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8.4.1 Matériaux
Pour l’évaluation dans le domaine de la protection incendie, on considère en premier lieu la combustibilité, la formation de fumée ainsi que la formation de gouttes.
Combustibilité
La combustibilité d’un matériau est déterminée par son inflammabilité et sa vitesse de combustion.
Matériaux et éléments de construction combustibles
On qualifie de facilement combustibles les matériaux et éléments de construction qui s’enflamment dans l’air atmosphérique par une allumette et qui se consument rapidement par eux-mêmes sans apport de chaleur supplémentaire.
On qualifie de moyennement combustibles les matériaux et éléments de construction qui, après avoir été enflammés dans l’air atmosphérique, continuent à brûler par eux-mêmes sans apport de chaleur supplémentaire.
On qualifie de difficilement combustibles les matériaux et éléments de construction qui s’enflamment difficilement par l’effet du feu et de la chaleur et qui ne se consument ou ne charbonnent que lentement et seulement avec apport de chaleur supplémentaire. Lorsque la source de chaleur disparaît, les flammes doivent s’éteindre rapidement et le feu doit cesser de couver.
Matériaux et éléments de construction incombustibles/Résistance à la chaleur
On qualifie d’incombustibles les matériaux et éléments de construction qui ne peuvent pas être enflammés et qui ne charbonnent pas ou ne se réduisent pas en cendres. Les matériaux et éléments de construction comprenant des composants combustibles en très faibles quantités ou dont la combustion est rendue particulièrement difficile par imprégnation ou minéralisation peuvent pratiquement être considérés comme incombustibles. Ils sont décrits comme « quasiment incombustibles ». Pour cette qualification, un justificatif spécial est nécessaire.
Les matériaux et éléments de construction incombustibles sont qualifiés de résistants à la chaleur quand leur résistance ne diminue pas en deçà d’un seuil acceptable losqu’ils sont chauffés de manière stationnaire à 100 °C.
Les matériaux et éléments de construction incombustibles sont qualifiés de très résistants à la chaleur quand leur résistance ne diminue pas en deçà d’un seuil acceptable losqu’ils sont chauffés de manière stationnaire à 400 °C.
Les matériaux et éléments de construction incombustibles dont le point de ramollissement n’est pas inférieur à 1500 °C sont qualifiés de résistants au feu quand leur résistance ne diminue pas en deçà d’un seuil acceptable quand ils sont exposés à une température de 1200 °C.
L’AEAI distingue les degrés de combustibilité suivants:
- très facilement inflammable et se consumant très rapidement (pas admissible comme matériau de construction!)
- facilement inflammable et se consumant rapidement (pas admissible comme matériau de construction!)
- facilement combustible (par exemple laine de bois, plastiques): matériaux de construction facilement inflammables et qui se consument rapidement, sans apport de chaleur supplémentaire
- moyennement combustible (par exemple bois de sapin, panneaux de particules ou de fibres, polyéthylène et autres plastiques): matériaux de construction normalement inflammables et qui continuent à brûler assez longtemps, sans apport de chaleur supplémentaire
- difficilement combustible (par exemple bois de chêne, PVC dur et autres plastiques): matériaux de construction difficilement inflammables, qui ne se consument ou ne charbonnent que lentement, et seulement avec apport de chaleur supplémentaire. Lorsque la source de chaleur disparaît, les flammes doivent s’éteindre rapidement et le feu doit cesser de couver.
- incombustible (par exemple métaux, pierres)
a) quasiment incombustibles: matériaux de construction comprenant des composants combustibles en très faibles quantités, mais qui sont ininflammables et pratiquement considérés comme incombustibles
b) incombustibles: matériaux de construction sans composants combustibles, qui sont ininflammables, ne charbonnent pas et ne se réduisent pas en cendres
Formation de fumée
La densité de fumée produite d’un matériau est déterminée sur la base de la transmission lumineuse ou de la détérioration de la visibilité. On distingue les degrés de densité de fumée suivants:
Produits de décomposition toxiques et corrosifs
Les matériaux de construction qui, sous l’effet d’un incendie développent, en plus du monoxyde de carbone, des gaz ou vapeurs supplémentaires toxiques, corrosifs ou fortement irritants, générateurs de panique (par exemple les gaz nitreux, l’acide chlorhydrique), sont marqués par les symboles supplémentaires Tx ou Co.
La recevabilité de ces matériaux doit être vérifiée au cas par cas. Leur utilisation est particulièrement exclue dans des locaux conçus pour accueillir de grands nombres de personnes ou dans lesquels sont entreposés des équipements ou produits de valeur sensibles à la corrosion.
Indice d’incendie selon l’AEAI [8.3]
Dans l’indice d’incendie la combustibilité ainsi que la densité de fumée produite sont décrites par des chiffres allant respectivement de 1 à 6 et de 1 à 3. En plus l’action corrosive ou toxique peut être indiquée par Co ou Tx respectivement. Exemple: 4.2 (Co) signifie matériau de construction moyennement combustible provoquant un dégagement de fumée moyen et libérant, dans l’incendie, des gaz ou vapeurs corrosives.
Le tableau 8.4 compare entre elles les classifications des matériaux selon EN, DIN et AEAI.
Si la combustibilité est déterminée à une température d’environnement plus élevée, alors celle-ci doit est mentionnée en complément. Exemple: 5 (200 °C).2
8.4.2 Parties de construction et systèmes porteurs
Parties de construction
Il est primordial que certaines parties de construction exposées au feu puissent maintenir leur fonction d’élément porteur ou de fermeture coupe-feu jusqu’à une température déterminée et durant un certain temps. Afin d’évaluer ces aptitudes de façon simplifiée et routinière, on utilise actuellement souvent une évolution temporelle de température normalisée (appelée courbe normalisée de température-temps ou courbe d’incendie normalisé ISO; voir modèle d’incendie B1, section 8.3.2). Cet incendie dit normalisé décrit l’évolution possible d’un sinistre dont le début correspond à un incendie alimenté par les matériaux mais qui ne présente cependant aucune baisse de température (voir aussi Fig. 8.1).
Résistance au feu
Le comportement au feu des parties de construction se caractérise notamment par leurs durées de résistance au feu. Cette durée correspond à la durée minimale, en minutes, pendant laquelle la partie de construction doit remplir les exigences requises.
Les parties de construction sont catégorisées dans les classes suivantes et sont caractérisées par leurs durées de résistance au feu:
Systèmes porteurs
Les systèmes porteurs comprennent la totalité des parties de construction et des liaisons nécessaires pour la reprise et la conduite des charges ainsi que pour la stabilisation d’un bâtiment.
Les systèmes porteurs pour lesquels des exigences de résistance au feu sont posées, doivent être dimensionnés et construits afin qu’ils maintiennent suffisamment leur stabilité sous la contrainte d’un incendie.
Le système porteur doit être dimensionné afin
- que ni la défaillance d’une partie de construction unique, ni l’effet de la dilatation thermique sur un même niveau ou sur d’autres étages ne conduise à son écroulement,
- qu’aucun dommage excessif ne soit causé aux compartiments coupe-feu adjacents.
Si nécessaire, la dilation thermique ou ses entraves doivent être prises en compte.
Résistance au feu
La résistance au feu du système porteur doit être adaptée au nombre d’étages et à l’affectation du bâtiment tout en prenant en compte les dangers d’incendie pondérés par la charge thermique du bâtiment ou du compartiment coupe-feu.
8.4.3 Fermetures coupe-feu
Les fermetures coupe-feu sont conçues pour éviter le passage du feu et de la fumée à travers des ouvertures en parois ou dans les plafonds. Comme portes et portails (T), fermetures étanches à la fumée et aux flammes ou vitrages (R), clapets coupe-feu (K) et portes de cages d’escalier (A), ces parties de construction sont testées sur les exigences spécifiques relatives à leur comportement au feu et sont catégorisées selon leurs classes de résistance au feu (p. ex. T 30; R 60; K 90; A 90).
Les pans de verre de silicate purs sont inadaptés à la protection incendie préventive, car ils se brisent en cas d’incendie. Toutefois, pour profiter de l’avantage évident de la transparence, des verres armés sont introduits bien qu’ils présentent des inconvénients tels qu’une stabilité conditionnelle et une forte transmission de chaleur par rayonnement thermique. Des verres récemment développés, que l’on dénomme verres de type R, protègent des flammes et de la fumée (p. ex. verre borosilicate). Certains verres offrent même en plus une protection contre la transmission de chaleur par rayonnement (verres de type F). Ces derniers sont constitués de plusieurs pans de verre de silicate avec des couches intermédiaires de protection incendie qui ne moussent qu’à partir de 120 °C et qui assurent un effet d’isolation de l’incendie durant la durée de résistance au feu prescrite.