Evacuation de la fumée et de la chaleur : quel système convient le mieux en cas d'incendie ?

Le premier objectif de protection en cas d'incendie est de maintenir le plus longtemps possible les voies d'évacuation et de sauvetage nécessaires à l'autosauvetage des occupants du bâtiment ainsi qu'au sauvetage des personnes et à l'intervention des pompiers. De plus, l'évacuation ciblée de la chaleur contribue à soulager la structure du bâtiment sur le plan thermique. Ainsi, l'effondrement du bâtiment dû à une défaillance statique est fortement retardé et ce temps gagné est disponible en plus pour le sauvetage des personnes et la lutte contre l'incendie.

En droit de la construction, cela devient important lorsqu'un système d'évacuation des fumées et de la chaleur est exigé dans le règlement de construction. En se référant à l'actuel règlement type de construction de la conférence des ministres de la construction en Allemagne, on peut lire par exemple dans le § 35 "Cages d'escalier nécessaires", au chapitre 8 : "Les cages d'escalier nécessaires doivent pouvoir être ventilées et désenfumées pour faciliter les travaux d'extinction efficaces. Ils doivent comporter à chaque étage supérieur des fenêtres donnant directement sur l'extérieur, d'une section libre d'au moins 0,50 m², qui peuvent être ouvertes ou qui comportent à l'endroit le plus haut une ouverture pour l'évacuation de la fumée".

De plus, le chapitre 3 du § 39 "Ascenseurs" stipule : "Les cages d'ascenseur doivent être ventilées et comporter une ouverture pour l'évacuation des fumées dont la section libre représente au moins 2,5 % de la surface de base de la cage d'ascenseur, avec un minimum de 0,10 m². Cette ouverture peut être munie d'une fermeture qui s'ouvre automatiquement en cas d'incendie et qui peut être commandée d'au moins un endroit approprié".

Cela signifie que, précisément pour les projets qui relèvent de la classe de bâtiment 4 ou 5, mais aussi pour les bâtiments spéciaux tels que les garages, les lieux de réunion ou les surfaces qui doivent être construites conformément aux directives sur les bâtiments industriels, pour citer quelques exemples, les exigences en matière de désenfumage et l'utilisation d'installations correspondantes pour l'évacuation de la fumée et de la chaleur sont définies en conséquence dans le cadre de la procédure de permis de construire.

Installation complète

En outre, il peut y avoir d'autres objectifs de protection pour un désenfumage, par exemple lorsque la protection des biens joue un rôle. Mais même en cas d'écarts par rapport aux exigences du droit de la construction, il peut y avoir des demandes de telles installations dans le cadre de mesures compensatoires. Nous recommandons de convenir de ces écarts, y compris des compensations, ainsi que des paramètres de dimensionnement en fonction de l'objectif de protection, au cas par cas avec les autorités compétentes.

Lorsque l'on parle alors d'EFC, on entend par terme générique une installation complète d'évacuation des fumées et de la chaleur qui se compose d'appareils individuels d'évacuation des fumées et de la chaleur (EFC), des éléments de déclenchement et de commande, de l'alimentation en énergie, des conduites, de l'alimentation en air frais et, éventuellement, de rideaux de cantonnement de fumée supplémentaires pour les grands locaux. On distingue les installations d'évacuation des fumées et de la chaleur suivantes :

• Système d'évacuation naturelle des fumées (NRA)
• Système d'évacuation mécanique des fumées (MRA)
• Installations à pression différentielle de fumée (DDA) ou installations à pression de protection contre la fumée (RDA)
• Désenfumage des garages
• Désenfumage des cages d'ascenseur
• Désenfumage des cages d'escalier
• Hottes d'extraction de chaleur (WA)

Si l'on utilise le principe physique selon lequel l'air chaud monte (ascension thermique), il s'agit d'installations naturelles d'évacuation de la fumée et de la chaleur (NRA). Ils ne fonctionnent toutefois que lorsque la fumée est chaude, mais sont alors moins chers que les installations mécaniques. Par nature, les NRA font également office d'extracteurs de chaleur (WA). Remarque : les extracteurs de chaleur ne fonctionnent pas nécessairement comme des NRA à l'inverse, car ils ne libèrent leurs surfaces d'ouverture qu'en cas d'évolution avancée de l'incendie avec des températures élevées. L'un des inconvénients des NRA est que ces installations ne peuvent généralement être utilisées que dans des bâtiments de faible hauteur, généralement à un seul étage, car il faut s'attendre à un effet négatif entre l'air entrant et l'air sortant à des hauteurs plus importantes en raison des conditions de vent ou de l'inversion météorologique.

Les ouvertures dans les toits et les façades (fenêtres), qui font partie du système d'évacuation naturelle des fumées et de la chaleur, présentent l'avantage de pouvoir répondre aux exigences de la protection physique contre les effractions. Des systèmes testés avec une classification RC2 ou RC3 selon la norme DIN EN 1627 sont disponibles sur le marché.

Ventilateurs de désenfumage possibles

Lorsque l'on utilise des exutoires de fumée mécaniques (EFM), leur fonctionnement est assuré par un entraînement motorisé. Le plein débit d'air est disponible dès le déclenchement. Il est également avantageux que le débit d'air reste à peu près constant pendant la durée de l'incendie. Et l'objectif de protection consistant à maintenir le plus grand dégagement de fumée possible dans les voies d'évacuation et de sauvetage est également presque atteint immédiatement après le déclenchement. Les ventilateurs de désenfumage peuvent être utilisés : des ventilateurs de toit, de mur, de conduit, axiaux ou radiaux.

Le désenfumage peut alors se faire directement sans ou avec des conduits de désenfumage. Le contrôle de la résistance à la température des ventilateurs s'effectue selon la norme DIN EN 12101-3, "Contrôle des fumées et de la chaleur - Partie 3 : Dispositions pour les appareils d'évacuation mécanique de fumées et de chaleur". En fonction de la température et de la durée de l'essai, il existe une répartition en différentes classes de température :

• Classe de température F 200 (température d'essai de 200 °C, pour une durée d'essai de 120 minutes)
• F 300 (température d'essai de 300 °C, pour une durée d'essai de 60 minutes)
• F 400 (90) (température d'essai de 400 °C, pour une durée d'essai de 90 minutes)
• F 400 (120) (température d'essai de 400 °C, pour une durée d'essai de 120 minutes)
• F 600 (60) (température d'essai de 600 °C, pour une durée d'essai de 60 minutes)

Au moins classe de température F 600

Afin d'éviter que les températures des gaz de fumée qui augmentent en cas d'incendie ne provoquent des dysfonctionnements du ventilateur, il convient en règle générale de toujours utiliser des ventilateurs avec une classe de température F 600 au minimum. Il convient de noter que les ventilateurs de désenfumage font partie de la liste des règles de construction B partie 1 de l'Institut allemand des techniques de construction (DIBt) et sont soumis au champ d'application des normes harmonisées selon le règlement sur les produits de construction. Ils ne peuvent être mis sur le marché que s'ils sont certifiés par un organisme de contrôle, de surveillance et de certification notifié et que le fabricant a déclaré la conformité à la norme DIN EN 12101-3 par un sigle CE. Le thème de la protection contre les effractions peut en principe être intégré dans de telles installations, mais le plus souvent comme niveau de sécurité séparé et indépendant de l'installation technique. La section libre de l'ouverture de désenfumage ne doit cependant pas être réduite de manière préjudiciable.

Dans les installations à pression différentielle de fumée (DDA) ou les installations à pression de protection contre la fumée (RDA), l'évacuation de la fumée n'est que secondaire. Ils empêchent principalement la fumée de pénétrer dans les voies d'évacuation telles que les couloirs nécessaires et les cages d'escalier de sécurité. Grâce à des ventilateurs, des ouvertures de clapets, des capteurs de pression, des ferme-portes automatiques, etc., ils assurent en permanence une légère surpression dans le local à protéger, de sorte que la fumée ne puisse pas pénétrer dans le couloir ou la cage d'escalier nécessaire, par exemple à partir d'une zone située en amont. C'est notamment le cas lorsque les portes intermédiaires sont utilisées par des personnes en fuite. Important : il ne doit en aucun cas y avoir une pression telle que les portes de la cage d'escalier ne puissent plus être ouvertes.

Systèmes de désenfumage pour garages

Un système de désenfumage de garage, en tant qu'installation de refoulement des fumées et de désenfumage planifiée individuellement, a pour objectif de protection de favoriser l'autosauvetage et le sauvetage par des tiers, ainsi que l'attaque d'un incendie, et sert à protéger les biens. Le choix d'un système de désenfumage pour les garages dépend de la surface et de la hauteur de l'espace du garage. Dans les garages souterrains, la stratification échelonnée des fumées n'est généralement que partiellement possible, voire impossible, en raison de la faible hauteur du local. Dans ce cas, il est possible d'utiliser des ventilateurs de poussée pour pousser la fumée dans des zones prédéfinies, d'où elle sera aspirée.

En revanche, le désenfumage de la cage d'ascenseur répond à deux exigences légales : un désenfumage en cas d'incendie et une ventilation en cas de besoin. Des détecteurs de fumée sont disposés dans la cage d'ascenseur et des clapets coupe-feu sont installés à l'extrémité supérieure. Ceux-ci se déclenchent en cas d'incendie et évacuent la fumée vers le haut de la cage d'ascenseur. L'objectif est d'éviter le passage de la fumée d'un étage à l'autre par la cage d'ascenseur.

Dans les cages d'escalier, la fumée qui monte traverse toute la cage d'escalier, de la source de fumée à l'ouverture d'évacuation. C'est pourquoi le désenfumage des cages d'escalier des bâtiments importants exige des cages d'escalier sans charge calorifique et des portes étanches à la fumée à fermeture automatique donnant sur les couloirs. Pour les bâtiments de plus de 13 mètres de haut ou de plus de cinq étages, ainsi que pour les cages d'escalier intérieures, un désenfumage de la cage d'escalier est prescrit selon le règlement de construction du Land. Des coupoles d'éclairage ouvrables ou une fenêtre dans le toit plat ainsi qu'au moins deux boutons-poussoirs d'évacuation des fumées et de la chaleur sont ordonnés. Pour le rinçage, les pompiers peuvent ensuite utiliser par exemple des ventilateurs mobiles placés sur les portes d'entrée.

L'évacuation de chaleur (WA) est en revanche une surface de mur ou de toit qui, à une certaine température, libère d'elle-même une ouverture (p. ex. par la fonte d'éléments thermoplastiques d'éclairage de toit). La chaleur dangereuse de l'incendie et les fumées toxiques peuvent alors s'échapper par cette ouverture.

Résumé

Comme le montre cet article, il existe de nombreuses possibilités d'évacuation de la fumée et de la chaleur. Il convient de vérifier, au plus tard dans le cadre de la planification de l'autorisation, quel système est le plus approprié en raison de leurs interdépendances fonctionnelles. Et lors de la mise en œuvre, il faut disposer de l'expertise nécessaire pour concilier les conditions limites correspondantes avec les exigences et les idées de l'utilisateur.

Auteur : Rochus Zalud, conseiller en sécurité, VZM GmbH

Journée internationale de la sécurité incendie

La Journée internationale de la protection contre l'incendie a lieu le 9 octobre de chaque année. Chaque année en Suisse, entre 13 et 36 personnes meurent dans des incendies de bâtiments, comme l'indique la Centre d'information pour la prévention des incendies (BFB) écrit. En 2022, 21 décès ont été enregistrés dans le pays.

La journée internationale de la sécurité incendie a lieu en commémoration du Grand incendie de Chicago a eu lieu. L'incendie a fait rage du 8 au 10 octobre 1871 et a réduit en cendres une grande partie du centre-ville. L'incendie était parti d'une grange et a détruit environ 17'000 bâtiments. Un tiers des 300'000 habitants se sont retrouvés sans abri et jusqu'à 300 personnes sont mortes.

40 ans après l'événement, la Marshall's Association of North America (FMANA) a initié la première journée de la sécurité incendie. (Réd.)