Brevet FR2387324A1 — publié le 19781110

La présente invention concerne une structure préfabriquée à rampes en hélice servant d'escalier de secours en cas de tremblement de terre ou incendie, cette structure étant agencée pour être adaptée ou incorporée à un batiment comportant de nombreux étages. Actuellement, les bâtiments de grande hauteur comportent des cages d'escalier ordinaires pour évacuer les occupants en cas de tremblement de terre ou d'incendie. On a constaté que les incendies s'étendent souvent d'un étage à l'autre par les cages d'escalier qui, en général, constituent la seule voie de secours pour les occupants du b timent, surtout ai les ascenseurs ne fonctionnent plus Une telle propagation du feu est due au fait que les cages d'escalier forment des cheminées verticales continues qui créent un appel d'air ascendant, qui est accru par l'air chaud qui monte rapidement en propageant l'incendie.Les flammes-et la fumée dans ces cages d'escalier empochent de les utiliser comme dispositifs de secours et interdisent pratiquement. aux occupants du bâtiment de franchir le niveau où l'incendie a pris naissance. -- On a imaginé, en tant que sorties de secours, des toboggans en hélice, tels que par exemple dans les brevets nO 277- 156, 826 613, 935 142 et 1 194 098, mais ces dispositifs se sont révélés trop~compliqués pour être construits de façon classique et le prix considérable de la main-d'oeuvre les rend pratiquement inutilisables dans des bAtiments modernes de grande hauteur, L'invention résout ces difficultés par une série d'éléments préfabriqués en béton armé, de préférence en béton léger, destinés à constituer, de façon économique, une issue de secours permettant d'évacuer rapidement et en.toute sécurité les occupants d'un immeuble comportant de nombreux étages. Ces éléments préfabriqués sont fixés les uns aux autres et portés par une charpente d'acier qui les entoure, La structure de secours constituée par les éléments assemblés comprend deux portes de secours à chaque étage, deux toboggans distincts en hélice, trois cheminées et un dispositif d'aspersion sur toute la hauteur du bâtiment;,. Si l'on dispose les éléments préfabriqués côte à cte en les empilant par paires les uns sur les autres, on réalise automatiquement deux voies distinctes en pente et en hélice par l'association de parties complémentaires des éléments voisins. Les toboggans en hélice sont fabriqués en usine par sections de 1800, en béton moulé, d'un seul tenant avec chaque élément, ces toboggans étant montés en porte à faux sur la paroi cylindrique de la cheminée qui les entoure, La structure selon l'invention comporte trois cheminées encastrées de fumées, ce qui est important étant donné qu'il arrive souvent qu'un grand nombre de personnes soient victimes du feu par respiration de la fumée.On peut prévoir, dans la paroi extérieure, dans des cheminées d'angle, des ouvertures .permettant d'utlliser ces cheminées également pour jeter les chaussures, étant donné que les chaussures d talon lourd ou pointu représentent un danger potentiel pour les autres utilisateurs dés pentes én hé-;ice. Les deux rampes en hélice indépendantes entourent-une cheminée centrale cylindrique qui peut être constituée par des tronçons de beton ou de métal raccordés verticalement les uns aux autres. Un dispositif d'aspersion disposé à l'intérieur du bloc de secours est mis automatiquement en marche lorsque l'on ouvre l'une ou l'autre des portes de sortie de chaque étage. En plus, du fait quelle constitue une sécurité, l'eau de ces dispositifs a pour effet de lubrifier les pentes en hélice, ce qui facilite le glissement des utilisateurs. A chaque étage sont agencées deux portes de sortie de secours contre l'incendie d'un caté et de l'autre du bloc, chacune de ces portes menant à une plate-forme d'entrée distincte. Chaque plate-forme d'entrée conduit å une rampe en pente accentuée servant à accélérer le déplacement des personnes qui pénètrent sur les toboggans de secours, Au rez-de-chaussée, les portes situées a l'extrémité des rampes s'ouvrent automatiquement lorsque l'on ouvre une porte de sortie de l'un quelconque des étages, L'invention comporte deux portes de sortie de secours par bloc a chaque étage, au lieu de l'unique porte habituelle des cages d'escalier connues. Le feu peut se trouver tout près de cette unique porte, ou devant celle-ci, et l'invention offre précisément cet avantage de fournir une autre voie de secours. En outre, en faisant passer les occupants du batlment par deux portes et par deux toboggans de secours distincts, on peut évacuer ces occupants beaucoup plus rapidement en position assise, ce qui a l'avantage de demander moins d'effort et d'être plus fiable que les cages d'escalier classiques, sans aucune possibilité que les personnes se piétinent sous l'effet de la panique, comme cela risque de se produire dans les cages d'escalier classiques, surtout s'il s'agit de batiments très hauts, à forte densité d'occupation. Pour indiquer aux utilisateurs à quel moment ils doivent pénétrer sur les penses en position assise, on peut prévoir des moyens de signalisation consistant en un détecteur électrique et/ou des signaux sonores, pour le rez-de-chaussée, on peut prévoir des éléments de forme différente,~dans lesquels la rampe en hélice se transforme en partie rectiligne à extrémité montante de manière à ralentir et arreter les personnes descendant par les rampes. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif, mais nullement limitatif, des formes préférées de réalisation Sur ces dessins - la figure i est une vue en perspective, avec des parties coupées correspondant à la figure 4, d'une structura de secours assemblée selon l'invention, dont l'intérieur est exposé (hauteur d'un étage) ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un élément pre- fabriqué supérieur, ou élément A ; - la figure 3 est une vue en perspective d-lun élément pré fabriqué inférieur, ou élément B ;; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 5, montrant un élément inférieur B à gauche et un élément supérieur A à droite - la figure 5 est une coupe des deux éléments A et B, suivant la ligne 5-5 de. la figure 4 - la figure 6 est une coupe, suivant la ligne 6-6 de la figure 7 et de la figure 8, d'éléments inférieurs modifies (élérents B), ces éléments modifiésXétant utilisés immédiatement au-dessus des blocs situés au rez-de chaussée, comme représenté en plan sur la figure 6 ; - la figure 7 est une coupe, suivant la ligne 7-7 de la figure 6, des éléments modifiés B - la figure 8 est une coupe,suivant la ligne 8-8 de la figure 6, des blocs disposés au rez-de-chaussée ; ; - la figure 9 est une vue, en plan et à plus grande échelle, d'un angle de la structure, cette vue montrant la fixation de la charpente en acier ; - la figure 10 est une coupe verticale à plus grande échelle montrant la soudure des cornières de deux éléments contigus ; - la figure ll est une coupe suivant la ligne 11-11 des figures 5A et 5B - la figure 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la figure 4, donnant un exemple de jonctions des pentes ; et - la figure 13 est une coupe horizontale d'une partie d'une variante de réalisation de la cheminée. La forme de réalisation préférée, donnée dans la description qui suit, comprend une série de blocs préfabriqués, de préférence en béton armé l'épreuve du feu et de faible densité. On raccorde ces blocs les uns aux autres en associant des pièces dtacier qui sont introduites et fixées dans des zones de raccordement des blocs, à leur fabrication. Ces blocs se composent d'éléments de deux types distincts, les uns supérieurs et les autres inférieurs, que l'on désignera, pour simplifier, par éléments du type A et éléments du type B. Chaque étage du bâtiment comprend deux éléments supérieurs A identiques complémentaires empilés sur deux éléments inférieurs identiques B complémentaires, ces quatre éléments constituant un jeu. Un jeu complet peut comprendre, pour chaque étage du bâtiment, un, deux, trois blocs, ou davantage. A la jonction de raccòrdement, les éléments A et B ont la même forme, de sorte que lJon peut les intervertir. Chaque élément supérieur du type A (figure 2) comporte, auprès d'un angle, la moitié inférieure 10 d'une ouverture ménagée dans l'une de ses parois latérales 11 pour une porte de sortie munie de son chambranle (non représenté). A proximité immédiate, se trouve ùne plate-forme d'entrée horizontale 12 dont l'extrémité intérieure mène à une entré 13 Horizontale- ment, en travers de la partie-verticale de l'entrée 13, se trouve une poignée ou barre de prise 14 qui oblige l'utilisateur à se placer en position assise pour pénétrer sur une rampe d'accélération 15 située immédiatement contre la plate-forme 12 à l'entrée 13. Cette rampe 15 descend en pente plus forte que la partie supérieure de rampe en hélice ou pente 16, à laquelle elle est reliée à son extrémité opposée. Cette pente accrua forme une rampe de lancement qui accélère la vitesse des personnes qui pénètrent sur la rampe, de manière à acquérir une vitesse sensiblement égale à celle des sujets déjà introduits sur les pentes en hélice. La-rampe en hélice 16 va en se rétrécissant et est en porte à faux par rapport aux parois 17 de la cheminée verticale de l'ensewble. Une cheminée triangulaire et ferme 18 de fumées est agencée dans angle de l'élément A, Cette cheminée, outra son r81e normal, servant a évacuer les chaussures. Dans la paroi intérieure de la cheminée triangulaire 18 est ménagée une ouverture 19 (figures 4 et 5) dans laquelle est logé un ventilateur d'échappesent servant a refouler la fumée qui pénètre dans l'ensemble de la structure. Si l'atmosphère de cette structure est sous pression, on peut se servir de l'ouverture pour placer une soufflante et la cheminée 18 devient alors un conduit d'alimentation d'air. Chaque élément inférieur du type B (figure 3) -comporte, auprès de l'un de ses angles, la moitié supérieure 20 d'une ouverture destinée à constituer la partie supérieure du chambranle d'une porte sortie (non reprdsentée) ménagée dans l'une de ses parois latérales 21. A l'un de ses angles, I'élément B comporte une cheminée triangulaire 22, Si l'atmosphère de la structure est sous pression, cette ouverture peut être utilisée pour une soufflante et la cheminée 22 devient alors un conduit d'alimentation d'air. Chaque élément B comporte une partie inférieure semi-circulaire de rampe en hélice 24 qui va en se rétrécissant et qui est en porte a faux (ou en encorbellement) par rapport à la paroi due la cage 25.La partie de la paroi 25 située au-dessous de sa rampe en hélice 24 est entaillée en 26 (-figure 5), de manière à laisser un intervalle au-dessus de l'autre entrée 13 de la rampe en hélice d'un autre élément A situé au-dessous. Les bords intérieurs des rampes en hélice 16 et 24 des éléments A et B sont de forme semi-circulaire en plan et délimitent ainsi un noyau creux pouvant recevoir une cloison de délimitation en forme de cheminée centrale cylindrique 30 qui peut être constituée par une série de tronçons verticaux fixés les uns aux autres par leurs extrémités, comme représenté sur la figure 5. A chaque étage, la cheminée 30 comporte une ou plusieurs ouvertures 31 munies d'un chapeau ou volet d'aspiration 31a servant à accélérer l'évacuation de la fumée sous l'effet de l'ascension forcée d'air par la cheminée 30 et à chasser cette fumée des toboggans en hélice constitués par les- rampes en hélice 16 et 24 raccordées. -Toutes les rampes en hélice sont de préférence recouvertes d'une peinture vernissée de manière à présenter une surface lisse. De préférence, les parois verticales de la cage et l'extérieur de la cheminée 30 sont également peints de cette manière. Les chapeaux d'aspiration 31a peuvent être supprimés mais, quoi qu'il en soit, des ventilateurs sont disposés à l'intérieur de la cheminée 30, de distancé en distance sur toute la hauteur, pour assurer un écoulement forcé d'air. La cheminée 30 fonctionne alors comme un conduit d'alimentation en air mettant sous pression l'atmosphère de l'ensemble de la structure de secours, afin d'empêcher la fumée d'y pénétrer. Un angle inférieur de chaque élément A est muni d'une saillie 35 dirigée vers le bas qui supporte la rampe hélicoSdale située au-dessus et qui est adaptée dans un évidement 36 orienté vers le bas, formé dans un angle supérieur de l'élément 3. Chacun des éléments B comporte également une saillie 37 orientée vers le bas, destinée à s'adapter dans un évidement 38 ménagé dans un angle supérieur de l'élément A situé au-dessous. Les éléments supérieur et inférieur A et B se trouvet -d'ana ainsi mutuel lement -emboités en superposition verticale. Les éléments A et B sont munis tous deux, sur leursXbords verticaux de raccordement, de cornières continues en'fer 40-et de pièces 41 en T ancrées dans le béton au moyen de tiges 42. La cornière 40b (figures 3, 5 et 10) constitua un coin continu sur le pourtour supérieur de l'élément B. Toutes les cornières 40, 40a et 40b et les pièces 41 en-T des divers éléments sont ancrées dans le béton et mutuellement soudées, comme représenté sur les figures 10 et 11. Ces pièces sont également soudées à des pièces horizontales 43 a section en U et à des pièces verticales de support 44 à section en H, comme représenté sur les figures 1, 4, 5 et 9. Les jeux superposés de blocs (figure 9) sont logés dans un puits vertical délimité par les profils 43 en U et les pièces 44 en H auxquelles ces profilés sont soudés. Les pièces 44 sont des colonnes de support, ou encore des piliers appartenant au bâtiment, lorsque la structure de l'invention est constituée à la construction du bâtiment, Au lieu d'hêtre soudées, les diverses pieces peuvent être réunies à l'aida de boulons ou de rivets, ou de toute manière appropriée. Comme représenté sur la figure 1?, les jonctions du béton, à l'endroit où les rampes des éléments se rejoignent, sont de préférence comblées à l'aide dlun produit d'étanchéité approprié 47. Comme représenté sur la figure 4, la cheminée centrale 30 comporte -une conduite 48 d'alimentation en eau reliée A une tête ou ajutage d'aspersion 49 et, par l'intermédiaire d'une série de tuyaux 50, à d'autres têtes 49 situées a divers niveaux au voisinage des deux rampes en hélice. Ces dispositifs d'aspersion arrosent les deux toboggans par de l'eau. Il peut astre prévu des circuits de commande d'arrosage automatique a tous les étages, aux moment où l'on ouvre l'une quelconque des portes de sortie de secours. Chacune des rampes en hélice 16 et 24 est munie de deux plaques de soudage 51 placées verticalement, ancrées dans le béton et fixées aux parties voisines de la cheminée centrale cylindrique 30, de manière a la maintenir. La cheminée triangulaire constituée par les parties 22 des éléments B présente, à chaque étage, une ouverture 23 dans laquelle on peut jeter les chaussures. Cette ouverture est de préférence recouverte dtun volet monté à charnière ayant, sur sa surface extérieure, un verre protecteur & briser. Les chaussures tombent eu sol, en un emplacement où elles peuvent etre récupérées, après la période de danger, par une ouverture 70 qui peut consister en un trou d'homme recouvert d'une plaque métallique de fermeture. Au cas où la structure de secours décrite ci-dessus doit Entre mise sous pression d'air, comme indiqué plus haut à propos des cheminées triangulaires, la cheminée cylindrique centrale 30 (figure 13) et les ouvertures correspondantes 31 doivent être agencées pour servir de conduit d'air, afin d'assurer cette mise sous pression. En outre, les cheminées triangulaires 18 et 22, situées aux deux angles du bloc, doivent etre munies dtélEments élévateurs permettant aux pompiers et au matériel nécessaire de parvenir 8 un étage quelconque et, de plus, aux occupants de n'importe quel étage de s'échapper.Il convient de prévoir des portes auxiliaires 18b tous les étages pour permettre aux pompiers d'avoir accès B tous les étages par le ctd des portes 18b comportant le dispositif élévateur. Les figures 6, 7 et 8 représentent des variantes des éléments selon l'invention destinés à erre utilisés au rez-de-chaussée. Ces éléments sont sensiblement analogues aux éléments B utilisés aux divers étages. Chacun des toboggans en hélice se termine par- une rampe- de transition 60 suivie par une partie terminale rectiligne 61 qui remonte légèrement a son extrémité, pour que la personne qui glisse sur le toboggan soit complètement arrosée avant de le quitter. L'élément selon l'invention utilisé au rez-de-chaussée comporte une plaque de béton 62 et une cornière 63 qui porte la cheminée centrale 30. Il peut être prévu, a la partie inférieure de la cheminée 30, une ouverture 64 ménagée dans la plaque 62 pour l'admission de l'air et pour loger une soufflante d'échappement. Une pIaque métallique de fermeture 71 est installée entre une paroi 72 et la cheminée 30. L'élément inférieur 66 et l'élément modifié B 65 situé immédiatement su-dessus comportent un évidement 67 servant è fixer le chambranle de la porte de sortie du rez-de-chaussée. De plus, cette porte du rez-de-chaussée.s'ouvre automatiquement a l'ouverture de l'une quelconque des portes de sortie des divers étages, donc au moment mime où le dispositif d'arrosage est mis en fonctionnement.L'admission d la rampe 13 peut titre réglée par un détecteur électrique 68 et par une sirène destinés a indiquer 11utilisateur a quel moment il convient de pdnetrer sur les toboggans en hélice. On peut également envisager de réaliser des éléments de secours moulés préalablement du type décrit ci-dessus, mais sans paroi extérieure. En résumé, -l'invention fournit une structure de secours comprenant un jeu de quatre éléments préfabriqués en matériau moulé en usine superposé à d'autres jeux identiques, de manière à délimiter deux toboggans distincts en hélice, d'axe vertical. Chaque jeu ou bloc comprend deux éléments supérieurs et deux éléments inférieurss les deux éléments de chaque paire étant disposes l'un contre l'autre et se complétant. Il suffit donc de disposer de deux moules ou jeux de moules pour fabriquer tous les éléments selon l'invention pour un bâtiment à nombreux étages, sauf les éléments du' rez-de-chaussée. Les éléments de chacun des Jeux sont identiques à ceux de tous les autres jeux, sur toute la hauteur de la structure-de secours, sauf pour les jeux du rez-de-chaussée, c'est-à-dire que les éléments ont la meme section transversale sur toute la hauteur de la structure de secours. Par conséquent, en vue d'une utilisation rationnelle des matériaux, les éléments peuvent ne pas etre autoportants, car une structure formée d'éléments autoportants, dans un bâtiment à étages multiples et de grande hauteur, exigerait que les jeux inférieurs aient une plus grande section transversale, de manière à pouvoir supporter le poids des jeux supérieurs. Une caractéristique importante du dispositif de l'invention réside en ce que le support des jeux d'éléments est assuré par une charpente associée au bâtiment, auquel sont fixés les éléments selon l'invention. Les efforts exercés sur les éléments selon l'invention sont donc transmis directemant à la charpente, au lieu d'être transmis aux jeux d'éléments situés au-dessous. REVENDICATIONS 1. Structure de secours en éléments préfabriqués, destinée à un bâtiment présentant une charpente à plusieurs étages et délimintantsune cage verticale qui traverse une série d'étages du bStimen, cette structure de secours étant caractérisée en ce qu'elle comprend les éléments suivants - une série de jeux-de blocs superposés iaentiques, disposés dans cette cage, chacune ces blocs comprenant deux éléments supérieurs identiques en matière moulée préalablement, disposés l'un contre l'autre de façon à se compléter et présentant des rampes qui forment les parties supérieures d'un premier et d'un second toboggan.en hélice, constituant deux voies distinctes de secours, chacun de ces blocs comprenant dgalement deux éléments inférieurs identiques en matière moulée préalablement, disposés l'un contre l'autre de façon à se compléter et comprenant des rampes qui constituent les parties inférieures des premier et second toboggans,ces éléments inférieurs étant disposés au-dessous des éléments supérieurs, lesdites rampes des éléments inférieurs constituant le prolongement vers le bas des rampes des éléments supérieurs, le montage étant tel que ces premier et second toboggans, constitués par ces jeux de blocs, sont continus, toutes ces rampes étant montées en porte baux, les parties intérieures en porte à faux de ces rampes délimitant un noyau creux qui traverse verticalement tous les jeux de blocs ;; - des éléments de cloisons de délimitation fixés à ces parties en porte à faux des rampes et servant à constituer une barrière entre les premier et second toboggansen hélice au le noyau creux ; et - des éléments de montage servant à fixer les éléments des blocs de chacun des jeux à la charpente du bAtimentv de manière que ces jeux soient supportés par cette charpente, 2, Structure selon la revendication 1} caractérisée en ce que chacun des jeux de blocs comprend deux rampes d'accélération communiquant avec les premier et second toboggansen hélice et comprend, de plus, deux entrées distinctes permettant l'accea, à chacun des étages, à ces deux rampes d'accélération, dont chacune est en pente plus accentuée que la partie de la rampe qui lui fait suite, de manière à accélérer le glissement des personnes qui pénètrent sur les premier et second toboggans, 3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments de cloisons forment une cheminée verticale d'évacuation de la fumée à partir des premier et second toboggans en hélice, 4. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ElEments de montage comprennent des éléments en acier solidaires de chacun des blocs et disposés au voisinage les uns des autres, ce qui permetde fixer entre eux les éléments de blocs de chacun de ces-jeux.' 5.Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des blocs comprend une zone ouverte B sa partie supérieure et A sa partie inférieure et communiquant, de la sorte, avec la zone correspondante du bloc supérieur et du bloc inférieur, de manière à délimiter nne cheminée ;omplémentaire qul traverse verticalement tous les jeux de blocs, 6. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle comprend des têtes d'aspersion d'eau sur les premier et second toboggans en hélice. 7. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce qnXelle comprend une barre horizontale de prise au voisinage de chacune des rampes d'accélération, cette barre étant située à une hauteur assurant le seul passage en position assise des utilisateurs.