Haute isolation thermique avec écran de protection incendie sur toiture en tôle d acier nervurée

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1 F-a2 5 e édition Octobre 2011 Haute isolation thermique avec écran de protection incendie sur toiture en tôle d acier nervurée Fesco C-DO, Polystyrène expansé, Fesco C, Fesco C-S, Fesco Fillet, Fesco Fit Économie isolation maximum avec un poids minimum allège la structure facile et rapide à poser Réglementation incendie et thermique sécurité incendie en ERP supprime les ponts thermiques Pérennité rigidifie la structure apte à la circulation compatibilité bac acier longue portée pas de risque de poinçonnement du revêtement d'étanchéité par les fixations mécaniques Avis Technique N 5/ HQE FDES disponibles

2 Mise en œuvre Règles de mise en œuvre Les documents de référence sont les DTU 43.3 et DTU 43.5, les CPT du GS5 et l'avis Technique du procédé. Réglementation incendie et domaine d emploi POUR LES ETABLISSEMENTS RECEVANT DU PUBLIC (ERP) et le domaine d'application des toitures en tôle d'acier nervurée, la sécurité incendie relève de l'arrêté du 6 octobre 2004 du Ministère de l'intérieur. Cet arrêté admet en particulier sans essai préalable, des solutions constructives dans lesquelles un écran de protection incendie au feu intérieur de nature et de géométrie définies, est interposé entre la tôle d'acier et un isolant organique. La solution d'écran proposée ici répond à ce cas : la fonction de protection de l'isolant polystyrène expansé PSE est assurée par le panneau en perlite expansée Fesco C-DO caractérisé par : des feuillures sur 4 côtés, qui réduisent les ponts thermiques (on peut aussi utiliser des panneaux Fesco C à bords droits, en deux lits à joints décalés) une épaisseur minimum de 50 mm, qui retarde la montée en température à l'interface des panneaux. Des dispositions adoptées le 5 mai 200 par le Ministère de l'intérieur (CCS) ont modifié et complété l'arrêté cidessus. Points particuliers : L'Avis Technique du procédé reprend les dispositions de mise en œuvre du calfeutrement autour des EEP et des émergences, et des recoupements au droit des écrans de cantonnement et des parois intérieures résistantes au feu (strictement supérieures à 1 / 2 h) ne dépassant pas en toiture. POUR LES BÂTIMENTS AUTRES QUE LES ERP, en particulier dans le cas de bâtiments d'habitation ou industriels et agricoles relevant du Code du Travail, la prévention du risque de feu intérieur conduit également à protéger l'isolant en PSE avec un écran en perlite expansée Fesco C-DO en 40 mm d'épaisseur minimum, solution également visée par l'avis Technique du procédé. Circulation normale En cas de circulation intense prévisible, il peut être envisagé d'utiliser une protection mécanique complémentaire à l'aide de panneaux Fesco C ou Fesco C-S en épaisseur minimale 20 mm à placer immédiatement avant la pose du revêtement d'étanchéité. Dans ce cas, les écrans éventuels chimique ou thermique du PSE ne sont pas nécessaires. Circulation intense PSE Fesco C-DO Fesco C ou Fesco C-S PSE Fesco C-DO Choix d épaisseur des panneaux Isolation thermique EN TRAVAUX NEUFS, on doit se référer à la réglementation thermique qui fixe les niveaux thermiques à atteindre ainsi que la valeur limite de coefficient U de toiture : Umax = 0,34 W/m 2.K, selon la RT Le tableau ci-dessous donne des exemples d'épaisseurs d'isolants (en mm) en fonction du coefficient U recherché, ponts thermiques des vis et plaquettes inclus sur la base de 6 fixations par m 2, pour les deux épaisseurs d'écran de protection incendie, soit 50 mm en ERP ou 40 mm pour les autres bâtiments. Accessibilité des toitures La solution Fesco C-DO et panneau PSE en lit supérieur est apte à résister aux contraintes mécaniques normalement rencontrées tant pendant la phase délicate des travaux que pendant la vie de la toiture, et convient ainsi pour tous les cas d'accessibilité : toitures à accès limité à l'entretien du revêtement d'étanchéité ou avec chemins de circulation toitures à zones techniques. Fesco C-DO en 50 mm U p (W/m 2.K) 0,1 0,20 0,22 0,24 0,25 0,27 0,30 0,32 0,34 0,40 0,50 Epaisseur de PSE (1) Epaisseur totale Fesco C-DO + PSE Poids total Fesco C-DO + PSE (kg/m 2 )

3 Fesco C-DO en 40 mm U p (W/m 2.K) 0,1 0,20 0,22 0,24 0,25 0,27 0,30 0,32 0,34 0,40 0,50 Epaisseur de PSE (1) (1) calculées avec : λ D = 0,036 W/m.K (PSE) λ D = 0,050 W/m.K (Fesco C-DO) Rth étanchéité = 0,021 m 2.K/W 6 fixations/m 2 EN TRAVAUX DE RÉFECTION TOTALE, la réglementation autorise un coefficient U p > 0,34. Condition de non condensation On peut utiliser la formule suivante qui donne la valeur minimum de résistance thermique en fonction des températures t i (intérieure), t e (extérieure) et t r (de rosée), fonction de t i et HR (humidité relative intérieure) : Nota : une marge de sécurité doit être prise selon l incertitude sur t i, t e et HR. ] Epaisseur totale w Fesco C-DO + PSE Poids total Fesco C-DO + PSE (kg/m 2 ) R > 0,0. t i - t e - 0,16 Exemple : pour t i =20 C, t e =- [t i - t r 20 C et HR=0 %, il faut une résistance thermique minimum de 2,25 m 2.K/W, ce qui est satisfait en utilisant Fesco C-DO d épaisseur 40 mm en premier lit et un panneau PSE d épaisseur 55 mm en deuxième lit. Economie du système Economie sur la structure EN TRAVAUX NEUFS, l'allègement des éléments porteurs et des fondations est possible au stade de la conception grâce à la combinaison Fesco C-DO en faible épaisseur et les panneaux légers en PSE. L'Avis Technique indique les masses surfaciques du complexe isolant en fonction de sa résistance thermique. L'exemple ci-dessous compare les poids d'isolant pour une résistance thermique égale à 3,5 m 2.K/W (soit U p de 0,27 W/m 2.K), avec les valeurs thermiques certifiées actuelles : EN TRAVAUX DE RÉFECTION TOTALE, la solution Fesco C-DO associée au panneau en PSE permet de concevoir un complexe d'isolation de poids compatible avec les éléments porteurs sous-jacents, sans changement de la structure porteuse existante, tout en assurant un niveau de sécurité incendie au feu intérieur optimum. Bacs acier longue portée Le panneau Fesco C-DO d'épaisseur 40 mm en appui sur les plages planes convient pour un profil avec largeur haute de nervure de 1 mm. Le panneau Fesco C-DO peut aussi être posé en porteà-faux sur les ouvertures d'onde selon les épaisseurs indicatives minimales suivantes : Epaisseur mini Fesco C-DO Porte-à-faux Dispositions constructives Elément porteur Les éléments porteurs visés sont ceux conformes au DTU 43.3, au CPT L'élément porteur est constitué d'un profilé plein, perforé ou crevé (prévoir un pare-vapeur) en tôle d'acier galvanisé nervuré, couturé aux recouvrements et assujetti à la structure porteuse. Le choix des profilés est indiqué par les fabricants en fonction des charges et des conditions d'ambiance. Lorsqu'une bonne esthétique en sous-face de la toiture est recherchée, utiliser des rivets à embout prélaqué (au lieu de vis) ainsi que des tôles galvanisées prélaquées. Pare-vapeur Un pare-vapeur n'est pas nécessaire sur locaux à faible ou moyenne hygrométrie. Sur locaux à forte ou très forte hygrométrie, nous consulter. Isolation thermique L'isolation est constituée d'un 1 er lit en panneaux Fesco C-DO, d'un 2 e lit en panneaux PSE, et d'un 3 e lit éventuel en panneaux Fesco C ou Fesco C-S. Fixations mécaniques La fixation mécanique des panneaux se compose d'une vis auto-perceuse de diamètre minimum 4, mm et d'une plaquette de répartition ronde de diamètre 70 mm ou carrée 64x64 mm en acier galvanisé. Dans le cas de rivet, se référer aux recommandations du fabricant. Laine minérale (125 kg/m 3 ) 165 mm env. 21 kg/m 2 Fesco C-DO 40 mm + PSE 120 mm soit 160 mm env. kg/m 2 Fesco C-DO 50 mm + PSE 115 mm soit 165 mm env. kg/m 2 3

4 Schémas type CAS DE REVÊTEMENT D ÉTANCHÉITÉ FIXÉ MÉCANIQUEMENT SPÉCIFICATION TYPE L'isolation thermique est réalisée en panneaux feuillurés en perlite expansée Fesco C-DO en premier lit et en panneaux de polystyrène expansé... en lit supérieur. Les panneaux Fesco C-DO, d'épaisseur... mm sont posés avec jointoiement par leur double feuillure sur profilé plein en tôle d'acier nervurée et fixés à l'aide d'une fixation centrale. Ils sont recouverts à l'avancement par un panneau de polystyrène expansé d'épaisseur... mm posé à joint décalé et fixé sur la tôle au moyen d'une fixation mécanique par panneau. La mise en oeuvre doit être effectuée en conformité avec l'avis Technique du procédé. Dans le cas de revêtements bitumineux, la protection thermique du PSE au droit des relevés et émergences est réalisée en Fesco Fillet ou en bandes adhésives. Dans le cas de revêtement synthétique, une couche de séparation chimique voile de verre ou non tissé synthétique est interposée selon Avis Technique du procédé. Variante : dans le cas de circulation intense, le panneau PSE est recouvert d'un panneau Fesco C en épaisseur 20 mm. Le revêtement d'étanchéité se pose sans écran, sans protection thermique du PSE au droit des relevés et émergences dans le cas de revêtements soudés à la flamme. CAS DE REVÊTEMENT D ÉTANCHÉITÉ AUTO ADHÉSIF SPÉCIFICATION TYPE L'isolation thermique est réalisée en panneaux feuillurés en perlite expansée Fesco C-DO en premier lit et en panneaux de polystyrène expansé... en lit supérieur. Les panneaux Fesco C-DO, d'épaisseur... mm sont posés à joint décalé et fixés à l'aide d'une fixation centrale. Ils sont recouverts à l'avancement par un panneau de polystyrène expansé d'épaisseur... mm posé à joint décalé et fixé sur la tôle pour résister aux effets du vent. La mise en oeuvre doit être effectuée en conformité avec l'avis Technique du procédé visé. Le revêtement d'étanchéité est du type bicouche bitume élastomère avec première couche auto adhésive, posé conformément à son Avis Technique. Dans le cas de relevés soudés à la flamme, la protection thermique PSE au droit des relevés et émergences est réalisée en Fesco Fillet ou en bandes adhésives ou selon les recommandations du fabricant. Variante : dans le cas de circulation intense, le revêtement est de type soudable posé avec interposition de panneau Fesco C-S en épaisseur 20 mm et fixé selon Avis Technique, ce qui dispense de protection thermique du PSE au droit des relevés et émergences avec relevés soudés à la flamme. 4

5 Pose sur chantier Tôle d acier nervurée Les tôles d'acier nervurées sont assujetties à la structure, asséchées si nécessaire, et les reliefs installés (costières, lanterneaux, etc.) avant la pose de l'isolation. Exemple de pose du premier lit Fesco C-DO En rives, les feuillures sont découpées sur 1 côté (panneaux 1a, 2a, 3a et 1b) à l'aide d'une lame ou d'une scie à dentures fines. Panneaux isolants Les panneaux Fesco C-DO doivent être stockés à l'abri de l'humidité et secs au moment de la pose. Ils sont posés jointifs et en quinconce. Les rangées de panneaux sont disposées parallèlement ou perpendiculairement aux nervures du profilé en tôle d'acier nervurée. Les feuillures des panneaux sont découpées au droit des relevés. La pose s'effectue en respectant le feuillurage de manière à réaliser des emboîtements successifs. Les schémas ci-dessous montrent des exemples de pose des deux lits d'isolant. Vue de dessus 3a 2a 1a Le panneau d'angle est coupé en deux pour permettre de décaler les joints. Les rangées de panneaux a et b sont posées successivement. Les panneaux s'emboîtent dans les feuillures dans le sens des flèches. 2b 1b Lorsqu'on traite des versants multiples en commençant par les noues, la pose se fait par raccordement en faîtage : les derniers panneaux Fesco C-DO de chaque versant sont sciés avec un angle qui tient compte de la pente pour assurer un bon jointoiement. Pose par raccordement En cas de versants multiples à faible pente, soit jusqu'à 3 % environ, la pose des panneaux Fesco C-DO en continuité est en principe plus aisée : c'est-à-dire en recouvrant le faîtage (puis la noue centrale) par pliage des panneaux. La pose des panneaux en descente se fait jusqu'à la noue suivante, en les fixant éventuellement de façon à éviter leur glissement. Pose en continuité 5

6 Exemples de pose du deuxième lit (PSE) et fixation Cas de revêtement fixé : 1 fixation/panneau Revêtement d étanchéité Le revêtement d'étanchéité est posé selon les prescriptions de son Avis Technique, après pose des écrans et/ou protection éventuels du PSE. La pose se fait à l'avancement dès que les panneaux isolants sont fixés. En cours de travaux, les parties exécutées sont protégées des intempéries en fin de journée et à chaque interruption de pose. Cas de revêtement auto adhésif : n fixations/panneau * (*) selon exposition au vent DANS LE CAS DE REVÊTEMENT D'ÉTANCHÉITÉ UTILISANT LA SOU- DURE À LA FLAMME, il y a lieu d'assurer la protection thermique des panneaux en PSE en partie courante et au droit des relevés et émergences. En partie courante, cette protection peut s'effectuer : soit par apport d'un écran thermique interposé entre les panneaux et la première couche du revêtement soit par recouvrement des lés de la première couche d'étanchéité sans réchauffement (auto-adhésivité à froid) soit par tout autre procédé permettant de conserver l'intégrité du panneau. DANS LE CAS DE RELEVÉS D'ÉTANCHÉITÉ SOUDÉS À LA FLAMME, les tranches des panneaux PSE sont protégées au droit des relevés et émergences : soit par une équerre rapportée de développé 0,50 m ou selon les dispositions de l'avis Technique du revêtement soit par un panneau Fesco C ou Fesco fit de largeur 15 cm au minimum et d'épaisseur égale à celle du panneau PSE soit selon l'avis Technique ou l'e.t.n. du revêtement d'étanchéité bénéficiant de l'approbation d'un organisme indépendant soit par une bande auto adhésive à froid de développé cm minimum, appliquée en fond de gorge à ailes sensiblement égales. Le recouvrement de ces bandes est de cm environ soit à l'aide de chanlattes Fesco Fillet. 6

7 Autres solutions Solutions de toitures en tôle d acier nervurée avec étanchéité sur support isolant rigide, en neuf et en réfection Panneaux isolants thermiques ultra performants de toiture en tôle d acier nervurée avec revêtement d étanchéité Réfection de couverture sèche avec isolation et revêtement d étanchéité Solutions de toitures-terrasses en maçonnerie avec étanchéité sur support isolant rigide Toitures avec isolation à pente intégrée Toitures isolées pour parking VL et PL sous dallage béton Toitures isolées pour piétons et parking VL sous enrobé bitumineux 7

8 Information produits Sécurité incendie Essais au feu Fesco C est classé C-s1d0 en réaction au feu, selon la norme EN Fesco C a un pouvoir calorifique supérieur (PCS) de 5,1 MJ/kg, selon la norme EN ISO Des essais de résistance au feu ont été conduits au laboratoire TNO (Delft) sur structure réelle soumise à un feu intérieur selon courbe ISO : une toiture en tôle d'acier nervurée isolée avec Fesco C montre une durée de résistance au feu supérieure à 30 minutes, le revêtement d'étanchéité restant intact jusqu'à la fin de l'essai. Homologations Les panneaux de perlite expansée sont admis dans les Etablissements recevant du public (ERP), selon l'arrêté du 6 octobre 2004(1),partie III- alinéa du Guide.Un avis de la Commission Centrale de Sécurité du 5 mai 200 a modifié les dispositions relatives aux recoupements. Les panneaux de perlite expansée assurent la fonction d écran des isolants combustibles en ERP, selon l Arrêté du 6 octobre 2004(1), article AM 1.b et Guide II Fesco C est approuvé Classe 1 par Factory Mutual. Avec un PCS inférieur à,4 MJ/kg, les panneaux de la gamme Fesco sont conformes au document technique D14 de l'apsad (matériaux durs) conduisant au classement co2 des toitures acier. Les panneaux Fesco sont conformes à l'arrêté du 5 août 2002 et du 23 décembre 200 du Ministère de l Ecologie, de l Énergie, du Développement Durable et de l Aménagement du Territoire relatif à l'isolation thermique des toitures pour les entrepôts couverts sous rubrique 15 respectivement soumis à autorisation ou relevant du régime de la déclaration. (1) texte disponible sur Résistance à la circulation Les panneaux à base de perlite expansée ont une classe de compressibilité D selon norme UEAtc et des caractéristiques de résistance à la compression et au poinçonnement élevées. Fesco contribue à rigidifier la toiture et à minimiser les risques de détérioration du revêtement d'étanchéité. La circulation sur un support isolant rigide prolonge la durée de vie des revêtements, limite les risques de poinçonnement, évite leur perforation notamment par les têtes de vis ou encore la déchirure par cisaillement au droit des joints de panneaux. Protection de l environnement Les panneaux en perlite expansée sont fabriqués en utilisant des matières premières naturelles ou recyclées. Le procédé de fabrication a fait l'objet du prix «technologie propre» décerné par le Ministère de l'environnement en France. En matière de protection de l'environnement, il est reconnu que le PSE est peu consommateur d'énergie, sans impact sur la couche d'ozone (sans HCFC) et neutre vis-àvis du milieu naturel. Associé aux panneaux Fesco C-DO, il contribue à la réduction des émissions de CO 2 en diminuant la consommation d'énergie nécessaire au chauffage des bâtiments. Pour plus de renseignements (recyclabilité ), consulter le fabricant. Les panneaux de la gamme Fesco sont fabriqués sous certification ISO : 2004 et possèdent une fiche de déclaration environnementale et santé (FDES) conforme à la norme NF P01-0 et inscrite au programme Afnor Certificats, Normes, Avis Techniques et Agréments Le procédé bénéficie d'un Avis Technique favorable sous le N 5/ délivré conjointement aux Sociétés Thermal Ceramics de France et Knauf. Les panneaux Fesco sont fabriqués sous certification ISO 001 : La constance de qualité est garantie par les contrôles qualité ainsi que les inspections d'audit externes. Fesco C-DO est conforme à la norme NF EN 1316 et bénéficie du marquage CE. Les panneaux de la gamme Fesco sont certifiés Acermi. Les applications principales de la gamme Fesco font l'ob et d'avis Techniques. Autres caractéristiques Une fiche technique Fesco C-DO est disponible sur demande. Les caractéristiques techniques du PSE ainsi que les centres de fabrication sont indiqués dans l'avis Technique du procédé; pour tout renseignement complémentaire, consulter le fabricant. Santé et sécurité Il n y a pas de précaution particulière concernant la santé et la sécurité pour l emploi des panneaux Sitek. Une fiche de sécurité (MSDS) est disponible sur demande. Sitek-Thermal Ceramics se réserve le droit d amender les spécifications de produit et d application sans avis préalable. Les informations contenues dans cette publication provenant de nos meilleures informations et connaissances, toute responsabilité relative à des erreurs ou omissions, défaut ou perte pouvant en résulter est exclue. Les recommandations d utilisation doivent impérativement être vérifiées quant à leur adéquation et conformité aux exigences, spécifications et toute loi ou tout règlement applicable. Cette publication est un guide et dans le cas où les produits ou méthodes décrites sont envisagés pour d autres utilisations, nous vous demandons de bien vouloir consulter Sitek Thermal Ceramics. ALYZÉA - /2011