ACIER GAOERJI
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L'acier de construction doit-il être ignifugé ?
Oui, l'acier de construction nécessite généralement une protection contre l'incendie pour éviter l'effondrement de la structure, mais les réglementations spécifiques dépendent entièrement du type de construction défini dans le code international de la construction (IBC).
L'acier est en effet un matériau incombustible, mais cela ne signifie pas qu'il "ne craint pas le feu". Les données montrent que l'acier perd environ 50% de sa capacité (c'est-à-dire de sa limite d'élasticité) à 1 100 °F (environ 593 °C). Malheureusement, dans un incendie de bâtiment classique, il ne faut que quelques minutes pour atteindre cette température, et non des heures.
Par conséquent, pour les projets de construction de type I, de type II-A et de type III-A, les éléments en acier (colonnes, poutres et fermes) doivent être ignifugés pour satisfaire à des limites de résistance au feu spécifiques (généralement 1, 2 ou 3 heures).
Si votre projet est classé dans le type II-B (structure incombustible non protégée) ou dans le type V-B, ou si vous pouvez satisfaire à des conditions spécifiques de réduction du système de gicleurs et d'espacement des feux, il se peut que l'acier de construction n'ait pas besoin d'une protection active contre l'incendie. En fin de compte, tout dépend de l'intersection de la nature de l'utilisation du bâtiment (groupe d'occupation), des restrictions de hauteur/surface et du type de construction.
Les propriétés physiques de l'acier au feu
Pour comprendre pourquoi l'acier de construction doit être protégé contre le feu, il faut d'abord corriger un malentendu conceptuel : faire la distinction entre "incombustible" et "résistant au feu".
L'acier lui-même ne brûle pas. Cependant, ses propriétés mécaniques se dégradent fortement à haute température. Pour les ingénieurs structurels, 593°C est un seuil de vie ou de mort. Dans un incendie de bâtiment typique, la température ambiante grimpe si vite qu'une fois que l'acier atteint cette température, sa limite d'élasticité et sa rigidité sont instantanément réduites de moitié.
À ce stade, le risque d'effondrement catastrophique de la structure augmente considérablement. Les mesures de protection contre l'incendie - qu'il s'agisse de la pulvérisation d'un revêtement ignifuge ou d'un enduit - ne visent pas essentiellement à préserver l'acier lui-même, mais à retarder le moment où l'acier atteint cette température critique, afin de gagner du temps pour l'évacuation et l'entrée des pompiers.
Type de construction requis pour la protection contre l'incendie dans le code IBC
L'IBC divise les bâtiments en 5 grandes catégories, chacune d'entre elles spécifiant un degré de résistance au feu différent. Les catégories suivantes sont les plus touchées par la prévention des incendies sur les éléments en acier :
Construction de type I :
Il s'agit généralement d'immeubles de grande hauteur ou d'immeubles situés dans des endroits à haut risque. Ce type de bâtiment présente les exigences les plus strictes en matière de protection contre l'incendie. Dans ce type de projet, les colonnes, les poutres et les fermes en acier doivent être étroitement protégées, et des limites de résistance au feu de 2 à 3 heures sont souvent exigées. En effet, plus le bâtiment est haut, plus il met de temps à s'effondrer.
Type II-A (construction incombustible protégée/protégée) :
Les matériaux de ce type de construction sont incombustibles (acier et béton). Remarquez le "A" ici - dans la langue vernaculaire, le "A" signifie généralement "Protégé (protected)". Cela signifie que la structure principale doit atteindre une limite de résistance au feu de 1 heure.
Type III-A :
Les parois extérieures de ces structures sont généralement incombustibles, mais les parois internes peuvent être constituées de n'importe quel matériau autorisé par la spécification. Ici encore, le "A" met l'accent sur le terme "protégé", ce qui signifie que la structure interne en acier doit être ignifugée pour répondre à l'exigence correspondante en termes d'heures.
Atelier à structure métallique
Les ateliers à structure métallique sont polyvalents. La portée libre garantit un espace sans obstacle, tandis que les colonnes centrales et intermédiaires offrent des solutions économiques pour les grandes portées.
Pont/Structure en acier Bridgeipsum
Les ponts à structure en acier utilisent des rapports résistance/poids élevés pour atteindre de longues portées là où les appuis intermédiaires sont difficiles.
Bâtiments à structure métallique
Les bâtiments à structure métallique présentent des conceptions polyvalentes pour répondre à des besoins divers. La portée libre offre un espace ouvert, tandis que les colonnes centrales et intermédiaires augmentent l'économie pour les grandes portées. Le système Multi Gable permet de répondre à des largeurs complexes.
Quand les structures en acier peuvent-elles être "striées" ?
Toutes les structures en acier n'ont pas besoin d'être enveloppées hermétiquement. Lorsque nous contrôlons les coûts, nous utilisons souvent des scénarios spécifiques de l'IBC pour garder l'acier "sans protection" :
Type II-B (structure non combustible non protégée/structure non combustible non protégée) :
Si le projet peut être classé dans le type II-B, ce sera beaucoup plus facile. Le code reconnaît que le risque de ce type de bâtiment (en fonction de son utilisation et de son échelle) est suffisamment faible pour que la charpente métallique ne nécessite pas d'indice de résistance au feu. Ce type de bâtiment est très courant dans les bâtiments commerciaux de faible hauteur ou les entrepôts, où les poutres en acier sont directement exposées.
Type V-B :
Il s'agit du type le moins restrictif (généralement les constructions en bois léger, mais aussi les constructions en acier). "B" signifie "pas de protection", c'est-à-dire que l'élément structurel n'a besoin d'aucun degré de résistance au feu.
Distances de séparation en cas d'incendie :
Si votre bâtiment est suffisamment éloigné des autres bâtiments ou des limites de propriété, le risque de chaleur rayonnante sera réduit. Dans ce cas, l'IBC permet de réduire les exigences de classement au feu du mur porteur extérieur en fonction de l'espacement au feu.
Jeu "Discount" sur les systèmes d'arrosage automatique
Le système d'extinction automatique est une variable clé lorsqu'il s'agit de décider si une structure en acier a besoin d'une protection contre l'incendie.
L'IBC autorise les "compromis" après l'installation d'un système d'extinction automatique entièrement conforme à la norme NFPA 13. Ceci est très courant dans la conception actuelle, et l'installation d'un système de gicleurs permet souvent à l'équipe de conception de réduire le degré de résistance au feu requis pour l'acier de construction.
Par exemple, un bâtiment qui, à l'origine, devait avoir un degré de résistance au feu d'une heure (type II-A) selon le code, peut être reclassé ou exempté de la construction selon le type II-B (aucune protection) grâce à un puissant système de sprinklers. La logique est simple : un système actif de suppression des incendies (sprinkler) réduit la probabilité que l'acier atteigne le point de rupture fatal de 1 100 °F.
Nature de l'utilisation, hauteur et superficie
Enfin, pour résumer, la réponse à la question de savoir si l'acier de construction a besoin d'une protection contre l'incendie n'est pas un oui ou un non, mais un processus de calcul basé sur trois facteurs dans la spécification :
Nature de l'utilisation :
À quoi sert la maison ? Une installation à haut risque pour le stockage de matériaux inflammables ou un auditorium bondé doivent être soumis à des règles de prévention des incendies beaucoup plus strictes qu'un petit entrepôt.
Hauteur et surface :
Plus le bâtiment est grand et haut, plus il est difficile d'évacuer et d'éteindre les incendies. Par conséquent, à mesure que le volume augmente, l'IBC tend à imposer des structures de type I ou II-A, ce qui déclenche l'obligation de protection contre l'incendie.
Type de construction :
Il s'agit d'une analyse complète des deux points susmentionnés après le classement final.
En résumé, lorsque la combinaison de la nature, de la hauteur et de la zone vous pousse vers un type de construction spécifique (tel que le type I, II-A ou III-A), vous devez protéger la structure en acier contre le feu afin d'éviter qu'elle ne perde sa résistance en cas d'incendie.
Auteur:Michael Ross
Je suis ingénieur structurel principal, spécialisé dans les stratégies de protection contre l'incendie. Avec plus de 14 ans d'expérience dans la construction commerciale, j'aide les architectes et les promoteurs à naviguer dans les réglementations complexes de l'IBC afin d'équilibrer la sécurité structurelle avec des solutions d'ignifugation rentables.
