Brevet FR2691202A1 — publié le 19931119

Châssis vitré coupe-feu ou pare-flammes à durée modulable, préassemblé au sol et mis en place dans un précadre. L'invention concerne un châssis vitré coupe-feu ou pare-flamme à durée modulable entre 0, 30 h à 3 h et plut, préassemblé au sol et mis en place ensuite dans un précadre déjà fixé dans la baie destinée à recevoir ledit châssis. Il existe actuellement des châssis coupe-feu d'une durée maximale de lh 30. Cette durée est considérée insuffisante par les services de sécurité incendie L'expérience a montré que l'accrochage d'un panneau de verre d'une épaisseur de 50 mm par clippage était insuffisant Aucun capotage d'habillage n'est prévu En cas d'incendie, le panneau de verre se déforme en protubérance vers le feu, se dégage des pare-closes qu'il déforme et tombe, cessant ainsi de remplir sa fonction coupe-feu. Ce phénomène est encore accru par le mode de fixation rigide de l'ossature du châssis dans la baie maçonnée ne permettant pas sa libre dilatation verticale et horizontale Il en résulte que la structure du châssis sur déforme latéralement sous l'effet de la chaleur et facilite le dégagement du panneau de verre hors des pare-closes En outre, avec ce type de conception, aucune extension dimensionnelle du châssis, longitudinale ou verticale, n'est possible et les volumes verriers qu'ils permettent sont de faibles dimensions En effet, il est indispensable d'avoir un poteau de béton entre deux éléments vitrés voisins ce qui ne satisfait pas les architectes qui souhaitent obtenir le maximum de transparence des façades. De plus, la durée maximale de tenue au feu des châssis coupe-feu existants n'est pas modulable et est insuffisante. L'assemblage du châssis, des joints et la pose des volumes verriers très lourds est effectué en altitude, de l'extérieur du bâtiment, dans des conditions de sécurité souvent précaires Ce montage s'effectue avec des moyens de manutention très lourds (grue, nacelle élévatrice)d'une précision aléatoire en regard de la minutie et de la précision réclamée par le produit verrier à mettre en place. Le châssis vitré coupe-feu selon l'invention a pour objet de pallier tous ces inconvénients. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le châssis coupe- feu est constitué: d'un moyen précadre périphérique ( 15) solidarisé préalablement à l'intérieur de la baie maçonnée et comportant, en partie basse, des trous ( 61) d'immobilisation transversale du châssis et permettant sa libre dilatation longitudinale, et en partie haute de trous ( 44) assurant une immobilisation transversale et permettant également sa libre dilatation verticale et longitudinale, d'un moyen précadre intermédiaire ( 50) agencé pour séparer deux châssis juxtaposés et solidarisable au précadre périphérique ( 15), d'un volume verrier à durée coupe-feu modulable dont l'épaisseur ou la quantité des groupes multicouches est fonction de la durée coupe-feu désirée, d'une ossature très rigide maintenant périphériquement le volume verrier, agencée pour être préassemblable totalement au sol avec ses joints d'étanchéité thermique interne et agencée pour se poser et se fixer préassemblée dans ledit précadre pour constituer ensemble ledit châssis coupe feu, des moyens ( 24, 25, 57, 58) de capotage clippables sur l'ossature, assurant une fonction d'isolation thermique extérieure à ladite ossature. Le précadre périphérique ( 15) est réalisé en tôle d'acier préférablement protégée anti-corrosion, pliée en équerre en L et comporte une grande aile ( 16) en appui sur la baie ( 17), fixée sur celle-ci au moyen de vis à tête fraisée ( 18) ou indu dans le béton, et une seconde aile perpendiculaire ( 19) sur laquelle on appuie la pare-close ( 8) après interposition d'une bande ( 20) également en matériau isolant thermiquement. Le précadre intermédiaire ( 50) agencé pour séparer deux châssis juxtaposés et solidarisable au précadre périphérique ( 15), est constitué d'une plaque ( 53) en tôle d'acier remplaçant les ailes ( 19) des précadres ( 15), sur le milieu de laquelle est soudée perpendiculairement une seconde plaque ( 54) Les châssis ( 51, 52) juxtaposés sont appuyés chacun latéralement sur la plaque ( 53) après interposition d'une bande ( 20) également en matériau isolant thermiquement. L'ossature périphérique modulable suivant l'épaisseur du volume verrier monobloc utilisé et encadrant celui-ci, est composée d'une semelle métallique rigide ( 9) constituée de tronçons coupés à longueur dans une barre méplate, sur le côté de laquelle on a soudé une pare-close ( 7) coupée en morceaux à longueur dans une barre métallique de section sensiblement carrée et assemblés par soudure et éventuellement boulonnage pour constituer un cadre rigide recevant une pare-close ( 8) rapportée fixée par vis ( 40) après mise en place du volume verrier et de ses moyens d'étanchéité thermique interne. Le châssis est rendu modulable en utilisant les dimensions standards correspondantes en largeur, de la semelle ( 9), de celle des plaques d'isolant ( 5 et 6), de celle du précadre ( 15) en L et de celle du précadre en Té en conformité avec l'épaisseur standardisée du volume verrier à recevoir. Le préassemblage de l'ossature avec ses moyens d'étanchéité thermique interne, son volume verrier et sa pare- close périphérique( 8) de maintien, est effectué sur le chantier, l'ossature étant posée sur un berceau calé sur le sol du chantier à proximité de sa baie La mise en place de l'ossature, ainsi préassemblée, dans son précadre préalablement solidarisé à la baie, est effectuée par l'intermédiaire de moyens de levage, en introduisant les pions ( 60) de positionnement latéral dans leur logement oblong( 61) en partie basse du précadre, puis en basculant le haut de l'ossature en appui sur l'intérieur de l'aile ( 19) du précadre, en fixant par vis l'ossature sur le précadre, en bourrant le produit isolant( 22) de remplissage et de compensation de jeu et en plaçant les moyens d'étanchéité extérieure clippable. Le capotage clippable ( 24, 25, 57, 58) est réalisé en équerre ( 24 et ) et en U ( 57, 58), en tôle laquées, dont la paroi interne est recouverte d'une feuille mince collée, en matériau fortement isolant, en ce que les deux extrémités du capotage ( 24, 25) sont pliées en équerre puis pliées à nouveau en biais selon un pli ( 28), un petit rebord ( 29), parallèle à la paroi extérieure, termine le pli ( 28), le petit rebord ( 29) des capotages est agencé pour se clipper élastiquement sous l'épaulement de vis ( 30, 31, 32, 33) vissées sur l'aile ( 19) du précadre, sur les pare-closes ( 7 et 8) et sur le coté de la semelle ( 9); ces capotages sont bourrés de matériau ( 35) isolant thermiquement, venant en appui sur la paroi extérieure de l'aile ( 19) du précadre ( 15) et sur le dessus de la pare-close ( 8) d'un côté et sur les côtés de la pare-close fixe ( 7) et de la semelle ( 9). Les avantages du châssis selon l'invention sont les suivants: il assure une fonction coupe-feu ou pare-flamme de façon modulable, allant de 0,30 h à 3 h et plus en fonction du nombre de groupes verriers utilisés; l'assemblage complet au sol de l'ossature du châssis de ses joints d'étanchéité thermiques divers et de son vitrage dans des conditions de sécurité et de précision maximales; la mise en place très rapide et précise du châssis vitré coupe-feu entièrement assemblé dans un précadre métallique déjà fixé dans la baie maçonnée au moment de la réalisation du béton en garantissant les cotes de fabrication, ou après réalisation du béton et vérification des dimensions de la baie; il permet de disposer d'une surface vitrée longitudinale au moins double de ce qui est connu à ce jour; il renforce la tenue du volume verrier; il diminue beaucoup l'épaisseur totale du châssis par rapport à sa capacité coupe-feu; il offre la possibilité de placer autant de châssis jouxtant que le permet les linteaux en béton précontraint à contreflèche, ce qui satisfait le souhait des architectes d'une grande transparence de façade; il permet la dilatation libre du châssis vitré dans sa baie en évitant les déformations longitudinales; il offre une très grande étanchéité thermique périphérique de l'ossature du châssis qui se trouve protégé des risques de déformation; des capotages laqués assurent l'esthétique d'ensemble du châssis. L'invention s'applique à: la protection de locaux à hauts risques recevant ou non du public; la protection de locaux collectifs de sommeil ou autres en assurant un temps suffisant permettant l'évacuation totale des personnes; la protection des espaces d'exposition d'objets ou d'équipements de valeur; la protection de locaux d'essais au feu; les passages et les sorties de secours o l'isolation thermique a une signification décisive pour la sauvegarde des vies humaines; les salles de contrôle des usines d'exploitation de produits inflammables. L'invention est décrite en détail dans le texte qui suit en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels on a montré: fig 1, une coupe transversale du châssis vitré selon l'invention, monté sur son précadre et équipé de capotages esthétiques de protection thermique; fig 2, une vue en élévation de deux châssis selon l'invention disposés cote-à-cote dans une baie maçonnée; fig 3, une coupe transversale AA de la fig 2 du châssis en partie haute au moment de sa mise en place en appui contre le précadre; fig 4, une coupe transversale BB montrant la fixation du châssis sur le précadre; fig 5, une coupe tranversale CC de la fig 2 montrant le positionnement de deux châssis cote-à-cote dans un précadre vertical en Té; fig 6, une coupe transversale DD de la fig 2 montrant le mode de montage rapide et précis du châssis sur le précadre, par engagement de pions dans un trou de positionnement du précadre; fig 7, l'aspect modulaire du châssis coupe-feu; fig 8, le préassemblage au sol sur chantier de l'ossature complète; fig 9, la mise en place de l'ossature dans son précadre. Tel qu'il est partiellement représenté assemblé et monté sur son précadre sur la fig 1 en coupe transversale, le châssis vitré coupe-feu comporte un ensemble monobloc verrier 1 constitué, à titre d'exemple, de trois groupes multiccouches identiques comportant chacun au moins cinq panneaux de verre 2, 3, 4 solidarisés périphériquement chez le miroitier avec un intercalaire entre chaque vitre et entre chaque groupe multicouche. Ce volume verrier monobloc est prévu pour résister plus de 2 heures au feu. Il est disposé en appui sur une première bande 5 de matériau isolant thermiquement semi-rigide de l'ordre de 3 mm d'épaisseur destinée au rattrapage d'écarts dimensionnels Cette bande 5 est posée sur une plaque de répartition en matériau isolant rigide 6 d'une épaisseur de l'ordre de mm Le volume verrier est serré entre deux profilés pare- close 7 et 8 constitués chacun d'une barre d'acier de section sensiblement carrée, dont l'un est soudé sur une semelle métallique rigide 9 coupée à longueur dans une barre méplate, tandis que l'autre est vissé de place en place sur ladite semelle comme il sera vu sur les figures suivantes Des bandes isolantes de fibres céramiques 10, 11 sont interposées entre les pare- closes et le volume verrier L'étanchéité thermique des plaques 5, 6 et des bandes 10, 11 ainsi que de joints silicone 12, 13 est suffisante pour empêcher la déformation thermique de l'ossature du châssis constituée des pare-closes 7, 8 et de la semelle 9. Le châssis coupe-feu est assemblé complètement au sol dans son ossature avec tous ses joints avant la pose dans le précadre 15. Ce précadre 15 est soit solidarisé à la baie au moment de la réalisation du béton au moyen d'un mannequin de positionnement destiné à garantir ses dimensions, soit fixé sur la baie après réalisation du béton et vérification des dimensions de ladite baie. Il est constitué en tôle d'acier préférablement protégée anti-corrosion, pliée en équerre en L et comporte une grande aile 16 en appui sur la baie 17, fixée sur celle-ci au moyen de chevilles à vis à tête fraisée 18, et une seconde aile perpendiculaire 19 contre laquelle est appuyée la pare- close 8 après interposition d'une bande 20 également en matériau isolant thermiquement. Après la fixation du châssis dans son précadre, on passe à la phase finale de mise en place de matériau de remplissage 22 isolant thermiquement, bourré dans l'espace résiduel entre-le précadre et le châssis On met ensuite en place les capotages symétriques en équerre 24 et , en tôle laquée, dont la paroi interne est recouverte d'une feuille mince collée, en matériau fortement isolant Les deux extrémités du capotage 24, 25 sont pliée en équerre puis pliées à nouveau en biais selon un pli 28 Un petit rebord 29, parallèle à la paroi extérieure, termine le pli 28 Le petit rebord 29 des capotages se clippe élastiquement sous l'épaulement de vis 30, 31, 32, 33 vissées sur l'équerre 19, sur les pare- closes 7 et 8 et sur le coté de la semelle 9 Ces capotages sont bourrés de matériau 35 isolant thermiquement, venant en appui sur la paroi extérieure de l'aile 19 du précadre 15 et sur le dessus de la parclose 8 d'un côté et sur les côtés de la pare-close fixe 7 et de la semelle 9 Les plis 27 des capotages s'appuient sur la baie maçonnée 17. La modularité des durées coupe-feu est obtenue en modifiant la composition du volume verrier Pour les faibles durées, un seul groupe verrier 2 multicouche peut être utilisé, avec le nombre de couches nécessaire Pour les durées intermédiaires, on utilisera deux groupes verrier 3, 4, et pour des durées atteignant 3 heures, on ajoutera un quatrième groupe verrier en renforçant l'épaisseur des matériaux d'isolation thermique Seules changent la largeur de la semelle 9, celle des plaques d'isolant 5 et 6 et celle du précadre 16 Ces dimensions modulaires peuvent être standardisées en fonction des différentes épaisseurs des groupes verriers également standardisées chez le miroitier fournisseur. La fig 2 montre, sur une vue en élévation de deux châssis selon l'invention, disposés cote-à-cote dans une baie maçonnée, la position des différentes coupes 3 à 6 desdits châssis AA et BB en partie haute, CC entre les deux châssis et DD en partie basse. La fig 3 montre une coupe transversale AA du -châssis selon la fig 2, en partie haute au moment de sa mise en place en appui contre l'intérieur de l'aile 19 du précadre 16. Sur cette vue on a montré les vis 40 qui fixent la pare-close rapportée 8 sur la semelle 9 ainsi que la position des deux capotages 24, 25. La fig 4 montre une coupe transversale BB du châssis selon la fig 2, en partie haute au moment de la fixation dudit châssis en appui contre l'intérieur de l'aile 19 du précadre 16 Sur cette vue on a montré des vis , traversant un grand trou 44 percé dans l'aile 19 du précadre, vissée dans un taraudage correspondant de la pare-close 8 Ces vis 45 s'appuient sur une très large rondelle 46 et fixent le châssis sur le précadre en lui laissant la possibilité de libre dilatation verticale grâce au jeu important du trou 44. La fig 5 montre une coupe tranversale suivant CC de la fig 2 présentant le positionnement de deux châssis cote-à-cote dans un précadre vertical en Té 50 remplaçant le précadre en tôle pliée en L; il est constitué d'une plaque 53 en tôle d'acier remplaçant les ailes 19 des précadres, sur le milieu de laquelle est soudée une seconde plaque 54 Les deux châssis 51, 52 sont appuyés chacun latéralement contre la plaque 53 après interposition de l'isolant thermique 20 Aprés fixation on bourre les espaces libres 55, 56 de matériau 22 comme sur la fig 1 et l'on met en place des capotage en forme d'U 57, 58 remplaçant les capotages périphériques 24, 25. La fig 6 montre une coupe transversale DD suivant la fig 2 présentant le mode de montage rapide et précis du châssis préassemblé, sur le précadre inférieur 16, par engagement de pions 60, solidaires de la semelle 9, dans un trou 61 de positionnement du précadre après interposition d'une plaque de calage 62 en matériau isolant Les trous 61 des pions 60 sont de forme oblongue de façon à laisser la libre dilatation longitudinale du châssis. La fig 7 montre l'aspect modulaire de l'ossature recevant le volume verrier coupe-feu ou pare-flammes La durée coupe-feu ou pare-flammes du châssis est rendu modulable en utilisant les dimensions standards correspondantes en largeur, de la semelle 9, de celle des plaques d'isolant 5 et 6, de celle du précadre 15 en L et de celle du précadre en Té en conformité avec l'épaisseur standardisée E du volume verrier à recevoir dans l'espace 64. La nature et l'épaisseur de de ce volume verrier seront définis en fonction de la protection recherchée, coupe-feu ou pare-flammes selon la législation à respecter pour le bâtiment considéré. Sur la fig 8 on a montré le préassemblage de l'ossature, avec ses moyens d'étanchéité thermique interne 5, 6, 10, 11,12, 13, son volume verrier et sa pare-close périphérique( 8) de maintien, effectué sur le chantier, l'ossature étant posée à plat sur des chevalets 65, 66, calés au niveau sur le sol du chantier à proximité de sa baie. La fig 9 montre la mise en place de l'ossature 68 préassemblée dans son précadre 15 préalablement solidarisé à la baie Elle est effectuée par l'intermédiaire de moyens de levage, en introduisant les pions 60 de positionnement latéral dans leur logement oblong 6 l en partie basse du précadre (voir la fig 6), puis en basculant le haut de l'ossature en appui sur l'intérieur de l'aile 19 du précadre, en fixant par vis l'ossature sur le précadre, en bourrant le produit isolant 22 de remplissage et de compensation de jeu et en plaçant les moyens d'étanchéité extérieure clippables. REVENDICATIONS: 1 Châssis coupe-feu à durée modulable comportant: une ossature périphérique de maintien d'au moins un panneau de verre coupe-feu constitué de moyens multicouches transparents résistant à des températures supérieures à 1 000 degrés séparés par une succession de lames d'air et disposés en groupe monobloc, des moyens assurant une étanchéité thermique interne entre le volume verrier et l'ossature, Des capotages extérieurs, des moyens de fixation dans la baie maçonnée assurant la libre dilatation du châssis, caractérisé en ce qu'il est constitué: d'un moyen précadre périphérique ( 15) solidarisé préalablement à l'intérieur de la baie maçonnée et comportant, en partie basse, des trous ( 61) d'immobilisation transversale du châssis et permettant sa libre dilatation longitudinale, et en partie haute des trous ( 44) assurant une immobilisation transversale et permettant également sa libre dilatation verticale et longitudinale, d'un moyen précadre intermédiaire ( 50) agencé pour séparer deux châssis juxtaposés et solidarisable au précadre périphérique ( 15), d'un volume verrier à durée coupe-feu modulable dont l'épaisseur ou la quantité des groupes multicouches est fonction de la durée coupe-feu désirée, d'une ossature très rigide maintenant périphériquement le volume verrier, agencée pour être préassemblable totalement au sol avec ses joints d'étanchéité thermique interne et agencée pour se poser et se fixer préassemblée dans ledit précadre pour constituer ensemble ledit châssis coupe feu, des moyens ( 24, 25, 57, 58) de capotage clippables sur l'ossature, assurant une fonction d'isolation thermique extérieure à ladite ossature. 2 châssis coupe-feu à durée modulable selon la revendication 1 caractérisé en ce que le précadre périphérique ( 15) est réalisé en tôle d'acier préférablement protégée anti-corrosion, pliée en équerre en L et comporte une grande aile ( 16) en appui sur la baie ( 17), fixée sur celle-ci au moyen de chevilles à vis à tête fraisée ( 18) ou inclue dans le béton, et une seconde aile perpendiculaire ( 19) sur laquelle on appuie la pare-close ( 8) après interposition d'une bande ( 20) également en matériau isolant thermiquement. 3 châssis coupe-feu à durée modulable selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le précadre intermédiaire ( 50) agencé pour séparer deux châssis juxtaposés et solidarisable au précadre périphérique ( 15), est constitué d'une plaque ( 53) en tôle d'acier remplaçant les ailes ( 19) des précadres ( 15), sur le milieu de laquelle est soudée perpendiculairement une seconde plaque ( 54), en ce que les châssis ( 51, 52) juxtaposé sont appuyés chacun latéralement, après interposition d'une bande ( 20) en matériau isolant. 4 châssis coupe-feu à durée modulable selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'ossature périphérique modulable suivant l'épaisseur du volume verrier monobloc utilisé et encadrant celui-ci, est composée d'une semelle métallique rigide ( 9) constituée de tronçons coupés à longueur dans une barre méplate, sur le côté de laquelle on a soudé une pare-close ( 7) coupée en morceaux à longueur dans une barre métallique de section sensiblement carrée et assemblés par soudure et éventuellement boulonnage pour constituer un cadre rigide recevant une pare-close ( 8) rapportée fixée par vis ( 40) après mise en place du volume verrier et de ses moyens d'étanchéité thermique interne. châssis coupe-feu à durée modulable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit châssis est rendu modulable en utilisant les dimensions standards correspondantes en largeur, de la semelle ( 9), de celle des plaques d'isolant ( 5 et 6), de celle du précadre ( 15) en L et de celle du précadre en Té en conformité avec l'épaisseur standardisée du volume verrier à recevoir. 6 châssis coupe-feu à durée modulable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le préassemblage de l'ossature avec ses moyens d'étanchéité thermique interne, son volume verrier et sa pare-close périphérique( 8) de maintien, est effectué sur le chantier, l'ossature étant posée sur des chevalets au sol sur le chantier à proximité de sa baie, en ce que la mise en place de l'ossature, ainsi préassemblée, dans son précadre préalablement solidarisé à la baie, est effectuée par l'intermédiaire de moyens de levage, en introduisant les pions ( 60) de positionnement latéral dans leur logement oblong( 61) en partie basse du précadre, puis en basculant le haut de l'ossature en appui sur l'intérieur de l'aile ( 19) du précadre, en fixant par vis l'ossature sur le précadre, en bourrant le produit isolant( 22) de remplissage et de compensation de jeu et en plaçant les moyens d'étanchéité extérieure clippables. 7 châssis coupe- feu à durée modulable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capotage clippable ( 24, 25, 57, 58) est réalisé en équerre ( 24 et 25) et en U ( 57, 58), en tôle laquées, dont la paroi interne est recouverte d'une feuille mince collée, en matériau fortement isolant, en ce que les deux extrémités du capotage ( 24, 25) sont pliées en équerre puis pliées à nouveau en biais selon un pli ( 28), un petit rebord ( 29), parallèle à la paroi extérieure, termine le pli ( 28), le petit rebord ( 29) des capotages est agencé pour se clipper élastiquement sous l'épaulement de vis ( 30, 31, 32, 33) vissées sur l'aile ( 19) du précadre, sur les pare-closes ( 7 et 8) et sur le coté de la semelle ( 9), en ce que ces capotages sont bourrés de matériau ( 35) isolant thermiquement, venant en appui sur la paroi extérieure de l'aile ( 19) du précadre ( 15) et sur le dessus de la parclose ( 8) d'un côté et sur les côtés de la pare-close fixe ( 7) et de la semelle ( 9).