Résistance au feu de construction et systèmes porteurs en béton et en acier

Résistance au feu de construction et systèmes porteurs en béton et en acier Cours pour experts cantonaux en protection incendie Module B Renzo Bianchi Bianchi Conseils S.à.r.l. Berthoud

Table des matières Systèmes porteurs en béton armé Systèmes porteurs métalliques Systèmes porteurs mixtes Murs et compartiments coupe-feu Façades double-peau Peintures ignifuges R 30 (inc) et R 60 (inc) Exemple

Quels sont les critères pour la résistance au feu des systèmes porteurs Type de construction, situation, mise en danger du voisinage, affectation et étendue du bâtiment Nombre de niveaux Taux d occupation de personnes Charge thermique et comportement des matériaux et danger d enfumage Danger d ignition Possibilité des sapeurs-pompiers de lutter contre un feu

Systèmes porteurs en béton armé

Systèmes porteurs en béton armé Les dimensions minimales des colonnes, poutres, parois demeurent inchangées (cf. Parties de construction généralement admises dans le Répertoire de la protection incendie). L enrobage minimal de l armature en cas de sollicitation maximale est également inchangé: - R 60 (icb) 20 mm - R 90 (icb) 30 mm - R 180 (icb) 50 mm plus armature complémentaire

Comportement du béton en cas d incendie Enrobage <100 0 C: dilatations thermiques identiques du béton et de l'acier >100 0 C: dilatation de l'acier > dilatation du béton

Systèmes porteurs d éléments en béton préfabriqué Les recouvrements en béton ne réagissent pas

Systèmes porteurs métalliques

Comportement de l acier en cas d incendie Dilatation due à la chaleur: Env. 1 mm par 100 0 K par mètre Exemple: (450 0 /100) x 12 m = 54 mm Résistance à la traction et déformations à 300 0 C Commencement de la déformation à 450 0 C La résistance à la traction se réduit à 50% à 600 0 C La résistance à la traction se réduit à 16% > 600 0 C Déformation totale

Systèmes porteurs métalliques La résistance au feu requise pour les colonnes, poutres et éléments de parois est fonction de calculs statiques: utilisation de la section du profilé valeurs U/A (pourtour intérieur / section du profilé) et du type de protection: plaques de recouvrement peintures ou crépis ignifuges

Utilisation de l acier Dimensionnement suffisant Résistance au feu selon calculs statiques usuels icb possible R 30 (icb) R 60 (icb) R 90 180 (icb) pas possible

Utilisation de l acier Surdimensionnement Résistance au feu en fonction d un incendie éventuel R 30 (icb) possible R 60 (icb) R 90 180 (icb) pas possible

Utilisation de l acier Crépis anti-feu: Capacité portante selon essais au feu / calculs statiques. Selon tableaux du Répertoire de la protection incendie (237) R 30 (icb) R 60 (icb) R 90 180 (icb) selon le produit

Utilisation de l acier Peintures ignifuges: Capacité portante selon essais au feu / calculs statiques. Selon tableaux du Répertoire de la protection incendie (238). R 30 (icb) R 60 (icb) Utilisation subordonnée à l approbation de l autorité de protection incendie compétente R 90 180 (icb) pas possible

Utilisation de l acier Revêtements anti-feu Résistance au feu selon les calculs statiques, avec des revêtements anti-feu admis sans examen (indépendamment des valeurs U/A): R 30 (icb) R 60 (icb) possible R 90 (icb)

Utilisation de l acier Revêtements anti-feu Résistance au feu en fonction d un incendie éventuel, avec un revêtement inscrit dans le Répertoire de la protection incendie (232). En tenant compte du facteur de profilé U/A! R 30 (icb) R 60 (icb) possible R 90 180 (icb)

Utilisation de l acier Profilés avec revêtement en bois 30 ou 60 mm R 30 (inc) R 60 (inc)

Le Le bois bois et et ses ses dérivés dérivés ne ne sont sont pas pas autorisés autorisés pour pour les les revêtements revêtements! Utilisation de l acier 30 ou 60 mm Profilés avec revêtement en bois R 30 (inc) R 60 (inc)

Systèmes porteurs mixtes

Systèmes porteurs mixtes Action combinée de l ensemble du système: l acier assume l effort de traction et le béton armé l effort de compression. R 30 (icb) à R 180 (icb) mesures statiques selon le SZS

Systèmes porteurs mixtes Tubes d acier remplis de béton Résistance au feu selon calculs statiques usuels, sans tenir compte du béton R 30 (icb) possible R 60 (icb) R 90 180 (icb) pas possible

Systèmes porteurs mixtes Tubes d acier remplis d une armature et de béton Capacité portante selon dimensionnement à froid, en tenant compte de l armature [R 30 (icb)] R 60 (icb) possible R 90 180 (icb) Respecter les dimensions minimales des piliers (voir constructions en béton armé)

Systèmes porteurs mixtes Profilés d acier enrobés de béton et d une armature Capacité portante selon calculs en fonction d un incendie éventuel R 30 (icb) R 60 (icb) R 90 180 (icb) divers systèmes sur le marché

Armature collée (en acier, fibres de carbone) Armature collée sur la surface du béton: est en principe un système porteur mixte Augmentation de la charge utile ou amélioration de la résistance sismique d un bâtiment de dalles ou parois Problème: la lame est soumise directement au feu Solution: voir exposé de Saint-Gall.

Armature collée

Résumé Protection incendie pour éléments en acier Résistance au feu Répertoire de inc R 30 R 60 R 90 R > 90 protection incendie Types de revêtements d'éléments en acier AEAI, Groupe de à 180 produits Sans revêtement Suffisamment dimensionné Surdimensionné x x x Avec revêtement Crépi de protection incendie selon produits x x x x 237 Peinture intumescente* x x 238 neuf Tableaux des Revêtement indépendant du facteur U/A x x x résistances au feu admis sans examen Revêtement de protection incendie dépendant du facteur U/A x x x x 232 * Utilisable seulement avec l'autorisation de la police du feu

Peintures ignifuges (intumescentes) R 30 (inc( inc) ou R 60 (inc( inc)

NPI 113 Peintures intumescentes Classeur B Répertoire 13

Comment fonctionne la peinture ignifuge? Composants: Dissolvants (eau) Liant Pigments Agents de masse Additifs Acide phosphorique Générateur de carbone Substances génératrices de gaz

Effets de la peinture ignifuge A partir de 120 0 C l'apprêt mousse (déclenchement par l'acide phosphorique) Mousse compacte et solide comme isolant Protection de l'acier contre la rupture à environ 500 0 C Perte de la rigidité qu'après 30 ou 60 minutes

Peintures ignifuges R 30 (inc) ou R 60 (inc) Les peintures intumescentes peuvent être utilisées lorsque il n y a pas de risque de dommages mécaniques elles sont soumises à un contrôle périodique par la police du feu la maintenance est garantie (réparation et renouvellement périodiques de la peinture par l entreprise responsable, conformément aux indications du fournisseur)

Peintures ignifuges R 30 (inc) ou R 60 (inc) Procédure d autorisation (1) Maître d ouvrage ou son représentant: choisit un système et adresse une demande au moyen du formulaire spécifique du SZS Autorité de protection incendie: examine la demande et donne l autorisation Maître d ouvrage ou son représentant: mandate l applicateur Applicateur: exécute le mandat, effectue les mesures et note les conditions climatiques

Peintures ignifues R 30(inc) ou R 60 (inc) Procédure d autorisation (2) Détenteur de l homologation ou service neutre: mesure et note les épaisseurs de la couche sèche avant l application du vernis de couverture Applicateur et détenteur de l homologation : signent le procès-verbal et le transmettent à l autorité de protection incendie Autorité de protection incendie: vérifie les résultats des mesures, intervient en cas de résultats insuffisants

Attention aux problèmes suivants Angle façade poutrelle, appuis, poutrelle le long d une paroi, suspension de faux plafonds

Système porteur protégé par mur extérieur REI 60 (icb) fermé Système porteur protégé par revêtement latéral dépassant le profilé des deux côtés REI 30 (inc) d = env. 5 cm REI 60 (inc) d = env. 10 cm REI 90 d = env. 15 cm Système porteur protégé grâce à une distance de sécurité suffisante vitrage intérieur extérieur mur REI 60 (icb) env. 1 m d

Façades double-peau

Façades double-peau Construction de la façade double-peau en matériaux incombustibles Pas de substitution par Sprinkler ou détection-incendie

Façades double-peau

Façades double-peau (détails)

ad chiffre 3.3.1 Particularité des murs coupe-feu DPI 15 Distances de sécurité Compartiments coupe-feu

ad chiffre 3.3.3 Stabilité avec profilés en acier Homogène DPI 15 Distances de sécurité Compartiments coupe-feu mur coupe-feu REI 90 (icb) REI 180 (icb) avec revêtement EI 60 (icb) EI 90 (icb) avec peinture intumescente EI 60 (icb) non admis

ad chiffre 3.3.3 Stabilité A double paroi DPI 15 Distances de sécurité Compartiments coupe-feu mur coupe-feu pour les bâtiments, ouvrages et installations à deux ou REI 90 (icb) REI 180 (icb) plusieurs niveaux = 2 x REI 60 (icb) = 2 x REI 90 (icb) avec revêtement EI 60 (icb) EI 90 (icb) avec peinture intumescente EI 60 (icb) non admis

Quelques cas particuliers

Littérature Brochures du SZS Répertoire de protection incendie AEAI Prescriptions suisses de protection incendie AEAI

Liens Internet www.szs.ch Informations Sujets Protection incendie Peinture intumescente Formulaires» Demandes concernant l utilisation de peinture intumescente sur des éléments de construction métalliques»assurancequalitépour systèmede peinture intumescente sur acier» Systèmes de peinture intumescente - Pratique de l application

Exemple 1 Bâtiment avec artisanat, appartements et garage appartements appartements bureaux 1 000 m 2 atelier: 2 700 m 2 ; 1 100 MJ/m 2 attique 2 e étage 1 er étage rez-de-chausée locaux techniques 100 m 2 ; entrepôt 1 800 m 2 *; garage 800 m 2 Système porteur: SS: béton armé Rez et étages: constr. métallique Nombre de niveaux:... sous-sol * La grandeur des compartiments coupe-feu doit être fixée avec l autorité de protection incendie.

Solution de l exemple 1 niveaux système porteur compartiments coupe-feu conc. constr. conc. sprinklers conc. constr. conc. sprinklers SS R 60 (icb) / R 90 R 60 (icb) REI/EI 60 (icb) (R) EI 60 (icb) rez sans superstruct. icb icb EI 30 (icb) EI 30 (icb) rez avec superstruct. R 90 (icb) R 60 (icb) REI/EI 90 (icb) REI/EI 60 (icb) 1er étage R 60 (icb) R 30 (icb) REI/EI 60 (icb) (R) EI 30 (icb) 2ème étage R 60 (icb) R 30 (icb) REI/EI 60 (icb) (R) EI 30 (icb) attique icb icb EI 30 (icb) EI 30 (icb) cage d'escaliers icb icb REI 60 (icb) REI 60 (icb)

Solution de l exemple 1 profilés au rez-de-chaussée avec superstructure: peinture revêtement piliers HEB 320 valeurs U/A 110 m -1 77 m -1 poutres HEB 320 valeurs U/A 91 m -1 58 m -1 éléments porteurs résist. au feu plaques cartonplâtre 4 KS HENSOTHERM PROMATECT H G-S 0.05 mm piliers R 60 (icb) 15 mm 2 x 15 mm BS-S 2.00 mm D-S 0.06 mm piliers R 90 (icb) 20 mm 3 x 15 mm non autorisé poutres R 60 (icb) 10 mm 2 x 15 mm G-S 0.05 mm BS-S 2.00 mm D-S 0.06 mm

Exemple 2 Quelle résistance au feu donnez-vous à cette construction? Quelles mesures sont à prendre pour recevoir une résistance au feu R 60?

Solution de l exemple 2 Quelle résistance au feu donnez-vous à cette construction? R 0 Quelles mesures sont à prendre pour recevoir une résistance au feu R 60? Peinture intumescente et chappe en béton sur la poutraison en bois, reliée avec des goujons.

Exemple 3 Home médicalisé avec sous-sol, rez-de-chaussée et deux étages. Détection incendie comme mesure technique. Quelle est la résistance au feu requise au: sous-sol? rez-de-chausée? premier étage? deuxième étage? En façade au sous-sol, il est prévu de monter un pilier en acier nu avec un profilé type tube diamètre 100 mm. Est-ce correct? Si non, comment faut-il construire?

Exemple 3 Piliers en acier nu

Solution de l exemple 3 Home médicalisé avec sous-sol, rez-de-chaussée et deux étages. Détection incendie comme mesure technique. Quelle est la résistance au feu requise au: sous-sol? REI 60 (inc) rez-de-chausée? REI 60 (inc) premier étage? REI 60 (inc) deuxième étage? libre En façade au sous-sol, il est prévu de monter un pilier en acier nu avec un profilé type tube diamètre 100 mm. Est-ce correct? Si non, comment faut-il construire? Non. R 60 (inc) En acier avec peinture intumescente ou en béton avec dimensions 200/200 mm.

Merci de votre attention!