<Desc/Clms Page number 1>
Profilé de fixation de vitrage (s) résistant au feu et baie vitrée comprenant au moins un vitrage maintenu en place par un tel profilé.
La présente invention se rapporte à un profilé de fixation dans une baie, de vitrage (s) résistant au feu.
Le placement de vitrages dans une baie doit répondre à des conditions de résistance mécanique. Il est clair, par exemple, qu'un vitrage placé dans une baie ne peut pas être délogé par une simple pression exercée sur le vitrage. Ceci se résout aisément dans le cas de portes ou fenêtres classiques dans lesquelles un vitrage est maintenu en place par un châssis ou un encadrement. Dans le cas de vitrages résistant au feu, il faut aussi que les moyens de fixation du vitrage résistent au feu et ne constituent pas un point faible dans une paroi coupe-feu ou pare-flamme.
Des vitrages résistant au feu sont habituellement montés dans un châssis contre une paroi adjacente d'une baie, de manière telle que, si un incendie se déclare, les flammes ne peuvent traverser la baie pendant une période voulue, qui peut être par exemple de 15,30, 60 minutes. La nature du châssis dans laquelle le vitrage est fixé et la manière dont il y est fixé peuvent avoir une influence sur la durée d'isolation thermique et surtout sur l'étanchéité de l'ensemble aux flammes et à la fumée.
Le problème se complique encore lorsque l'on construit de larges parois vitrées qui ne peuvent être réalisées au moyen d'un seul vitrage mais nécessitent la juxtaposition de plusieurs vitrages. Il faut non seulement qu'un tel ensemble possède une résistance mécanique convenable mais aussi que les joints entre les différents vitrages ne deviennent pas des endroits de passage pour les flammes et la fumée en cas d'incendie.
Le brevet GB 2 266 112 (Glaverbel) résout ce problème en plaçant plusieurs vitrages résistant au feu bord à bord, en maintenant les 2 autres bords opposés dans un châssis. Les bords adjacents sont scellés par une matière de remplissage non inflammable ou auto-extinguible. Ce type de montage s'applique à condition que les vitrages comprennent au moins une feuille de matière vitreuse dont la résistance au feu est au moins équivalente à celle d'une feuille de verre sodo-calcique recuit ayant la même plus grande
<Desc/Clms Page number 2>
dimension que le vitrage et un rapport de sa plus grande dimension sur son épaisseur qui n'est pas supérieur à 340 : 1 avec une épaisseur minimum de 5
EMI2.1
mm.
Le brevet EP 0 498 021 (Promat) décrit également des parois vitrées résistant au feu pouvant comprendre plusieurs vitrages. Selon ce brevet, on laisse un petit espace libre entre des vitrages adjacents et on recouvre les bords des vitrages adjacents et l'espace intermédiaire d'un profilé sur chaque face des vitrages. En cas d'incendie, l'étanchéité est assurée par de la matière intumescente située dans le vitrage qui s'expanse hors de ceux-ci et remplit le joint. La présence des profilés renforce la stabilité mécanique de l'ensemble.
Ces solutions connues présentent des limites. Dans le cas, de GB 2 266 112, rien ne va empêcher l'échauffement de la surface vitrée tout entière en cas d'incendie. On évite ainsi le risque de rupture dû à un choc thermique.
Cependant, la stabilité mécanique d'une paroi vitrée de grande surface est ici assurée au moins en grande partie par la stabilité mécanique de chacun de ses vitrages qui doit répondre à des conditions d'épaisseur données. Pour des vitrages de grande dimension, par exemple, de 2 m de haut, on utilise une feuille de verre épaisse. Selon l'exemple 1, une feuille de verre sodo-calcique de 8 mm d'épaisseur est associée à deux feuilles de 3 mm et à des couches de matière intumescente de 1.7 mm. Un tel vitrage présente un poids considérable. Dans le cas de EP 0 498 021, la présence des profilés empêche les bords des vitrages adjacents de s'échauffer, en cas d'incendie, aussi rapidement que la surface nue des vitrages. Le gradient thermique qui s'ensuit provoque des tensions dans les vitrages et entraîne une rupture prématurée.
De plus, la matière intumescente va s'expanser plus vite au centre des vitrages que dans les bords et aggraver les tensions dans les vitrages.
Un des objets de la présente invention est de permettre l'installation dans une baie vitrée, de vitrage (s) résistant au feu, de manière stable mécaniquement tant durant la vie du vitrage qu'en cas d'incendie. Elle vise aussi à procurer un moyen de fixation de vitrage (s) résistant au feu tel qu'il n'y ait pas de casse ou d'amorce de rupture qui se crée dans les bords du vitrage en cas d'exposition au feu. Un autre objet de l'invention, encore, est de permettre de vitrer de la sorte de grandes surfaces, en réponse aux souhaits des architectes.
La présente invention concerne un profilé de fixation dans une baie, de vitrage (s) résistant au feu, caractérisé en ce qu'il présente une section telle que la partie du profilé destinée à être située le plus près du (des) vitrage (s) est plus étroite que la largeur de celui-ci.
<Desc/Clms Page number 3>
La présente invention a pour avantage d'éviter les casses thermiques prématurées tout en maintenant, durant la vie du (des) vitrage (s), une stabilité mécanique excellente, même dans le cas de grandes surfaces vitrées.
La présente invention permet de vitrer des larges baies au moyen d'un vitrage de grande surface ou de plusieurs vitrages disposés de manière adjacente, avec une sécurité vis à vis du feu aussi fiable que celle que l'on obtient pour des vitrages coupe-feu ou pare-flamme de plus petites dimensions.
Le profilé selon la présente invention ne forme qu'un écran minimum vis à vis de la chaleur en cas d'incendie. D'autre part, pendant la vie du vitrage, il assure une fixation rigide qui empêche la détérioration d'une paroi comprenant un vitrage de grande surface ou plusieurs vitrages par simple pression exercée sur le vitrage ou au niveau des bords de panneaux adjacents.
La présente invention s'applique tout particulièrement aux vitrages résistant au feu constitués d'une ou plusieurs couches de matière intumescente prises en sandwich entre des feuilles de matière vitreuse. La matière vitreuse est généralement du verre clair sodocalcique bien que d'autres types de verre puissent être utilisés. On peut par exemple utiliser un verre borosilicate ou alumino-silicate si nécessaire.
La matière intumescente contient de préférence du silicate alcalin hydraté quoique d'autres matières contenant par exemple des phosphates, comme du phosphate d'aluminium, de calcium ou de magnésium, puissent être utilisés.
Le profilé selon l'invention est particulièrement utile pour maintenir en place des vitrages munis de couches de silicate alcalin hydraté de grande dimension. On a observé que la sensibilité à la rupture par choc thermique avait surtout tendance à se produire dans le cas des vitrages de grande surface (de plus de 2 m2).
Le profilé peut être utilisé pour fixer un seul vitrage dans une baie. Dans ce cas, on peut placer 4 profilés le long des 4 côtés du vitrage ou bien on peut placer 2 profilés selon l'invention sur les côtés latéraux d'un vitrage maintenu dans un châssis entre le sol et le plafond. De tels profilés sont placés au moins du côté de la baie où un incendie risque de se déclarer, l'autre face du ou des vitrages pouvant être maintenue en place par des moyens traditionnels. Il arrive souvent que l'on ne puisse pas prévoir de quel côté d'une baie, un incendie puisse survenir et par conséquent, il est préférable de disposer des profilés conformes à l'invention de manière symétrique de part et d'autre des vitrages.
Le profilé selon l'invention présente plus d'avantage
<Desc/Clms Page number 4>
encore dans le cas du placement de plusieurs vitrages côte à côte et/ou l'un audessus de l'autre dans un baie. Dans ce cas, il joue le rôle de renforcement mécanique tout en masquant une surface de vitrage minimum vis à vis du rayonnement calorifique en cas d'incendie. On peut ainsi installer aisément des vitrages dont la surface excède 2 m2 chacun et créer des parois vitrées résistant au feu longues de plusieurs mètres.
La présente invention se rapporte donc également à une baie vitrée au moyen de vitrage (s) résistant au feu maintenus en place au moyen d'au moins un profilé selon l'invention.
Une telle baie vitrée aura de préférence les caractéristiques mentionnées dans les revendications 7 à 11 qui suivent.
Le profilé selon l'invention peut avoir une section semi-circulaire ou courbe du côté tourné vers le vitrage mais on choisit de préférence un profilé à section polygonale. Le polygone peut être convexe ou concave. Un triangle forme un écran minimal du côté du vitrage mais l'arête située face au vitrage peut être à l'origine de casse en cas de choc sur le profilé.
On préfère un profilé dont la section est telle que le côté du polygone destiné à être situé le plus près du (des) vitrage (s) a une longueur inférieure à celle du côté destiné à être situé le plus loin du (des) vitrage (s). Un tel profilé peut être réalisé aisément selon une section trapézoïdale par exemple.
Le profilé peut être plein ou creux. Il peut être constitué de bois dur ou de métal tel que de l'acier. Il présente de préférence la même section sur toute sa longueur, ce qui facilite sa fabrication.
Le profilé peut être fixé à un châssis, par exemple à un châssis encastrant les bords supérieur et inférieur du ou des vitrage (s) et simplement posé contre les bords du ou des vitrage (s), avec éventuellement la présence d'une matière élastomère entre le profilé et la matière vitreuse. Il peut aussi être collé en certains points ou sur toute sa longueur, sur la matière vitreuse.
Avantageusement, le profilé selon l'invention comporte un ou plusieurs orifices, par exemple, répartis à intervalles réguliers sur toute sa longueur. Ce ou ces orifices traversent l'épaisseur du profilé, perpendiculairement au (x) vitrage (s). De cette manière, on peut solidariser par des vis ou tout autre moyen, deux profilés munis de trous, se faisant face de part et d'autre d'un petit espace entre deux vitrages adjacents. Un tel montage convient particulièrement bien lorsque les vitrages résistant au feu ne sont pas très épais et présentent une grande dimension. Ils évitent la déformation de la paroi vitrée par flambage.
<Desc/Clms Page number 5>
L'invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures jointes dans lesquelles la figure 1 représente une vue en coupe transversale de 2 profilés selon l'invention fixant 2 vitrages résistant au feu adjacents. La figure 2 montre, de face, une baie vitrée dans laquelle sont placés 3 vitrages résistant au feu. Il faut noter que ces figures sont schématiques et ne respectent pas d'échelle proportionnelle à la réalité.
Deux vitrages résistant au feu (1) sont constitués chacun de 4 feuilles de verre sodo-calcique ordinaire (2) de 3 mm d'épaisseur et de 3 couches intercalaires (3) d'un silicate alcalin hydraté, de 1.2 mm d'épaisseur.
On peut utiliser, à titre d'exemple, en tant que matière intercalaire intumescente, un silicate alcalin hydraté contenant au moins un additif choisi parmi les polyalcools, les mono-ou polysaccharides présent à raison de 5 à 21% en poids, ayant une teneur en eau de l'ordre de 12 à 19% en poids et ayant un rapport molaire Si02 : oxyde alcalin supérieur à 3.3 : 1. Cette matière ne provoque qu'une expansion relativement faible de la couche intercalaire en cas d'exposition au feu et permet l'obtention de vitrages à performance au feu particulièrement remarquables (coupe-feu 30 minutes, pare-flamme 90 minutes) pour une épaisseur faible (moins de 20 mm). Cette matière intumescente fait l'objet de la demande de brevet GB n 97 21 812.7 (Glaverbel).
Les termes coupe-feu et pare-flamme sont définis dans les normes internationales ISO 834-1975 et ISO 9051-1990.
Ces deux vitrages sont disposés de manière adjacente, dans le prolongement l'un de l'autre de manière à vitrer une baie (non représentée).
Un petit espace, par exemple de 5 mm, est laissé entre les tranches des vitrages et est rempli d'une matière de scellement telle que du silicone. Deux profilés (5) conformes à l'invention sont placés de part et d'autre des marges des vitrages adjacents et sont séparés de ceux-ci par un ruban de matière élastomère (6).
Le joint entre le profilé et le verre est fermé par un adhésif siliconé (7), de manière classique.
Le profilé est en acier et présente une section polygonale dont le côté qui fait face au verre est plus étroit que la largeur totale du profilé.
En cas d'exposition au feu, seule une très petite partie marginale des feuilles extérieures des vitrages ne reçoit pas de rayonnement calorifique direct. Les bords des feuilles de verre extérieures s'échauffent néanmoins très rapidement au même niveau que le centre de ces mêmes feuilles, par le rayonnement réfléchi par les faces inclinées du profilé.
La figure 2 montre une baie vitré au moyen de 3 vitrages
<Desc/Clms Page number 6>
résistant au feu, analogues à ceux (1) représentés à la figure 1. Les vitrages (1) sont assujettis par leurs bords supérieur et inférieur à un châssis en acier (8) recouvert de plaques de matière réfractaire isolante (9). Les vitrages situés aux deux extrémités latérales de la baie sont également assujettis au châssis, respectivement par le bord gauche de l'un et le bord droit de l'autre. Le châssis est placé dans la baie délimitée par des murs (10), un plafond (11) et le sol (12). Le montage dans la feuillure du châssis et le châssis sont conformes à ce que décrit le brevet FR 2.593. 223 (Glaverbel). Un profilé (5) se situe face aux bords adjacents des vitrages (1). Le profilé (5) est fixé à sa base et à son sommet au châssis (8).
Un profilé identique est placé sur l'autre face des vitrages conformément à ce que montre la figure 1.
Selon un exemple pratique, les vitrages (1) ont une dimension de 1.2 m x 2.7 m. Les couches intercalaires sont des couches solides formées à partir d'une solution aqueuse de silicate de sodium contenant de la glycérine et de l'hydroxyde de tétra-alkyl-ammonium (TMAH). Le silicate a un rapport molaire Si02 : Na20 de 4.04. La teneur en eau et en glycérine de la couche solide sont respectivement de 20. 6% et 14.3% en poids. La teneur en TMAH est de 1. 4% en poids.
L'ensemble vitré est soumis à un test au feu avec une montée en température conforme au projet de norme prEN 1363. On mesure l'isolation thermique conformément au projet de norme prEN 1364 et son étanchéité au cours du temps selon le projet de norme prEN 1363. L'isolation thermique est maintenue pendant plus de 30 minutes et l'étanchéité pendant plus de 90 minutes.
A titre de variante, on peut remplacer les profilés métalliques (5) par des profilés en bois dur. On peut également solidariser les profilés qui se font face entre eux, au moyen de vis traversant des orifices prévus à cet effet dans les profilés.