L'acier perd environ 50% de sa capacité de charge lorsqu'il atteint 1 000°F, ou 537°C, ce qui pose de sérieux risques en cas d'incendie. Un matériau ignifuge fiable pour l'acier de construction est essentiel pour protéger les bâtiments industriels et les installations, en assurant l'ignifugation de la charpente métallique pour garantir la sécurité et l'évacuation en toute sérénité.

Définition de l'ignifugation

L'ignifugation est une mesure de protection qui empêche les matériaux structurels, comme l'acier, d'atteindre des températures critiques pendant un incendie. En utilisant des matériaux résistants au feu pulvérisés, ou SFRM, et d'autres couches de protection, l'ignifugation renforce la sécurité et la stabilité d'un bâtiment en cas d'incendie.

Deux catégories d'ignifugation : Actif et passif

L'ignifugation de l'acier implique à la fois des systèmes de protection active contre l'incendie, qui utilisent des systèmes d'arrosage ou des extincteurs, et des solutions d'ignifugation passive, qui appliquent des matériaux ignifuges directement sur les surfaces en acier. Ces couches agissent comme une barrière, réduisant la transmission de la chaleur et retardant la défaillance de la structure.

La protection contre l'incendie est également spécifiée en fonction des types d'incendie potentiels :

• Incendies de cellulose (à base de bois) : Plus lent à se développer, il atteint 2 000°F en quatre heures. On le trouve dans les écoles, les hôpitaux et les bâtiments résidentiels.
• Incendies d'hydrocarbures (à base de carburant) : Atteignent rapidement 2 000°F en cinq minutes, ce qui est essentiel pour les installations industrielles et pétrochimiques.

Applications pour l'ignifugation des charpentes d'acier

L'objectif de l'ignifugation est de protéger les éléments structurels critiques dans les environnements industriels, tels que.. :

Exigences du code d'ignifugation des charpentes d'acier

Les exigences du code d'ignifugation varient d'une région à l'autre, mais elles sont généralement alignées sur les normes d'organisations telles que Conseil international du code (ICC/IBC), National Fire Protection Association (Association nationale de protection contre l'incendie) (NFPA) ou NORSOK.

Les indices de résistance au feu, généralement exprimés en heures, indiquent la durée pendant laquelle les matériaux ignifuges peuvent résister au feu dans des conditions spécifiques.

Essai de résistance au feu :

• ASTM E119 et UL263 pour les feux de cellulose, lorsque la température atteint 2 000 F ou 1 093 C en quatre heures
• UL1709 pour les feux d'hydrocarbures, où les températures atteignent 2 000 F en cinq minutes et se maintiennent pendant la durée de l'essai.

Tests supplémentaires, tels que Carburant pour avionLes services d'incendie, de brûlage et d'explosion de la piscine. Essai du tuyau d'arrosageévaluer la résistance à l'incendie dans des applications spécialisées. Les ingénieurs et les architectes peuvent se référer à des répertoires tels que Laboratoires des assureurs pour déterminer les caractéristiques appropriées. Les codes de construction locaux, les normes modèles et les spécifications de conception fournissent des lignes directrices pour les exigences spécifiques au projet.

Méthodes traditionnelles d'ignifugation des charpentes métalliques

Matériaux ignifuges appliqués par pulvérisation (SFRM)

Le matériau ignifuge appliqué par pulvérisation (SFRM) est une solution couramment utilisée et rentable pour l'ignifugation des poutres et des colonnes en acier. Appliqués par pulvérisation humide ou sèche, les produits ignifuges à base de ciment comme le SFRM sont conçus pour accroître la résistance d'une structure à des températures élevées. Composé principalement de ciment et de gypse, avec des additifs minéraux, le SFRM peut également offrir une isolation acoustique et thermique limitée.

Bien qu'efficace, le SFRM n'est pas idéal pour les environnements à forte humidité ou les cycles de gel-dégel, car ces conditions peuvent dégrader le matériau. En outre, il n'offre qu'une protection minimale contre la corrosion, d'où la nécessité de préparer soigneusement les surfaces par sablage, application d'une couche d'apprêt et renforcement, en particulier dans les environnements corrosifs. Bien que le SFRM soit abordable, ces étapes préparatoires peuvent avoir un impact sur les coûts du projet.

Revêtements intumescents

Les matériaux intumescents résistants au feu (IFRM) se dilatent jusqu'à 100 fois leur épaisseur d'origine lorsqu'ils sont exposés à la chaleur, créant ainsi une barrière épaisse pour protéger l'acier. Ces revêtements légers sont très appréciés pour les surfaces d'acier exposées, car ils préservent l'esthétique sans compromettre la protection contre l'incendie.

Cependant, l'IFRM est très vulnérable aux conditions environnementales pendant l'application, ce qui peut affecter les performances, et il est plus cher que les autres options d'ignifugation, en particulier pour les indices de résistance au feu les plus élevés. Bien que l'IFRM offre une certaine protection contre la corrosion, le processus d'application, y compris la préparation de la surface (sablage, apprêts, lattes/attaches, etc.), peut être coûteux et prendre beaucoup de temps.

Panneau rigide ignifuge

Les systèmes d'ignifugation en panneaux rigides consistent à fixer des matériaux ignifuges sous forme de panneaux aux poutres et aux colonnes, ce qui convient à divers climats. Cette méthode, qui convient à la construction hors séquence, est efficace dans divers climats, y compris dans les zones sujettes au gel.

Les panneaux rigides sont toutefois plus lents et plus coûteux à installer et n'offrent pas de protection contre la corrosion, ce qui nécessite souvent une préparation supplémentaire (sablage, apprêts ou peintures anticorrosion), ce qui augmente les coûts du projet.

Systèmes de couverture souple

Les systèmes de couverture souple combinent l'isolation thermique, acoustique et contre le feu, offrant une protection légère sans production de fumée toxique. Ils sont faciles à installer sur des formes complexes mais n'ont pas d'épaisseur personnalisable et nécessitent des fixations supplémentaires.

Ces couvertures n'offrent aucune protection contre la corrosion, de sorte que des étapes préalables à l'installation, telles que l'application d'une couche d'apprêt et le sablage, sont souvent nécessaires. Le nombre limité de fabricants signifie également moins de choix pour ce type d'ignifugation.

Béton Portland

Autrefois largement utilisé pour l'ignifugation, le béton Portland reste un choix pour les grands éléments en acier, tels que les colonnes. Bien qu'il soit durable, il nécessite un volume important, a une empreinte carbone élevée et manque de polyvalence dans sa conception.

L'ignifugation du béton n'offre qu'une résistance minimale à la corrosion, de sorte qu'elle nécessite généralement des mesures de protection supplémentaires, notamment des apprêts ou une galvanisation, pour préserver l'intégrité de l'acier.

Progrès dans l'ignifugation par pulvérisation de l'acier de construction

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