This is an HTML version of an attachment to the Official Information request 'NZBC C4.4 - basis of not requiring visiblity to be maintained'.
Design Fire Scenarios (Revisited June 2009) 
 
We have identified eight design fire scenarios that we propose be used within the framework.   
 
1.  Occupancy-specific fire scenarios and design events dependent on purpose group and fire hazard 
category. 
2.  A fire located to block a primary means of escape. 
3.  A fire that starts in a normally unoccupied room that can potentially endanger a large number of 
Act
occupants in another room.  
4.  A fire that starts in a concealed space that can potentially endanger a large number of occupants in 
another room.  
5.  Smouldering fire in close proximity to a sleeping area.  
6.  A fire that threatens neighbouring property. 
7.  A fire external to the building exposing façade materials and potentially leading to significant 
façade damage and vertical fire spread. 
8.  A fire involving interior surface linings/finishes.  
 
 
(redundancy and robustness scenario – we need to decide what we are going to do with this? we 
may/may not decide this to be a scenario in it’s own right, but it is included here for the time being. 

Information 
 
9.  Typical fire originating in the building with any one passive or active fire protection feature being 
ineffective. 
 
Additional Comments to Work Group 
 
(NFPA 5000, Scenario 8 uses a typical fire. This would be less severe than our scenario 1 fire. Is 
Official 
it better to allow less stringent acceptance criteria or less stringent design fire when assessing 
design robustness? Or both? Taking into account both a system failure and a fire occurrence is a 
lower probability event in itself.  

 
the 
For a redundancy scenario –  
 
 

We could: 
a.  Drop the safety margin in ASET = RSET + safety margin 
b.  Drop ‘visibility’ as a criterion in the detailed tenability assessment, but keep the narcotic 

and thermal FED’s. ‘Poor visibility’ doesn’t injure per se, but delays or prevents escape. 
Exposure to smoke and heat causes the actual injuries.  

Under 
 
Safety margin would be included within our FED criteria already. i.e FED = 0.3 vs FED = 1.0 ?  
 
If we address a sprinkler failure scenario separately, for determination of structural fire
 
resistance (see proposal later in this paper), do we still need a redundancy/robustness test for 
tenability analysis, given that other non-suppression systems generally does not provide as great a 
benefit as sprinklers do?  
 
May still need to provide guidance on need for sensitivity analysis on some parameters. 

 
Released 
 

Fire Scenario 1: 
 
Occupancy specific fire scenarios and design events dependent on purpose group and fire hazard 
category. 
 
Description of fire threat: 
These fires are intended to represent a credible worse case scenario that will challenge the fire protection 
features of the building.  
 
Performance objective: 
Act
  Provide a tenable environment for occupants in the event of fire.    
  Meet the reasonable expectations of firefighters to be protected from illness or injury whilst 
carrying out rescue and firefighting operations. 
 
Design event: 
  Design fires will be characterised with t- squared rate of heat release, peak HRR and FLED.  
Yields will be specified for CO, CO2 and soot/smoke.  
  Design fires are intended to represent ‘free-burning’ fires but may be modified during an analysis 
(depending on the methodology used) to account for building ventilation and fire suppression 
effects on the fire. 
  Refer to separate tables for details of the design fires. 
Information 
 
Performance measure: 
  Refer to criteria for ‘Occupant Tenability Limits’. 
  Refer to criteria for ‘Firefighter Expectations’. 
  Refer to criteria for ‘Structural Fire Performance’. 
 
Expected methodologies:  
  We expect there will be calculations of the fire environment in the escape routes that will be 
Official 
evaluated using the tenability criteria.   
  We expect there will be calculations of the fire environment for extended periods to evaluate the 
conditions to which firefighters will be exposed. 
the 
  We expect calculations on the amount and availability of firefighting water. 
 
Assumptions: 
  Active and passive fire safety systems in the building may be assumed to perform as intended by 
the design.  
  It is assumed that a single fire source shall be utilized to evaluate the protection measures.   
 
Under 
Applications: 
 
This fire scenario applies to: 
  All buildings 
 
Commentary: 
 
This scenario corresponds to NFPA 5000, Scenario 1 & 6 combined, where S1 is intended to correspond to 
a “typical fire for the occupancy” whereas S6 is a “most severe fire resulting from the largest possible fuel 
load”. We felt that S6, being the greater challenge would always govern so that S1 was not needed.  
Released 
 
Additional Comments to Work Group 
 
A deliberately lit design fire is to be included but is this scenario the right place? Should it be a separate 
scenario?  Should it be the ‘exitway’ fire in scenario 2?


Fire Scenario 2:  
 
Fire located to block a primary means of escape 
 
Description of fire threat: 
The fire is located within or near the primary escape route or exitway that prevents occupants from leaving 
the building by that route. Fire originating within an exitway may be the result of a deliberately lit fire or be 
accidental. Fire originating within an escape route in the open path will be considered to be a severe fire 
applicable to the particular building use as described in Scenario 1.  This scenario is intended to address the 
concern regarding a reduction in the number of available means of escape, due to the fire location causing  Act
an escape route to be blocked. 
 
Performance objective: 
  Provide a viable escape route from the building for occupants in the event of fire. 
  Provide a viable means of access for rescue and firefighting purposes.    
 
Design event: 
  Use the same fire characteristics from scenario 1 for the applicable occupancy. The design fire for 
the escape routes in the open path and for the ‘exitway’ is different. General free-burning fires 
from scenario 1 apply to open paths while the limited size deliberately lit fire can be applied 
within an ‘exitway’. 
 
Information 
Performance measure: 
  Refer to criteria for ‘Occupant Tenability Limits’. 
  Refer to criteria for ‘Firefighter Expectations’. 
 
Expected methodologies:  
  Provide alternative escape routes that are tenable. 
  This scenario shall be applied to individual rooms in the open path, and to corridors and stairs that 
Official 
are part of the exitway.  Escape routes serving less than 50 persons will be permitted to have a 
single exit. If the escape route serves more than 50 people, then analysis would only be required if 
only a single escape route is provided in the design. 
the 
 
Assumptions: 

  Active and passive fire safety systems in the building may be assumed to perform as intended by 
the design.   
 
Applications: 
This fire scenario applies to: 
Under 
  Escape routes serving more than 50 people. 
 
Commentary: 
The definition of escape routes and exitways shall be the same as C/AS1. This means that ‘exitways’ refer 
to those parts of escape routes that are enclosed by fire and/or smoke separations and for which the contents 
and materials are strictly controlled.  
 
An escape route can also be part of the ‘open path’ or general spaces within a building. 
 
The analysis for scenarios 1 and 2 could be one and the same. This scenario corresponds to NFPA 5000, 
Released 
fire scenario 2. 
 
 
 
 
 

Additional Comments to Work Group 
 
This scenario needs to be consistent with the intended philosophy about single means of escape i.e is 
‘defend in place’ a valid approach? The performance objective here does not preclude ‘defend in place’. 
 
May lead to single escape routes serving more than 50 people in sprinklered buildings – are we ok with 
that?

Act
Information 
Official 
the 
Under 
Released 

Fire Scenario 3:  
 
A fire that starts in a normally unoccupied room that can potentially endanger a large numbe r of 
occupants in another room 
 
  
Description of fire threat: 
A fire starting in an unoccupied space may grow to a significant size undetected and then spread to other 
areas where large numbers of people may be present. This scenario is intended to address the concern 
regarding a fire starting in a normally unoccupied room and then migrating into the space that can, 
potentially, hold the greatest number of occupants in the building.  
Act
 
Fire spreading from unoccupied spaces may compromise the ability of firefighters to assess the threat to 
themselves whilst undertaking rescue and firefighting operations. 
 
Performance objective: 
  Maintain tenable conditions on escape routes until the occupants have evacuated. 
  Protect against fire spread that could compromise the retreat of firefighters. 
 
Design event: 
  Use fire characteristics from scenario 1 for the applicable occupancy.  
 
Performance measure: 
Information 
  Refer to criteria for ‘Occupant Tenability Limits’. 
  Refer to criteria for ‘Firefighter Expectations’. 
 
Expected methodologies:  
  Fire separations or suppression to confine the fire to room of origin 
  Automatic detection to provide early warning of the fire in the unoccupied space 
  Tenability analysis of escape routes if fire spreads into the occupied space 
Official 
  Firefighter tenability on access routes 
 
Assumptions: 

the 
  Active and passive fire safety systems in the building may be assumed to perform as intended by 
the design.   
 
Applications: 
This fire scenario applies to: 
  Buildings with spaces holding more than 50 occupants.  
 
Under 
Commentary: 
This scenario corresponds to NFPA 5000  fire scenario 3. 
 
 
Additional Comments to Work Group 
 
Since we are expecting all buildings designed using this framework to be provided with an automatic fire 
detection and alarm system – does this mean this senario is actually no longer required? ie. it will be 
satisfied by the early detection system. Can it be argued that within the ‘unoccupied’ space the detection 
can be substituted by fire separations?

Released 

Fire Scenario 4:  
 
A fire that starts in a concealed space that can potentially endanger a large numbe r of occupants in 
another room 
 
 
Description of fire threat: 
A fire that starts in a concealed space could develop undetected and spread to endanger a large number of 
occupants in another room. This scenario is intended to address a concern regarding a fire originating in a 
concealed space that does not have either a detection system or suppression system that spreads into the 
room within the building that can, potentially, hold the greatest number of occupants.  
Act
 
Fire spreading in concealed spaces may compromise the ability of firefighters to assess the threat to 
themselves whilst undertaking rescue and firefighting operations.  
 
Performance objective: 
  Maintain tenable conditions on escape routes until the occupants have evacuated. 
  Protect against fire spread that could compromise the retreat of firefighters. 
 
Design event: 
We are currently unable to identify a suitable quantitative description of the design event, and would expect 
that traditional solutions would apply – i.e containment, detection or suppression.   
 
Information 
Performance measure: 
  Refer to criteria for ‘Occupant Tenability Limits’. 
  Refer to criteria for ‘Firefighter Expectations’. 
 
Methodologies:  
  Fire separations or suppression to confine fire to concealed space 
  Automatic detection to provide early warning 
Official 
  Tenability analysis with fire spreading into the occupied space 
  Firefighter tenability on access routes 
 
the 
Assumptions: 
  Active and passive fire safety systems in the building may be assumed to perform as intended by 
the design.   
 
Applications: 
This fire scenario applies to: 
  Buildings with spaces holding more than 50 occupants.  
Under 
 
Commentary: 
There are a range of possible ignition sources, fuel types and size of concealed space, including floor 
plenums for IT cables, ceiling plenums, service shafts, curtain wall cavities etc. 
   
Need to determine when this scenario applies – i.e all buildings or only buildings with many people?  
 
This scenario corresponds to NFPA 5000 fire scenario 4. 
 
 

Released 

Fire Scenario 5:  
 
Smouldering fire in close proximity to a sleeping area 
 
  
Description of fire threat: 
To address the concern regarding a slow, smouldering fire that causes a threat to sleeping occupants.   
 
Performance objective: 
Maintain tenable conditions on escape routes until the occupants have evacuated.  
 
Act
Design event: 
Refer to scenario 1 tables for fire characteristics for a smouldering fire. 
 
Performance measure: 
  Refer to criteria for ‘Occupant Tenability Limits’. 
 
Methodologies:  
  Provide automatic smoke detection and no further analysis is required. 
 
Assumptions: 

  Active and passive fire safety systems in the building may be assumed to perform as intended by 
the design.   
Information 
 
Applications: 
 
This fire scenario applies to: 
  Firecells with sleeping use 
 
Comments: 

Official 
 
Originally NFPA 5000, scenario 5 – but with changed emphasis here. 
 
Additional Comments to Work Group 
the 
 
Since we are expecting all buildings designed using this framework to be provided with an automatic fire 
detection and alarm system – does this mean this senario is actually no longer required?
 
Under 
Released 

Fire Scenario 6:  
 
Limit fire exposure to neighbouring property 
 
Description of fire threat: 
A large fire within a building may spread to neighbouring buildings as a result of heat transfer 
(predominantly by radiation through openings in external walls). To reduce the probability of fire spread 
between neighbouring properties, measures to limit the radiation flux received by the neighbouring 
building are required.  
 
Act
Performance objective: 
Prevent fire spread to other property and adjacent buildings/spaces where people sleep.  
 
Design event: 
Use design fire characteristics from scenario 1 to calculate the fire source exposure. 
 
Performance measures: 
1.  External walls shall be designed to limit the radiation received at a relevant boundary to no more 
than 30 kW/m² and, to no more than 16 kW/m², at 1m or more beyond a relevant boundary. 
2.  External walls of buildings, when subjected to the radiant flux of 1) above shall: 
  not ignite (Performance Group IV)  
  not ignite within 30 minutes (Performance Group III)  
Information 
  not ignite within 15 minutes (Performance Group I, II)  
 
Methodologies: 
 

1.  C/AS1 tabulated data is acceptable – the theoretical basis for the tabulated data in C/AS1 is given 
in the following paper: Barnett, C.R. and Wade, C.A. 2002. A Regulatory Approach to 
Determining Fire Separation between Buildings based on the Limiting Distance Method. Paper 

Official 
presented at the 4th International Conference on Performance Based Codes and Fire Safety 
Design Methods. Melbourne, Australia. March 2002. 

2.  The engineer needs to calculate the fire gas temperatures and the ‘emitted radiation’ that result 
the 
from the ‘design fire’ Heat transfer calculations then need to demonstrate the radiation flux level 
in performance measure 1. above is not exceeded. 
3.  Fire tests of external cladding systems using the cone calorimeter apparatus (ISO 5660) or similar 
demonstrating that performance measure 2 above is met.   
Assumptions: 
  Fire suppression systems are assumed to be ineffective - is this reasonable?   
Under 
  Controlling fire spread between buildings is a shared responsibility, and depends both on the 
radiation emitted from the source building and resistance to ignition provided by the external 
surfaces of the receiving building.  
 
Applications: 
This fire scenario applies to: 
  All buildings 
 
Commentary: 
The ignition criteria for performance group I and II are same, because the requirement is to limit fire spread 
Released 
to other property – the importance of the other property only matters if a higher level of protection is 
required. 
 
The above performance measures are the basis of the existing requirements in C/AS1, although the design 
events differ as they correspond to specific points on the standard time-temperature curve used in fire 

resistance testing. The existing C/AS1 does not presume sprinkler systems to be fully effective i.e. 
boundary fire spread requirements still apply to sprinklered buildings (but concessions are permitted).  
 
Could adjust these fluxes upwards for when fire suppression systems are installed 
 
Could delete requirement 2 for PG I – i.e. not worry about ignitability of construction materials provided it 
does not cause fire spread to neighbour. 
 
Additional Comments to Work Group 
 
Act
Should we also allow a simpler alternative design fire for this scenario descri bed by a time-temperature 
curve, to match the assumed exposure for C/AS1?  
 
C/AS1 provisions ignore horizontal flame projection from openings, with radiation calcs done using a flat 
radiator in the plane of the window opening. Can we live with that?   
 
What to do about sprinklered buildings? How do suppression systems affect the design event? In the rare 
event of a sprinkler failure would it be acceptable to permit fire spread to other property given it is not a life 
safety issue? If we did that, we could require dual independent water supply.  See the proposed sprinkler 
failure robustness test described in the proposal at the end of this paper. 
 
 
Information 
Could adjust the limiting flux upward when fire suppression systems are installed? 
Official 
the 
Under 
Released 

Fire Scenario 7:  
 
Fire source external to the building exposing the external wall and leading to significant façade 
damage and vertical fire spread. 
 
Description of fire threat: 
A fire source adjacent to an external wall such as a fire plume emerging from a window opening, or a fire 
source in close contact with the façade (e.g. rubbish container) that could ignite and spread fire vertically to 
higher levels in the building. 
 
Act
Performance objective: 
  Prevent fire spread to other property and spaces where people sleep (in the same building) and 
maintain tenable conditions on escape routes until the occupants have evacuated.  
  Protect against external vertical fire spread that could compromise the safety of fire-fighters 
working in or around the building. 
 
Design event: 
  PG II & III - Radiant flux of 50 kW/m² impinging on the façade for 15 minutes. 
  PG IV - Radiant flux of 90 kW/m² impinging on the façade for 15 minutes. 
 
Performance measure: 
1.  Prevent façade cladding materials from contributing to flame spread propagation beyond the area 
Information 
initially exposed. Some damage to the area initially exposed will be expected.  
2.  Limit the vertical flame spread distance (on the facade) to no more than 3.5 m above the flame 
source. This accepts fire spread via the façade materials may occur to the floor immediately above, 
but not two floors above. 
3.  In unsprinklered buildings, prevent fire spread to unprotected areas on upper floors that are within 
1.5 m vertically of a window plume fire source. 
 
Official 
Methodologies:  
1.  Follow existing C/AS1 and use:  
a.  Large or medium-scale ‘façade type’ fire tests (eg NFPA 285, ISO 13785, VCT) 
b.  Small-scale testing using ISO 5660 or AS/NZS 3837 (cone calorimeter) for homogeneous 
the 
materials. Limit the maximum HRR from a cladding material to 100 kW/m² when 
exposed to the design event to ensure flame spread over its surface is unlikely. 
2.  Use non-combustible materials. 
3.  Validated flame spread models could be used for some materials.  
4.  Construction features such as  ‘aprons’ and/or ‘spandrels’ or ‘sprinklers’ could be used to meet 
performance measure 3 above. Window plume characteristics/geometry may be derived from 
Under 
Scenario 1 design fires. 
 
Applications: 
This fire scenario applies to: 
  Buildings where upper floors contain sleeping occupancies or ‘other property’. 
  Sprinklered buildings  (fire external re-entry at multiple upper levels could defeat sprinkler design) – 
except performance measure 3. 
  Scenario does not apply to PG I buildings.  
 
Commentary: 
Released 
50 kW/m² is representative of the flux from a window plume projecting from an opening in the façade, 
although higher fluxes are certainly possible. Current large-scale façade fire tests expose the façade to heat 
fluxes in the range 50-90 kW/m².  C/AS1 allows fire properties of cladding materials to be evaluated at 
small scale exposing the material to 50 kW/m². Acceptance criteria (say not more than 100 kW/m² peak 
HRR) is based on achieving a low probability of occurrence of accelerating flame spread over the surface 
of a combustible cladding. Small-scale testing is not suitable for all materials.   

 
Performance measures 1 and 2 are concerned with the role that combustible claddings play with regard to 
their contribution to vertical fire spread.  
  
Performance measure 3 addresses functionality that could be provided by aprons, spandrels or sprinklers to 
prevent external fire spread (due to projecting window fire plumes) between openings at different levels in 
the building.  
 
This scenario is not concerned with building to building fire spread across a relevant boundary. See 
Scenario 6. 
Act
 
Information 
Official 
the 
Under 
Released 

Fire Scenario 8:  
 
Fire involving interior surface linings & finishes 
 
Description of fire threat: 
Flaming fire source located in a wall-corner that ignites room surface lining materials and which 
subsequently leads to untenable conditions on an escape route.  
 
Performance objective: 
  Tenable conditions on escape routes shall be maintained while occupants evacuate. 
Act
  Protect against rapid fire spread that could compromise the retreat of firefighters. 
 
Design event:  
  Fire source of output 100 kW for 10 minutes followed by 300 kW for 10 minutes, with fire source 
in contact with a wall-corner element in accordance with ISO 9705. 
 
Performance measure: 
1.  Flashover shall not occur when surface lining materials and finishes are exposed to the design 
event, ignoring the effect of any fire suppression or smoke management system that may be 
present. 
2.  Performance criteria for lining materials depend on location in the building and occupancy type or 
performance group. 
Information 
 
a)  Time to flashover1 (under test conditions of ISO 9705) to be not less than 20 minutes and avg. 
smoke production rate 0 - 20 min < 5 m²/s (applies to exitways; sleeping areas where 
occupants are detained or under care; and all occupied spaces in PG IV).  
b)  Time to flashover (under test conditions of ISO 9705) not less than 10 minutes. and avg. 
smoke production rate during 0 - 10 min < 5 m²/s (assembly/crowd use spaces; sleeping areas 
where occupants are not familiar with surroundings).  
Official 
c)  Time to flashover (under test conditions of ISO 9705) not less than 2 minutes (all other 
locations, including within household units and detached dwellings). 
 
Expected Methodologies:  
the 
1.  ISO 9705 room corner fire (e.g. = Building Code of Australia) 
2.  ISO 5660 cone calorimeter test at 50 kW/m² (e.g. correlated to a full-scale result) 
3.  Use non-combustible materials 
4.  Validated flame spread models (if available) could be used for some materials.  
 
Assumptions: 

Under 
 
The main fuel load in exitways is attributed to the materials used to line the walls, ceiling and 
floor surfaces, while in other spaces the fuel load from the surface linings is usually secondary to 
the room contents. 
  The design event is unaffected by sprinklers. 
 
Applications: 
This fire scenario applies to: all buildings, except that the smoke production rate criteria need not apply for 
sprinklered buildings. 
 
Commentary: 
Released 
This methodology has been the subject of significant research in Europe and Australia, and more recently 
here in New Zealand. The current methodology applied in the Building Code of Australia can be adopted as 
a model. This uses the ISO 9705 method as a reference scenario. AS/NZS 3837 (cone calorimeter) results 
have been correlated to ISO 9705 and can also be used for most materials. Surface linings are exposed to 
100 kW for 10 minutes and then 300 kW for a further 10 minutes and the time to reach flashover (~1MW 
                                                           
1 In the ISO9705 fire test, 1000 kW (including the burner) is the flashover criteria. 

in 3.6 x 2.4 x 2.4 m room) is determined. Materials are classified from Group 1 (best) to Group 4 (worst) 
based on their measured time to flashover in the fire test.   
 
Group 1 materials = non-combustible or materials with limited combustibility. E.g. plasterboard and similar 
materials (low hazard) [no flashover in 20 minutes] – these meet the flashover criteria of performance 
measure 2a above.  
 
Group 2 materials = some fire retardant treated timbers etc [no flashover in 10 minutes] – these meet the 
flashover criteria of performance measure 2b above.  
 
Act
Group 3 materials = ordinary timber products and similar [no flashover in 2 minutes] – these meet the 
flashover criteria of performance measure 2c above.  
 
Group 4 materials = exposed polyurethane foams or similar (these are hazardous when installed as room 
linings and are not acceptable in occupied spaces) [flashover within 2 minutes]. 
 
References: 
a)  Australian Building Codes Board. 2006. Building Code of Australia Specification C.1.10. 
ABCB, Canberra, Australia.  
b)  Fire Code Reform Centre. 1998. ‘Fire Performance of Wall and Ceiling Lining Materials’. 
CRC Project 2 – Stage A, Fire Performance of Materials, Project Report FCRC – PR 98-02, 
Fire Code Reform Research Program (July and September 1998). FCRC, Sydney, Australia. 
Information 
c)  PCR Collier, PN Whiting and CA Wade. 2006. Fire Properties of Wall and Ceiling Linings: 
Investigation of Fire Test Methods for Use in NZBC Compliance Documents. BRANZ Study 
Report 160. http://www.branz.co.nz/cms_show_download.php?id=146 
 
 
Additional Comments to Work Group 
 
Official 
Currently scenario does not address floor coverings – I think that for simplicity and (conservatism) floor 
covering could be treated the same way as wall/ceilings, however this requires further investigation.  
 
the 
Under 
Released 

PROPOSAL 
  
Structural Fire Resistance Criteria (currently some overlap with firefighter expectations) 
 
1.  Prevent fire spread to neighbouring buildings being ‘other property.  This is covered by Scenario 
6, however it may require ‘protected areas’ of external walls to be provided with fire resistance. 
Fire resistance is derived from the ‘structural design fire’. 
2.  Prevent fire spread to ‘other property’ in the same building. In this case fire spread must be 
prevented for the full duration of the fire and again fire resistance is derived from the ‘structural 
design fire’. 
Act
3.  Facilitate fire fighting and rescue operations.  
a.  In buildings of height not reachable by fire service ladder appliances (say 10 m), provide 
fire fighters with safe paths allowing access to all levels within the building. Fire 
resistance of safe paths is derived from the ‘structural design fire’. 
b.  In buildings of height not reachable by fire service ladder appliances (say 10 m), protect  
fire fighters and others at ground level and within the building by designing the structure  
to resist collapse. Fire resistance of the structure is derived from the ‘structural design 
fire’. 
c.  In buildings of height accessible by fire service ladder appliances, provide fire fighters 
with protected routes within the building as necessary, for a sufficient period, to permit 
search and rescue operations, and avoid unexpected or sudden collapse that would 
endanger fire service personnel within or near to the building. 
Information 
 
The Structural Design Fire 
 
Scenario 1 design fire characteristics will include parameters including the fire load energy density, fire 
growth rate and heat of combustion, allowing a postflashover structural design fire to be defined.  
 
The engineer can either: 
Official 
1.  construct a HRR vs time structural design fire using these parameters and, taking into account 
ventilation conditions, use a fire model or energy conservation equations to determine suitable 
thermal boundary conditions (time/temp/flux) for input to a structural calculation model, or 
2.  use an ‘approved’ parametric or time-equivalent formula to calculate the thermal boundary 
the 
conditions (time/temp) for a structural model or the fire resistance rating directly. 
 
It is expected that the FLED value specified for Scenario 1 would be an 80 or 90 upper percentile value. 
See attached Table of fire load energy density from Japan including mean and standard deviation.  
 
Sprinklers 
Under 
 
Scenario 1 allows the engi neer to assume sprinklers or other systems to operate as designed. In the case of a 
sprinklered building it is proposed that a structural fire analysis for scenario 1 would be unnecessary if the 
design fire was sprinkler-controlled rather than fully-developed following flashover. 
 
However, we would still require the structural fire resistance criteria to be met using a sprinkler failure 
robustness test where the FLED value specified for Scenario 1 would be the 50 percentile value (say) 
instead of the upper 80 or 90%-ile. 
 
The effect of this will be to reduce the duration of the fully developed structural design fire and also to 
Released 
reduce the magnitude of the fire resistance calculated. This would mean in effect, there is a sprinkler trade -
off, as is the current situation. 
 
Some further analysis and examples are needed to explore the implications and feasibility of this proposal.     
 
 

(Extracted from Recommendations on PERFORMANCE BASED FIRE SAFETY DESIGN OF BUILDINGS, Architectural Institute 
of Japan) 
 
N.1.5 FIRE LOAD DENSITY 
Some fire load surveys have been carried out for a certain uses of building spaces1-4. The values in Table 1.4 are rounded off from the 
survey data when they are available. But, the number of buildings and spaces surveyed are very limited. So, the fire load densities for 
the uses for which surveyed data are not available are presumed from the data for similar spaces.   
 
Reference 
1) A research on the standard quantity of combustible for fire resistance design, Building Center of Japan, 1973  
2) Nakamura, K. et al. An investigation into quantity of combustible in actual buildings, 1983. 
3) Comprehensive design system for building fire safety 4th volume fire protection design, Building Center of Japan, 1989  
Act
4) Aburano, T. et al. Survey and analysis on surface area of fire load, Fire Science Technology, Vol.19, No.1, 1999. 
 
Table 1.4 Mean and standard deviation of fire load according to the use of space 
 
 
Combustibles density [MJ/m2] 
Use of building 
Use of space 
Average density 
Standard deviation 
Common 
Office    general office 
480 
80 
 
         design office 
560 
120 
 
         administration office 
640 
120 
 
Meeting room   
160 
80 
 
Reception room    
160 
80 
 
Kitchen       
240 
80 
 
Auditorium, assembly   fixed seating         
320 
80 
 
                     no fixed seating    
160 
40 
Information 
 
Lobby      area with chairs  
320 
80 
           area without chairs 
80 
20 
 
Passage     corridor        
80 
40 
 
           stairs 
40 
20 
 
           entrance hall 
80 
40 
Dwelling house 
Bedroom ( the storage closet included)         
720 
160 
 
Kitchen         
320 
80 
 
Living room  
480 
160 
 
Dining room  
480 
160 
Official 
Hotel, inn 
Guest room   
160 
80 
 
Assembly room  
160 
40 
 
Linen closet  
640 
160 
Retail 
Clothing, bedding  
320 
160 
 
Furniture  
800 
240 
the 
 
Electronic appliance  
480 
160 
 
Kitchen, daily commodities  
480 
80 
 
Food stuff   
320 
160 
 
Jewelry, precious metal  
160 
80 
 
Book   
800 
160 
 
Supermarket  
640 
160 
 
Stock yard  
1,600 
320 
Restaurant 
Canteen   
160 
80 
Under 
 
Restaurant  
240 
160 
 
Bar, club, drinking  
320 
160 
Gymnasium 
Arena  
80 
20 
 
Instrument storage  
640 
160 
Hospital 
Sick room   
160 
80 
 
Nurse station   
320 
80 
 
Exploration room    
320 
80 
 
Linen closet   
640 
160 
Theater  
Play stage     opera, kabuki 
320 
160 
 
             entertainment, concert  
160 
80 
 
Wing stage    
320 
160 
Released 
 
Stage set warehouse  
640 
240 
 
Greenroom   
320 
80 
Education  
Classroom            
320 
80 
 
Preparation room   
480 
160 
 
Staff room       Elementary, Highschool 
480 
120 
                University 
960 
160