ISO 18640-2:2018
(Main)Protective clothing for firefighters — Physiological impact — Part 2: Determination of physiological heat load caused by protective clothing worn by firefighters
Protective clothing for firefighters — Physiological impact — Part 2: Determination of physiological heat load caused by protective clothing worn by firefighters
This document specifies a method for evaluating the thermo-physiological impact of protective fabric ensembles and potentially protective clothing ensembles in a simulated activity under defined relevant conditions for firefighters. This document is intended to be used to assess the thermo-physiological impact of protective fabric ensembles and potentially protective clothing ensembles but not the risk for heat stress due to actual fire conditions. The results of this test method can be used as elements of characterisation and comparison of thermo-physiological impact of various types of protective fabric ensembles and potentially protective clothing ensembles. Default measurements are undertaken on fabric samples representing the garment or protective clothing combination. Optionally and in addition to the standard test method, the same testing protocol can be applied to characterise protective clothing ensembles including underwear, air layers and certain design features[1]. In addition measurements on readymade garments are optionally possible. NOTE The presently used evaluation methods are only validated for structural firefighting garments. [1] A study conducted at Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Switzerland) showed good correlation between results of standard torso tests (without both underwear and air layers on fabrics) to tests on fabrics with underwear, tests on fabrics with underwear and air layers and test on readymade garments (with underwear and with or without air layers) of the same material composition. Due to the different thermal insulation of the systems direct comparison of the results is not possible.
Vêtements de protection pour sapeurs-pompiers — Impact physiologique — Partie 2: Détermination de la charge thermo physiologique provoquée par les vêtements de protection portés par les sapeurs-pompiers
Le présent document spécifie une méthode d'évaluation de l'effet thermo-physiologique d'ensembles d'étoffes de protection et potentiellement d'ensembles de vêtements de protection au cours d'une activité simulée dans des conditions définies pertinentes pour les sapeurs-pompiers. Le présent document est destiné à être utilisé pour évaluer l'effet thermo-physiologique d'ensembles d'étoffes de protection et potentiellement d'ensembles de vêtements de protection, mais pas le risque de contrainte thermique dû à des conditions réelles d'incendie. Les résultats obtenus grâce à cette méthode d'essai peuvent être utilisés comme des éléments de caractérisation et de comparaison de l'effet thermo-physiologique de divers types d'ensembles d'étoffes de protection et potentiellement d'ensembles de vêtements de protection. Des mesurages par défaut sont effectués sur des échantillons d'étoffe représentant le vêtement ou la combinaison de vêtements de protection. En option et en plus de la méthode d'essai normalisée, il est possible d'appliquer le même protocole d'essai pour caractériser des ensembles de vêtements de protection incluant des sous-vêtements, des couches d'air et certaines caractéristiques de conception[1]. De plus, des mesurages sur des vêtements prêt-à-porter sont possibles en option. NOTE Les méthodes d'évaluation actuellement utilisées sont validées uniquement pour les vêtements de protection pour la lutte contre les feux de structure. [1] Une étude menée à l'Empa (Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche, Suisse) a révélé une bonne corrélation entre les résultats des essais normalisés sur torse (sans sous-vêtements ni couches d'air sur les étoffes) et ceux des essais effectués sur des étoffes avec sous-vêtements, des essais effectués sur des étoffes avec sous-vêtements et couches d'air et de l'essai effectué sur des vêtements prêt-à-porter (avec sous-vêtements et avec ou sans couches d'air) composés des mêmes matériaux. Du fait de la différence d'isolation thermique des systèmes, une comparaison directe des résultats n'est pas possible.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18640-2
First edition
2018-05
Protective clothing for firefighters —
Physiological impact —
Part 2:
Determination of physiological heat
load caused by protective clothing
worn by firefighters
Vêtements de protection pour sapeurs-pompiers — Impact
physiologique —
Partie 2: Détermination de la déperdition de chaleur provoquée par
les vêtements de protection portés par les sapeurs-pompiers
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviations . 3
5 Evaluation method . 3
5.1 General . 3
5.2 Firefighting scenarios . 3
5.2.1 Standard scenario for THS measurements . 3
5.3 THS measurement . 4
5.3.1 General. 4
5.3.2 Apparatus and software . 4
5.3.3 Heat flux . 4
5.3.4 Wicking layer correction . 5
5.3.5 Skin diffusion (E ) . 6
sk
5.3.6 Data exchange with physiological model . 6
5.3.7 Measurement control . . . 6
6 Measurement . 7
6.1 General . 7
6.2 THS measurement . 7
6.2.1 Test preparation . 7
6.2.2 Software settings . 7
6.2.3 Sampling and test specimen . 7
6.2.4 Measurement procedure . 7
6.2.5 Data evaluation . 8
7 Test report . 8
7.1 General . 8
7.1.1 Specimen identification . 8
7.1.2 Measurement conditions . 8
7.1.3 Results of THS measurement . 8
7.2 Predicted physiological parameters . 9
7.3 Contents of test report . 9
Annex A (normative) Single-sector Thermo-physiological Human Simulator (THS) .10
Annex B (informative) Example measurement protocol according to ISO 18640-2 .14
Annex C (informative) Scenarios for testing and limitation of system.15
Bibliography .17
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing
and equipment, Subcommittee SC 14, Firefighters' personal equipment.
A list of all parts in the ISO 18640 series can be found on the ISO website.
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Introduction
1) 2)
,
Protective clothing for (structural) firefighting may have a serious physiological impact on the
wearer and a serious effect on the acute physical condition of the wearer during activities with increased
[3][4]
metabolic heat production . Protective clothing impedes heat exchange by sweat evaporation and
therefore maintenance of a constant core body temperature and thermal homeostasis is disturbed.
This could increase the risk of heat strain and subsequently impact on the length and time that the
firefighter is able to work safely. If this is identified in a risk assessment, it is important that (thermal)
physiological parameters are obtained to ensure the suitability of the protective clothing chosen under
the expected conditions of use. The assessment of the physiological impact of the protective clothing
provides important information about the effect on individuals undertaking different tasks in various
environmental conditions. In ISO 18640-1, relevant physical parameters of protective clothing are
measured with a Sweating torso. Standard Sweating torso measurements provide physical parameters
about combined and complex heat and moisture transfer (ISO 18640-1). By coupling the sweating
torso to a mathematical model for thermo-physiological responses, the thermo-physiological impact of
protective clothing is estimated and the maximum exposure time for defined environmental conditions
and a defined activity protocol are predicted by Thermal Human Simulator (THS) measurements.
The purpose of this document is to consider aspects of protective clothing performance that cannot be
determined by tests described in other standards. The aim of this document is to quantify the thermo-
physiological impact of protective garments for (structural) firefighting under relevant exposures.
This document provides the background for the specification of a minimum level of performance
requirements during defined firefighting scenarios for the assessed firefighters’ protective clothing by
calculation of the maximum allowable work duration in order to avoid heat stroke.
NOTE The method allows to characterizing the thermo-physiological impact for different levels of
complexity. This includes the characterisation of the single PPE ensembles (standard procedure) as well as the
characterisation of protective clothing ensembles including under wear and protective clothing, including air
layers or including design features of protective clothing ensembles (e.g. pockets, reflective strips) as optional
3)
procedures .
1) Nunneley (1989) reported a significant physiological burden due to the protective clothing upon the wearer,
both in the form of increased metabolic rate and reduced heat dissipation.
2) Taylor (2012) showed that the relative influence of the clothing on oxygen cost was at least three times that of
the breathing apparatus.
3) This listing of standard and optional procedures is a first proposal for prioritization. The expressiveness
of the different levels of complexity for the characterisation of the thermo-physiological impact needs to be further
investigated. Results will be presented at the next ballot.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18640-2:2018(E)
Protective clothing for firefighters — Physiological
impact —
Part 2:
Determination of physiological heat load caused by
protective clothing worn by firefighters
1 Scope
This document specifies a method for evaluating the thermo-physiological impact of protective fabric
ensembles and potentially protective clothing ensembles in a simulated activity under defined relevant
conditions for firefighters.
This document is intended to be used to assess the thermo-physiological impact of protective fabric
ensembles and potentially protective clothing ensembles but not the risk for heat stress due to
actual fire conditions. The results of this test method can be used as elements of characterisation
and comparison of thermo-physiological impact of various types of protective fabric ensembles and
potentially protective clothing ensembles.
Default measurements are undertaken on fabric samples r
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18640-2
Première édition
2018-05
Vêtements de protection pour
sapeurs-pompiers — Impact
physiologique —
Partie 2:
Détermination de la charge thermo
physiologique provoquée par les
vêtements de protection portés par les
sapeurs-pompiers
Protective clothing for firefighters — Physiological impact —
Part 2: Determination of physiological heat load caused by protective
clothing worn by firefighters
Numéro de référence
©
ISO 2018
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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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 Symboles et abréviations . 3
5 Méthode d'évaluation . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Scénarios de lutte contre l'incendie . 3
5.2.1 Scénario normalisé pour mesurages sur THS. 4
5.3 Mesurage sur THS . 4
5.3.1 Généralités . 4
5.3.2 Appareillage et logiciel . 4
5.3.3 Flux thermique . 4
5.3.4 Correction de la couche drainante . 5
5.3.5 Diffusion par la peau (E ) . 6
sk
5.3.6 Échange de données avec le modèle physiologique . 6
5.3.7 Maîtrise du mesurage . 6
6 Mesurage. 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Mesurage sur THS . 7
6.2.1 Préparation de l'essai . 7
6.2.2 Paramétrage du logiciel . 7
6.2.3 Échantillonnage et éprouvettes . 7
6.2.4 Mode opératoire de mesure . 8
6.2.5 Évaluation des données . 8
7 Rapport d'essai . 8
7.1 Généralités . 8
7.1.1 Identification de l'éprouvette . 9
7.1.2 Conditions de mesure . 9
7.1.3 Résultats du mesurage sur THS . 9
7.2 Paramètres physiologiques prédits. 9
7.3 Contenu du rapport d'essai . 9
Annexe A (normative) Simulateur thermo-physiologique humain (THS) à un seul secteur .10
Annexe B (informative) Exemple de protocole de mesure selon l'ISO 18640-2 .14
Annexe C (informative) Scénarios d'essai et limites du système .15
Bibliographie .17
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements
et équipements de protection, sous-comité SC 14, Équipements individuels pour les sapeurs-pompiers.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 18640 se trouve sur le site web de l'ISO.
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
Introduction
Les vêtements de protection pour la lutte contre les feux (de structure) peuvent avoir de sérieux
1) 2)
,
effets physiologiques sur l'utilisateur et de sérieuses conséquences sur la condition physique
aigüe de l'utilisateur pendant les activités entraînant une augmentation de la production de chaleur
[3][4]
métabolique . Les vêtements de protection empêchent l'échange de chaleur par évaporation de
la sueur, et, par conséquent, le maintien d'une température corporelle centrale constante et d'une
homéostasie thermique est perturbé. Ce phénomène peut augmenter le risque de stress thermique et
avoir par la suite une incidence sur la distance et la durée sur lesquelles les sapeurs-pompiers peuvent
travailler en toute sécurité. En cas d'identification de ce phénomène lors d'une appréciation du risque,
il est important d'obtenir les paramètres physiologiques (thermiques) pour s'assurer de l'adéquation
des vêtements de protection choisis dans les conditions d'utilisation prévues. L'évaluation de l'effet
physiologique des vêtements de protection fournit des informations importantes sur les conséquences
pour les individus effectuant des tâches différentes dans diverses conditions environnementales. Dans
l'ISO 18640-1, les paramètres physiques pertinents des vêtements de protection sont mesurés à l'aide
d'un torse transpirant. Les mesurages normalisés sur torse transpirant fournissent des paramètres
physiques concernant le transfert combiné et complexe de chaleur et d'humidité (ISO 18640-1). Grâce au
couplage du torse transpirant avec un modèle mathématique pour les réactions thermo-physiologiques,
l'effet thermo-physiologique des vêtements de protection est estimé, et la durée maximale d'exposition
dans des conditions environnementales définies et un protocole d'activités défini sont prédits par des
mesurages sur simulateur thermique humain (THS).
Le présent document a pour objectif de prendre en compte les aspects de performance des vêtements
de protection qui ne peuvent pas être déterminés par les essais décrits dans d'autres normes. Le but du
présent document est de quantifier l'effet thermo-physiologique des vêtements de protection pour la
lutte contre les feux (de structure) dans des conditions d'exposition pertinentes. Le présent document
fournit les informations de base pour la spécification d'un niveau minimal d'exigences de performance
durant des scénarios définis de lutte contre l'incendie pour les vêtements de protection pour sapeurs-
pompiers évalués, par le calcul de la durée de travail maximale admissible afin d'éviter les coups de
chaleur.
NOTE La méthode permet de caractériser l'effet thermo-physiologique pour différents niveaux de
complexité. Cela comprend la caractérisation des ensembles d'EPI uniques (mode opératoire normalisé) ainsi
que la caractérisation d'ensembles de vêtements de protection incluant des sous-vêtements et des vêtements de
protection, des couches d'air ou des caractéristiques de conception d'ensembles de vêtements de protection (par
3)
exemple poches, bandes réfléchissantes) en tant que modes opératoires facultatifs .
1) Nunneley (1989) a fait état d'une charge physiologique importante due aux vêtements de protection portés
par l'utilisateur, à la fois sous forme d'augmentation du métabolisme énergétique et de réduction de la dissipation
thermique.
2) Taylor (2012) a montré que l'influence relative des vêtements sur le coût en oxygène était au moins trois fois
plus élevée que celle de l'appareil de protection respiratoire.
3) Cette liste de modes opératoires normalisés et de modes opératoires facultatifs constitue une première
proposition en vue de l'établissement des priorités. L'expressivité des différents niveaux de complexité pour
la caractérisation de l'effet thermo-physiologique doit faire l'objet d'une étude ultérieure. Les résultats seront
présentés lors de la prochaine
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.