the test apparatus shall consist of
a thermal-flux source,
a specimen holder support,
a protective shutter,
a specimen holder assembly, and
a sensor assembly.
The apparatus shall also have a gas supply, gas rotameter and recorder. A diagram of the test apparatus is
provided in Figure 1.
See Annex A for possible suppliers.
5.2 Thermal-flux source, consisting of a convective thermal-flux source and a radiant thermal-flux source.
The convective thermal-flux source shall consist of two Meker or Fisher burners affixed beneath the opening
of the specimen holder assembly opening, and subtended at a nominal 45° angle from the vertical so that the
flames converge at a point immediately beneath the specimen. The radiant thermal-flux source shall consist of
nine quartz T-500 infrared tubes affixed beneath and centred between the burners as shown in Figure 1. The
burners shall be Meker or Fisher burners with a 40 mm diameter top and with an orifice size appropriate to the
gas used.
5.3 Specimen holder support, consisting of a steel frame that rigidly holds and positions, in a reproducible
manner, the specimen support frame and specimen relative to the thermal-flux.
5.4 Protective shutter, placed between the thermal-flux source and the specimen. The protective shutter
shall be capable of completely dissipating the thermal load from the thermal-flux source (usually by means of
water cooling) for the time period before and after each specimen exposure. A microswitch shall be connected
to the shutter or manually operated to indicate the start of the exposure to the chart recorder or computer.
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ISO 17492:2003(E)
5.5 Specimen mounting plate, consisting of a piece of steel 150 mm square and 1,6 mm thick, with a
100 mm square hole in its centre. Angles of 6,5 mm shall be welded to each corner perpendicular to the
plane of the plate (see Figure 2).
5.6 Specimen holding plate, 149 mm × 149 mm × 15 mm thick metal with a 130 mm × 130 mm centred
square hole. The spacer and sensor assembly shall fit without binding into the hole of the specimen holding
plate.
5.7 Spacer, 128 mm × 128 mm × 6,4 mm (0,25 in) thick metal with a 110 mm × 110 mm centred square
hole.
5.8 Sensor assembly, a copper calorimeter assembled in a mounting block.
The assembly consists of the following components.
Copper-disc calorimeter, consisting of a disc of copper of at least 99 % purity, having a diameter of
40 mm and thickness of 1,6 mm with three thermocouples connected as specified in Figure 3.
Calorimeter mounting block consisting of a 128 mm × 128 mm square piece of asbestos-free
noncombustible heat-insulating board of nominal thickness 13 mm machined as specified in Figure 4.
The calorimeter disk shall be bonded in position around its circumference with an adhesive capable of
withstanding temperatures of about 200 °C. The face of the copper disk shall be flush with the surface of
the mounting block. The face of the copper disc shall also be coated with a thin layer of flat black paint by
spraying.
The complete sensor assembly, including the copper calorimeter shall be uniformly weighted such that it
weighs (1 000 ± 10) g in total.
5.9 Recorder, any strip-chart recorder with a full-scale deflection of at least 150 °C or 10 mV and sufficient
sensitivity and scale divisions to read the sensor response to 1 °C or 0,05 mV and exposure time to ± 0,1 s
(a chart speed of 12 mm/s is satisfactory). Alternatively, an equivalent automated data-acquisition system
meeting or exceeding the sensitivity and accuracy requirements of the strip-chart recorder shall be permitted
to be used instead of a strip-chart recorder.
5.10 Gas supply, propane, methane or natural gas with appropriate reducer and valving arrangements to
control the gas-supply pressure at (55 ± 1) kPa and capable of providing a flow equivalent to 2 l/min air at
standard conditions (conditions are set for air and then an appropriate gas is used at those settings).
5.11 Gas rotameter, any gas rotameter with a range which gives flow equivalent to 2 l/min air at standard
conditions.
5.12 Radiometer, a Gardon-type radiation transducer with a diameter of 25 mm, a minimum 150° view angle,
2 2
and a heat flux operating range from 0 kW/m to 80 kW/m . If the radiometer is water cooled, the cooling-
water temperature shall be above the ambient dew-point temperature (for the laboratory environment).
5.13 Solvent, acetone or petroleum, to clean the sensor.
WARNING — Exercise care in using these solvents around heat sources.
6 Precautions
Perform the test in a hood or ventilated area to exhaust the combustion products, smoke and fumes. When
currents disturb the flame, shield the apparatus or turn off the hood while running the test; turn the hood on to
clear fumes following a test.
Exercise care in handling materials around the quartz tubes or the burner with the open flame.
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Maintain adequate separation between heat sources and combustible materials (e.g. cleaning solvents).
The specimen holder and sensor assembly become heated during prolonged testing. Allow to cool or use
protective gloves when handling these hot objects.
Some test specimens may be hazardous when exposed to direct flames. Take care if the specimen ignites or
releases combustible gases.
Shut off the gas supply at the cylinder and allow the flame to burn the gas from the lines when testing is
completed.
7 Sampling
7.1 Specimen dimensions
Cut each specimen, (150 ± 2) mm × (150 ± 2) mm, with two of the sides parallel to the machine direction of
the material, where known, for all layers and include all layers representative of the clothing item to be tested.
7.2 Number of specimens
A minimum of three specimens shall be tested for each material or assembly of materials.
8 Conditioning and testing atmospheres
8.1 Conditioning atmosphere
Prior to testing, the specimens shall be conditioned for at least 24 h at a temperature of (20 ± 2) °C and a
relative humidity of (65 ± 2) % in accordance with ISO 139. If testing is not carried out immediately after
conditioning, place the conditioned specimens in a sealed container. Begin the testing of each specimen
within 3 min of removing it from the conditioning atmosphere or sealed container.
8.2 Testing atmosphere
Perform the test in an atmosphere having a temperature of 10 °C to 30 °C and a relative humidity of 15 % to
80 % and which is free from draughts.
9 Test procedure
9.1 Calibration procedures
9.1.1 Regulation of radiant-energy exposure
Set the rheostat on the radiant exposure to yield (55 ± 2) V input to the radiant tubes for a radiant heat flux of
2
(40 ± 10) kW/m . Allow the unit to preheat for at least 30 min before continuing the exposure calibration.
9.1.2 Regulation of convective-energy-test exposure
2
Adjust the heat flux of the total combined exposure to (80 ± 2) kW/m by setting the gas flow through the
rotameter and adjusting the flame with the needle valve in the base of the burners. Adjust for a low gas flow to
prevent placing the hottest portion of the flame above the sensor. The correct convective exposure results
from a flame with a clearly defined stable blue tip firmly positioned on the burner grid, with a larger diffuse blue
flame of approximately 150 mm height measured along the axis of the flame beyond the burners.
9.1.3 Regulation and adjustment of exp
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17492
Première édition
2003-05-01
Vêtements de protection contre la
chaleur et la flamme — Détermination de
la transmission de chaleur lors de
l'exposition simultanée à une flamme et à
une source de chaleur radiante
Clothing for protection against heat and flame — Determination of heat
transmission on exposure to both flame and radiant heat
Numéro de référence
ISO 17492:2003(F)
©
ISO 2003
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 4
5 Appareillage. 4
6 Précautions. 6
7 Échantillonnage. 6
7.1 Dimensions des éprouvettes. 6
7.2 Nombre d’éprouvettes. 6
8 Atmosphères de conditionnement et d’essai . 6
8.1 Atmosphère de conditionnement. 6
8.2 Atmosphère d’essai. 7
9 Mode opératoire. 7
9.1 Modes d’étalonnage. 7
9.2 Entretien du capteur. 8
9.3 Entretien du porte-éprouvette. 9
9.4 Préparation du transparent des points d’intersection de la courbe de brûlure avec
celle de la chaleur transmise . 9
9.5 Montage de l’éprouvette. 9
9.6 Exposition de l’éprouvette . 10
10 Expression des résultats. 10
10.1 Sélection de la méthode d’analyse . 10
10.2 Méthode d’analyse par l’indice de seuil thermique (TTI). 10
10.3 Méthode d’analyse par l’indice de transmission de chaleur (HTI). 11
10.4 Réponse à l’exposition à une source de chaleur convective et à une source de
chaleur radiante . 12
11 Données d'essai interlaboratoires . 12
12 Rapport d’essai. 12
Annexe A (informative) Disponibilité du matériel. 17
Annexe B (informative) Base d’étalonnage du capteur . 18
Annexe C (informative) Données d’essai interlaboratoires . 19
Bibliographie . 20
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ISO 17492:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17492 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements et
équipements de protection, sous-comité SC 13, Vêtements de protection. Elle est fondée sur la section 6-10
[2]
du document NFPA 1971:2000 .
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 17492:2003(F)
Introduction
La transmission de chaleur de l’extérieur à l’intérieur d’un matériau peut être un facteur significatif du niveau
de protection ou d’isolation garanti par un assemblage. Tandis que les méthodes d’essai en vraie grandeur
constituent le meilleur moyen de déterminer la performance d’un assemblage, les essais à petite échelle tels
que ceux décrits dans les normes ISO 6942 et ISO 9151 peuvent être utilisés pour établir des critères de
performance des matériaux qui constituent ces assemblages. Ces essais permettent à l’utilisateur d’un
matériau de prévoir l’influence des propriétés d’un matériau particulier sur la performance d’un assemblage
lorsqu’il est exposé à un flux de chaleur élevé.
Le but d’un assemblage de protection thermique est de prévenir ou de réduire le risque de brûlure de
l’utilisateur du vêtement de protection. La performance d’un produit est déterminée en comparant la
transmission de chaleur à travers le matériau de protection à un point connu où l’exposition thermique
entraînerait une brûlure. L’énergie totale transmise qui provoquerait une brûlure au deuxième degré des tissus
humains est déterminée comme étant l’indice de protection thermique (TPI). Dans l’analyse TPI des données,
l’éprouvette est soumise à contrainte par une exposition à une source de chaleur jusqu’à ce que l’énergie
transmise à l’éprouvette soit équivalente à l’énergie susceptible de provoquer une brûlure au deuxième degré.
D’autres utilisations peuvent nécessiter la comparaison de l’isolation par rapport à une exposition à une
température élevée en des termes autres que la réponse des tissus humains à la chaleur. Pour les utilisations
concernées, une méthode alternative d’évaluation de la transmission de chaleur est prévue. L’énergie totale
transmise qui provoquerait l’élévation de la température du capteur en cuivre de 12 °C et de 24 °C est
déterminée comme étant l’indice de transmission de chaleur (HTI). Dans l’analyse HTI des données,
l’éprouvette est soumise à contrainte par une exposition à une source de chaleur jusqu’à ce que l’énergie
engendre une quantité spécifiée de chaleur transmise. Ceci constitue une mesure de la performance
d’isolation de l’éprouvette.
Contrairement à ce qui est décrit dans l’ISO 6942 ou dans l’ISO 9151, la source de chaleur dans cette
méthode d’essai est produite par 50 % d’énergie radiante et 50 % d’énergie convective. Cette péréquation de
2
résultat est établie pour une exposition à une énergie thermique ayant un flux de chaleur de 80 kW/m .
L’intensité de ce flux de chaleur permet de déterminer la performance de l’éprouvette lorsqu’elle est exposée
à la fois à un rayonnement à température élevée et aux gaz chauds que peuvent créer des situations réelles
d’incendie. Le niveau d’intensité de ce flux de chaleur correspond à un niveau d’exposition moyennement
élevé dans des situations de lutte contre l’incendie à caractère privé ou d’urgence qui requiert l’utilisation d’un
matériau de protection et qui mesure de ce fait la performance de l’éprouvette dans des conditions concrètes
relativement proches d’une intensité d’exposition concrète.
NOTE 1 La performance des matériaux constitués de fibres ignifuges peut être déterminée par la quantité d’énergie
thermique transmise par l’intermédiaire de l’éprouvette et par l’observation des changements intervenus sur l’éprouvette
du fait de l’exposition. L’indice de protection thermique et l’indice de transmission de chaleur mesurent l’énergie thermique
emmagasinée reçue qui est une indication de la capacité du matériau à inhiber la transmission de chaleur.
NOTE 2 Une brûlure des tissus humains s'ensuit lorsque l’énergie thermique totale transmise par le matériau atteint le
seuil de brûlure au deuxième degré.
NOTE 3 L’indice de protection thermique ou l’indice de transmission de chaleur pour les matériaux ignifuges peut être
utilisé pour prévoir les niveaux de performance de la résistance thermique pour les constructions ou les assemblages
mono- ou multicouches.
NOTE 4 Cette méthode prévoit différentes situations de montage de l’éprouvette qui sont déterminées par le nombre
de couches de matériau constituant l’éprouvette. Chaque situation souligne une propriété thermique différente de
l’échantillon et représente la façon dont est utilisé le matériau dans l’application finale.
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NOTE 5 La configuration d’espacement, réalisée à l’aide d’une entretoise placée entre la face arrière de l’éprouvette et
le capteur, reflète des applications dans lesquelles existe un espace libre ou une poche d’air entre l’éprouvette et la
surface protégée. Cette configuration élimine également l’effet de refroidissement qui se produit par un contact de
l’éprouvette avec le capteur et permet à ladite éprouvette d’atteindre au cours de l’essai une température semblable à
celle qui pourrait être atteinte dans une situation d’exposition réelle lors d’un embrasement généralisé. Cette situation de
montage permet de mesurer la résistance thermique de l’éprouvette plus la poche d’air et la performance de protection de
cette même éprouvette.
NOTE 6 La configuration qui présente le capteur en contact avec l’éprouvette permet de mesurer la propriété
d’isolation de cette dernière et reflète les applications dans lesquelles le textile est en contact avec la surface protégée.
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NORME INTERNATIONALE ISO 17492:2003(F)
Vêtements de protection contre la chaleur et la flamme —
Détermination de la transmission de chaleur lors de l'exposition
simultanée à une flamme et à une source de chaleur radiante
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode d’essai permettant de mesurer la transmission de
chaleur des textiles ignifuges montés à l’horizontale lorsqu’ils sont exposés à une énergie convective et à une
énergie radiante combinées.
NOTE Cette méthode d’essai peut ne pas être adaptée à la performance d’isolation à la chaleur des textiles
ignifuges présentés à la verticale lorsqu’ils sont exposés à des énergies thermiques radiante et convective ou utilisés dans
des configurations de vêtements réelles.
La présente méthode d’essai peut être utilisée pour tout type de surface utilisée comme monocouche ou dans
un assemblage multicouches lorsque toutes les structures ou tous les sous-ensembles sont constitués de
matériaux ignifuges. La méthode n’est pas destinée à être utilisée avec des matériaux non ignifuges.
La présente méthode d’essai n’est pas destinée à évaluer les matériaux exposés à tout autre type de sources
d’énergie thermique, telles que la seule chaleur radiante ou au seul contact des flammes. Utiliser l'ISO 6942
pour l’évaluation de la transmission de chaleur aux matériaux due à la chaleur radiante uniquement, et utiliser
l'ISO 9151 pour l’évaluation de la transmission de chaleur aux matériaux due au contact des flammes
uniquement.
Cette méthode d’essai ne peut pas identifier les textiles qui peuvent s’enflammer et continuer de se consumer
après exposition à une énergie convective et à une énergie radiante.
Il convient d’utiliser la présente Norme internationale pour mesurer et décrire les propriétés des matériaux,
des produits ou des assemblages en réponse aux énergies convective et radiante dans des conditions de
laboratoire contrôlées et non pour décrire ou évaluer le danger ou le risque d’incendie des matériaux, des
produits ou des assemblages dans des conditions réelles d’incendie. Les résultats de la présente méthode
d’essai peuvent toutefois être utilisés comme éléments d’évaluation d’un risque d’incendie tenant compte de
tous les facteurs appropriés à une évaluation du danger d’incendie pour une utilisation finale particulière.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 139, Textiles — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai
ISO 6942, Vêtements de protection — Protection contre la chaleur et le feu — Méthode d'essai: Évaluation
des matériaux et assemblages de matériaux exposés à une source de chaleur radiante
ISO 9151, Vêtements de protection contre la chaleur et les flammes — Détermination de la transmission de
chaleur à l'exposition d'une flamme
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ISO 17492:2003(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
rupture
formation d’un trou dans le matériau au moment de l’exposition thermique
3.2
brûlure
blessure par brûlure affectant différents niveaux de profondeur des tissus humains
NOTE La brûlure des tissus humains se produit lorsqu’ils sont soumis à la chaleur et maintenus à une température
élevée pendant une durée critique. Le degré de brûlure, à savoir au premier, deuxième ou troisième degré, dépend à la
fois du niveau d’élévation de la température et de la durée. La performance des matériaux décrite dans la présente Norme
internationale s’applique aux brûlures au deuxième degré et est déterminée par la quantité d’énergie thermique transmise
à travers l’éprouvette qui suffit à provoquer une brûlure au deuxième degré; cette dernière implique l’interface
épiderme/derme.
3.2
carbonisation
formation d’un résidu carboné suite à une pyrolyse ou à une combustion incomplète
3.4
gouttage
réponse du matériau qui se traduit par l’écoulement de ce dernier et par la formation de gouttelettes
3.5
fragilisation
formation d’un résidu fragile suite à une pyrolyse ou à une combustion incomplète
3.6
énergie d’exposition
énergie incidente
énergie thermique maintenue reçue par l’éprouvette
3.7
durée d’exposition
durée totale d’application de l’énergie d’exposition au matériau d’essai
3.8
flux de chaleur
intensité thermique indiquée par la quantité d’énergie transmise par unité de surface et par unité de temps
2
NOTE Le flux de chaleur est exprimé en kilowatts par mètre carré (kW/m ).
3.9
indice de transmission de chaleur-thermique
HTI-T
durée en secondes nécessaire à une élévation de température du capteur en cuivre de 12 °C et de 24 °C à
partir d’une exposition (thermique) à une source de chaleur convective et à une source de chaleur radiante
combinées
NOTE La durée nécessaire à une élévation de température de 12 °C est indiquée avec un indice de 12, et la durée
nécessaire à une élévation de température de 24 °C avec un indice de 24, par exemple HTI-T et HTI-T . La valeur
12 24
relative entre ces deux indices indique la caractéristique de la transmission de chaleur. Si HTI-T représente le double de
24
HTI-T la vitesse de transmission de chaleur est constante. Si HTI-T est plus de deux fois supérieur à HTI-T , la
,
12 24 12
vitesse de transmission de chaleur augmente, révélant ainsi une perte de la performance d’isolation. Si HTI-T est moins
24
de deux fois supérieur à HTI-T , la vitesse de transmission de chaleur diminue, révélant ainsi une meilleure performance
12
d’isolation.
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3.10
intersection entre la courbe de brûlure et celle de la chaleur transmise
point au niveau duquel l’énergie thermique transmise à travers le matériau coupe la courbe de Stoll qui
indique où doit se produire la brûlure au deuxième degré
3.11
durée avant brûlure due à la transmission de chaleur
durée entre le début de l’exposition thermique et l’intersection entre la courbe de brûlure et celle de la chaleur
transmise
NOTE La transmission de chaleur est mesurée à l’aide d’un calorimètre en cuivre utilisé comme capteur. Le diamètre
du capteur est suffisamment large pour établir la moyenne de la chaleur reçue à travers l’éprouvette exposée. L’épaisseur
du capteur entraîne une élévation de température de ce dernier semblable à celle des tissus humains lorsqu’ils sont
exposés à la chaleur. Le capteur est recouvert d’une couche de peinture noire mate afin qu’il puisse recevoir de l’énergie
radiante avec un coefficient d’absorption semblable à celui des tissus humains.
3.12
tolérance à la chaleur des tissus humains
quantité d’énergie thermique transmise aux tissus humains qui prévoit une réaction de ces derniers, telle
qu'une sensation de douleur ou une brûlure au deuxième degré
NOTE La tolérance des tissus humains à l’exposition à la chaleur a été développée par Stoll et al. (voir Tableau 1) et
il y est fait référence sous le vocable de Courbe de Stoll. Elle est utilisée dans cette méthode comme critères de
transmission de chaleur dans la détermination de la valeur de l'indice de seuil thermique (TTI) du matériau d’essai.
3.13
inflammation
déclenchement du processus de combustion
3.14
résistance inhérente à la flamme
résistance à la flamme issue des caractéristiques essentielles de la fibre constituant le textile
3.15
fusion
liquéfaction d’un matériau exposé, ayant pour résultat un changement irréversible
3.16
réponse à l’exposition à une source de chaleur
réponse observable du textile à l’exposition à une source d’énergie telle que l’indiquent la rupture, la fusion, le
gouttage, la carbonisation, la fragilisation, le rétrécissement, l’adhérence ou l’inflammation
3.17
rétrécissement
réduction d’une ou de plusieurs dimensions d’un objet ou d’un matériau
3.18
adhérence
réponse se traduisant par l’amollissement d’un matériau et son adhérence à sa propre surface ou à la surface
d’un autre matériau
3.19
courbe de Stoll
relation entre la quantité d’énergie thermique transmise aux tissus humains et la durée d’exposition qui prévoit
une brûlure au deuxième degré des tissus humains
Voir Tableau 1.
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3.20
indice de seuil thermique
TTI
durée, en secondes, nécessaire à la chaleur transmise à un matériau pour provoquer uniquement une brûlure
au deuxième degré des tissus humains
4 Principe
Une éprouvette ignifuge, disposée sur un plan horizontal statique, est placée à une distance spécifique d’une
source de chaleur convective/radiante combinée et exposée jusqu’à ce qu’une quantité suffisante d’énergie
thermique passe à travers l’éprouvette pour provoquer l’équivalent d’une brûlure au deuxième degré des
tissus humains ou indiquer une élévation de température de 24 °C du capteur.
Le montage de l’éprouvette est tel que cette dernière est en contact avec le capteur, montage désigné comme
configuration de contact, ou qu’il existe un espace de 6,5 mm entre elle et le capteur; le montage est alors
désigné comme configuration d’espacement.
L’exposition d’essai comprend une alimentation en énergie convective grâce à deux brûleurs à gaz et une
alimentation en énergie radiante assurée par neuf tubes de quartz radiants. L’étalonnage de l’énergie totale
combinée de l’exposition s’effectue à l’aide de l’ensemble calorimètre/radiomètre. Le capteur en cuivre permet
alors de confirmer l’exposition à l’énergie totale.
La quantité de chaleur transmise par l’éprouvette est mesurée à l’aide d’un capteur de chaleur puis analysée
par l’une des deux méthodes suivantes:
la chaleur transmise peut être comparée aux durées nécessaires pour des élévations de température
réciproques de 12 °C et de 24 °C du capteur afin de déterminer l’indice de transmission de chaleur (HTI)
de l’éprouvette en vue d’indiquer la performance d’isolation thermique. La vitesse d’élévation de la
température du capteur thermique constitue une mesure directe de l’énergie thermique transmise;
la transmission de chaleur peut également être comparée aux durées nécessaires à l’énergie thermique
transmise à travers l’éprouvette pour provoquer une brûlure au deuxième degré, indice de seuil
thermique (TTI), sur la base des données de tolérance des tissus humains.
L’effet de l’exposition sur l’aspect physique de l’éprouvette peut également être relevé.
5 Appareillage
5.1 Généralités
L’appareillage d’essai comprend
une source de flux thermique,
un porte-éprouvette,
un obturateur de protection,
un bloc porte-éprouvette, et
un ensemble capteur.
L’appareillage doit également comprendre une alimentation en gaz, un rotamètre et un enregistreur. Une
représentation schématique de l’appareillage d’essai est montrée à la Figure 1.
L'Annexe A donne une liste de fournisseurs possibles.
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ISO 17492:2003(F)
5.2 Source de flux thermique, comprenant une source de flux thermique convectif et une source de flux
thermique radiant. La source de flux thermique convectif se compose de deux brûleurs Meker ou Fisher fixés
sous l’ouverture du bloc porte-éprouvette et sous-tendus à un angle nominal de 45° par rapport à la verticale
de sorte que les flammes convergent en un point immédiatement en dessous de l’éprouvette. La source de
flux thermique radiant se compose de neuf tubes infrarouges T-500 de quartz fixés sous le porte-éprouvette et
centrés entre les brûleurs tel que représenté à la Figure 1. Les brûleurs doivent être de type Meker ou Fisher
avec un bec de 40 mm de diamètre et un orifice de dimension appropriée au gaz utilisé.
5.3 Porte-éprouvette, composé d’un châssis en acier maintenant de manière rigide et positionnant de
manière reproductible le cadre support ainsi que l’éprouvette par rapport au flux thermique.
5.4 Obturateur de protection, placé entre la source de flux thermique et l’éprouvette. Il doit être capable
de dissiper entièrement la charge thermique de la source de flux thermique (d’ordinaire par refroidissement à
l’eau) pendant la période qui précède et la période qui suit chaque exposition des éprouvettes. Un
microcontact doit être relié à l’obturateur ou actionné manuellement afin d’indiquer le début de l’exposition à
l’enregistreur à tracé continu ou à l’ordinateur.
5.5 Plaque support de l’éprouvette, consistant en une pièce d’acier carrée de 150 mm de côté et de
1,6 mm d’épaisseur, avec un orifice carré de 100 mm au centre. Des angles de 6,5 mm doivent être soudés à
chaque coin perpendiculairement au plan de la plaque (voir Figure 2).
5.6 Plaque de fixation de l’éprouvette, consistant en un métal épais de 149 mm ¥ 149 mm ¥ 15 mm avec
un orifice carré de 130 mm ¥ 130 mm au centre. L’entretoise et l’ensemble capteur doivent s’adapter, sans
être fixés, à l’orifice de la plaque de fixation de l’éprouvette.
5.7 Entretoise, consistant en un métal épais de 128 mm ¥ 128 mm ¥ 6,4 mm (0,25 pouce) avec un orifice
carré de 110 mm ¥ 110 mm au centre.
5.8 Ensemble capteur, composé d’un calorimètre en cuivre monté sur un bloc support.
L'ensemble est composé des éléments suivants.
Un calorimètre à disque en cuivre, composé d’un disque en cuivre de pureté d’au moins 99 %, ayant un
diamètre de 40 mm et une épaisseur de 1,6 mm avec trois thermocouples reliés tel que spécifié à la
Figure 3.
Le bloc de montage du calorimètre, qui se compose d’une pièce carrée de plaque d’isolation de
128 mm ¥ 128 mm, non combustible et exempte d’amiante, d’une épaisseur nominale de 13 mm, usinée
tel que spécifié à la Figure 4.
Le disque du calorimètre doit être maintenu en position autour de sa circonférence avec un adhésif
capable de supporter des températures d’environ 200 °C. La face du disque en cuivre doit être de niveau
avec la surface du bloc de montage. Elle doit également être enduite d’une mince couche de peinture
noire mate appliquée par pulvérisation.
Le poids de l’ensemble capteur complet, y compris le calorimètre en cuivre, doit être uniformément réparti
de sorte qu’il pèse (1 000 ± 10) g au total.
5.9 Appareil de mesure, consistant en un enregistreur graphique avec une déviation maximale d’au moins
150 °C ou 10 mV, ainsi qu’une sensibilité et des divisions suffisantes permettant de relever la réponse du
capteur à 1 °C ou 0,05 mV, associées à une durée d’exposition de ± 0,1 s (une vitesse d’enregistrement de
12 mm/s est satisfaisante). Un système équivalent d’acquisition automatique des données, conforme aux
exigences de sensibilité et de précision de l’enregistreur graphique ou de sensibilité et de précision
supérieures, doit pouvoir être utilisé en lieu et place de l’enregistreur graphique.
5.10 Alimentation en gaz, propane, méthane ou naturel avec un détendeur et un ensemble de vannes
appropriés
...
Questions, Comments and Discussion
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