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1 Implantation optimale des bâtiments industriels Calcul de la distance minimale entre bâtiments, en fonction du critère performantiel de rayonnement Jean-Philippe Vériter, Infosteel Workshops Fire Safety for Industrial buildings Contenu de la présentation 1. Annexe 6: critère de distance entre bâtiments 2. Théorie: calcul de la transmission thermique par rayonnement 3. Application: calcul de la distance entre bâtiments Façades parallèles: Présentation des graphiques 2 exemples détaillés Façades formant angle: présentation des graphiques Façades perpendiculaires: présentationdes graphiques 2 1

2 1. ANNEXE 6: CRITÈRE DE DISTANCE ENTRE BÂTIMENTS 3 Rappel: notions (R), E et I Fonction portante R «Resistance» = stabilité au feu des éléments porteurs Fonction séparative E «Etanchéité aux flammes»: pas d ouverture dans la paroi de compartimentage (test = morceau de coton) I «Insulation»: température dans le compartiment voisin < 140 C (localement 180 C) Exemples: Paroi E60 = étanchéité aux flammes pendant 60 min. Paroi EI120 = étanchéité aux flammes et isolation thermique pendant 120 min. Attention! une façade (non auto-portante) E60 ou EI60 doit être supportée des éléments structurels qui présentent au minimum R60 4 2

3 Distance entre bâtiments: Que dit la règlementation? Type de bâtiment Règlementation Exigences Bâtiments bas (non industriels) Bâtiments moyens (non industriels) Bâtiments élevés (non industriels) Bâtiments industriels Normes de Base Annexe 2 Normes de Base Annexe 3 Normes de Base Annexe 4 Normes de Base Annexe 6 6 m entre façades parallèles (si < 6m : 2 façades EI60) 8 m entre façades parallèles (si < 8m : 2 façades EI120) 8 m entre façades parallèles (si < 8m : 2 façades EI240) La distance minimale est fonction: Hauteur des façades Longueur des façades % non EI des façades Angle entre façades 5 Compartimentage: différentes solutions Compartiments contigus Compartiments dans bâtiments distants 2 compartiments de classea: Paroi EI60 Autres cas: 1 des compartiments = classeb ouc Paroi EI120 Solution 1 2 façades E60 sur 100 % Solution 2 1 façade EI60sur (100-x) % Si D <<< 1 façade complètement ou partiellement EI60 Si D >>> Aucune exigence EI pourles façades Butde cetexposé Calculerde manièreoptimale la distanceentrebâtiments à partirde laquelle iln ya aucuneexigenceei pourles façades 6 3

4 Solution 1 2 façades 100% E60 Uniquement valable pour 2 bâtiments situés sur une même parcelle (= même propriétaire)! ( ) Lorsque les bâtiments en vis-à-vis sont situés sur la même parcelle, E60 suffit pour les deux façades si la distance intermédiaire entre les deux façades est supérieure ou égale à la hauteur de la façade la plus haute. h 1 h 2 D max (h 1, h 2 ) Généralités Afin d éviter la propagation d un incendie entre deux bâtiments se faisant face, le rayonnement thermique sur les bâtiments en vis-àvis ne peut pas être supérieur à 15 kw/m2. Cette condition est satisfaite lorsque la distance entre le bâtiment industriel et le bâtiment en vis-à-vis, en fonction de la résistance au feu de la façade et des ouvertures de la façade, est supérieure ou égale à celle fixée dans le tableau 4. Solution 2 1 façade (100-x)% EI60 Critère performantiel = max. 15 kw/m² Soit utilisation de valeurs précalculées = tableau 4 Soit calcul du rayonnement thermique = OPTIMUM 8 4

5 Solution 2 1 façade (100-x)% EI60 CAS 1: % non EI est connu Distance minimale à respecter CAS 2:Distance minimale est connue % non EI à respecter ( ) Lorsque les bâtiments en vis-àvis sont situés sur la même parcelle, la distance est déterminée en fonction de la façade qui a la résistance au feu la plus élevée. Tableau 4 9 Compartiments dans bâtiments distants Cas particuliers On divise les distances du «tableau 4» par 2: Lorsque les 2 bâtiments distants sont sprinklés. Pour définir la distance jusqu à un mitoyen Nouveau bâtiment Bâtiment existant sur autre parcelle D /

6 2. THÉORIE: CALCUL DE LA TRANSMISSION THERMIQUE PAR RAYONNEMENT 11 Rayonnement émis/ reçu I= Φ. αi EC I : rayonnement reçu [kw/m²] Φ: facteur de forme [-] α: pourcentage des ouvertures dans la façade I EC : rayonnement émis [kw/m²] Type d incendie Contrôlé par l alimentation en air (ventilation <<<) Contrôlé par le combustible (ventilation >>>) Hypothèsede Rayonnement émis température I EC 1043 C 170 kw/m² 672 C 45 kw/m² 12 6

7 Rayonnementémisen fonctiondu % d ouvertures(αi EC ) Contrôlé par l alimentation en air Contrôlé par le combustible 50 αi EC [kw/m²] αi EC = 45 α.i EC = min (α.170 ; 45) 26,5% α[%] (pourcentage d'ouvertures) 13 Facteur de forme: annexe 6 I = Φ. αi EC Φ = proportiondurayonnementémisqui parvient à un point donné 14 7

8 Facteur de forme: EN annexe G Surface réceptrice parallèle 15 Facteur de forme: EN annexe G Surface réceptrice perpendiculaire 16 8

9 Facteur de forme: EN annexe G Surface réceptrice formant un angle 17 Annexe 6: D où viennent les valeurs du tableau 4? Les distanceontétécalculéespourunbâtiment-type(l = 60m;H = 12m) Vérification avec: Longueur = 60m Hauteur = 12 m α= 0,2 I EC = 170 kw/m² Distance = 12m On trouve: α. I EC = 34 kw/m² Φ = 0,436 I = Φ. αi EC = 0, = 14,82 kw/m² 15 kw/m² 18 9

10 3. APPLICATION: CALCUL DE LA DISTANCE MINIMALE ENTRE BÂTIMENTS 19 Façades parallèles: graphiques 1.1 Distance= fct(% non EI, hauteur) 1.1.a Longueur façade rayonnante = 1000m Valable pour toutes les façades > 60m Pourcentagenon EI > 25% + sévèrequeletableau b Longueurfaçade rayonnante= 60m Valable pour toutes les façades 60m 1.2 Distance = fct(hauteur, longueur) avec 100% non EI 1.2.a Longueurde 2 à 10 m 1.2.b Longueurde 10 à 60m Note: pourles longueurs> 60m, utiliser1.1.a 1.3 Distancemitoyen= fct(% non EI, hauteur) Longueur façade rayonnante = 1000m Valeurs= idem 1.1a /

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13 Idem que graphique 1.1.a, avec les distances / 2 25 Exemple 1: façades non EI Façade bâtiment 1: longueur= 25m; hauteur = 10m Façade bâtiment2: longueur= 40m; hauteur= 8m 26 13

14 Exemple 1: utilisation du tableau 4 27 Exemple1: façades non EI Calculsuivantlecritèrede max. 15 kw/m²: En tenant comptede la hauteurréelledes façades En tenant comptede la longueurréelledes façades 28 14

15 Bâtiment 1 Bâtiment 2 D 11,5m D 10,7m Distance à respecter = max (11,5; 10,7) = 11,5m Exemple 1 29 Résumé Exemple 1:façades non EI Utilisation du tableau 4 Distance 16m Calcul de la distance suivant le critère performantiel: Bâtiment2./. Bâtiment1 (h=10m ; w=25m): Distance 11,5m Bâtiment1./. Bâtiment2 (h=8m ; w=40m): Distance 10,7m Distanceà respecter: min. 11,5 m 30 15

16 Exemple2: façades avec16% non EI 31 Exemple 2: utilisation du tableau

17 Exemple2: façades avecpourcentagenon EI = 16% Méthode2: Tenir compte de la hauteur réelle des façades Tenir compte du pourcentage non EI réel Ne pas tenircomptede la longueurréelle des façades (longueur= 60m) 33 Bâtiment 1 Bâtiment 2 D 7,5m D 6,1m 16% Ne tientpas comptede la longueur réelle des façades (hypothèse sécuritaire: L = 60m) Distance à respecter = max (7,5; 6,1) = 7,5m Exemple 2: méthode

18 Exemple2: façades avecpourcentagenon EI = 16% Méthode3: Tenir compte de la hauteur réelle des façades Tenir compte de la longueur réelle des façades Ne pas tenircomptedu pourcentagenon EIdes façades (hypothèse: 100% non EI) 35 Bâtiment 1 Bâtiment 2 D 11,5m D 10,7m Distance à respecter = max (11,5; 10,7) = 11,5m Ne tientpas comptedu pourcentage non EI (Hypothèse sécuritaire: 100% non EI) Exemple 2: méthode

19 Résumé exemple 2: Façades avec pourcentage non EI = 16% Utilisation du tableau 4 Bâtimenttype, Pourcentagenon EI = 20% Distance 12m Méthode2 H réelles, L = 60m, Pourcentagenon EI réel Distance 7,5m Méthode3 H réelles, L réelles, Pourcentagenon EI = 100% Distance 11,5m 37 Façades formant angle Situation réelle: La distance est à vérifier perpendiculairement à la façade rayonnante 1 Modèle (sécuritaire): 1 Façade rayonnante prolongée jusqu à l intersection 2 Longueur totale de la façade rayonnante = 1000 m 2 19

20 Ne tientpas comptede la longueur réelle de la façade rayonnante (Hypothèse sécuritaire: longueur = 1000m) 39 2.Façades perpendiculaire W COMPARTIMENT 1 Façade rayonnante non EI (Hauteur = H) D min? Parois EI Critère: 15 kw/m² reçu par la façade du compartiment 2 COMPARTIMENT

21 Hauteurdu bâtiment[m] Distanceà respecter[m] 12 3, , ,90 9 2,60 8 2,32 7 2,04 6 1,74 5 1,45 4 1,16 3 1,00 41 Conclusions Pour la distance entre bâtiments, l annexe 6 donne un critère performantiel de max. 15 kw/m² Soit onutiliseletableau 4 (basésur unefaçade rayonnantde L=60m, H=12m) Soit on effectue un calcul de rayonnement (ou on utilise les graphiques) La distanceest à vérifierdans les 2 sens(bât1 Bât2 & Bât1 Bât2) L approche par calcul permet de réduire la distance entre bâtiment (par rapport au tableau 4 ) dans les cassuivants: 1 BâtimentsavecH < 12m 2 BâtimentsavecL < 60 m 3 Angle entre bâtiments > 20 Les graphiques sont disponibles(fr/nl) en PDF sur