Traversées de tuyaux: isolation, suspension, épaisseur de la paroi du tuyau et configuration des extrémités du tuyau

La marque Intumex fait partie de la société Etex Building Performance GmbH. Depuis plus de 20 ans, la société Jud Bau-Stoffe + Systeme GmbH distribue en Suisse les produits Intumex pour les obturations et les portes coupe-feu. Cet article traite des produits Intumex pour obturations coupe-feu, en particulier les traversées de tuyaux. Les obturations présentées sont testées et certifiées en Europe et approuvées en Suisse par l’AEAI.

Les ouvertures et traversées de tuyaux

La protection incendie moderne est basée sur la division des bâtiments en compartiments coupe-feu. Le bâtiment est segmenté verticalement et horizontalement en compartiments coupe-feu de différentes dimensions. Comme les bâtiments modernes contiennent des systèmes de tuyauterie électriques et mécaniques, les murs et les plafonds qui forment les compartiments coupe-feu doivent être percés localement. En combinant les tuyaux dans des gaines techniques, on réduit le nombre de perçages nécessaires. Si ces ouvertures dans les murs et les plafonds sont fermées avec un système d’obturation reconnu par le AEAI, ce dernier est automatiquement testé selon la norme européenne EN 1366-3 et classé selon la norme EN 13501-2. En Suisse, il est possible de demander une reconnaissance ou un renseignement technique AEAI pour les différentes solutions d’obturation, que l'on peut trouver dans le répertoire de la protection incendie sur www.bsronline.ch. Cet article a pour but de sensibiliser aux problèmes récurrents et de présenter les solutions certifiées Intumex. En raison du grand nombre de mises en œuvre possibles, il n'est pas si facile de développer et de commercialiser des solutions d’obturations coupe-feu adaptées. À première vue, un système d’obturation coupe-feu semble être une simple partie de construction, mais comme certains l'ont déjà remarqué, le diable se cache dans les détails.

Les prescriptions suisses de protection incendie de l'AEAI décrivent la création de compartiments coupe-feu et la fermeture d'ouvertures et de passages de câblage et de tuyaux dans la directive DPI-AEAI 15-15 chiffre 3.5 et dans le guide de protection incendie 2004-15. L'exigence minimale pour les systèmes d’obturation reconnu par l’AEAI est EI30 (voir DPI-AEAI 15-15 chiffre 3.5 al. 3 let. b). En raison des différentes propriétés des matériaux, il est évident que la traversée d'un tuyau combustible ou d'un tuyau métallique doit être scellée d'une manière différente. En outre, il faut également tenir compte de l'isolation éventuelle du tuyau. Souvent, un système d’obturation coupe-feu doit également répondre à d'autres exigences, par exemple l'isolation acoustique ou la prévention de la formation de condensat. La norme d'essai EN 1366-3 couvre une large gamme de traversées de tuyau. La liste ci-dessous contient quelques dispositions d'essai en fonction du type de tuyau:

Tuyaux en métal Tuyaux en plastique
Tuyaux côte à côte, tuyaux disposés linéairement Systèmes de fermeture des tuyaux
Faisceaux de tuyaux Systèmes de tuyaux dans les tuyaux
Isolation combustible ou non combustible Isolation combustible
Diamètre du tuyau ou épaisseur de la paroi du tuyau Diamètre du tuyau ou épaisseur de la paroi du tuyau
Fermeture du tuyau Fermeture du tuyau
Matériau du tuyau Matériau du tuyau

Graphique 1. Dispositions d’essai pour tuyaux en métal et en plastique

Cet article traite des aspects suivantes: diamètre et épaisseur de la paroi des tuyaux, isolation des tuyaux et configuration des extrémités des tuyaux. D'autres sujets seront abordés dans des articles ultérieurs.

Tuyaux en métal isolés

Indépendamment du comportement au feu de l'isolation, la norme d'essai EN 1366-3 distingue les types d'isolation suivants:

  • isolation continue sans interruption (marquée par un S);
  • isolation interrompue (marquée par un I);
  • isolation continue (marquée par un C);
  • isolation locale, uniquement à l’endroit de la traversée du tuyau (marquée par un L).

 

Graphique 2: Illustration des différentes variantes d'isolation

Il en résulte quatre combinaisons possibles:

  • CS (Continued Sustained): toute la longueur du tuyau est isolée et l'isolation passe à travers.
  • CI (Continued Interrupted): toute la longueur du tuyaux est isolée, mais l'isolation est interrompue.
  • LS (Local Sustained): le tuyau est isolé uniquement à l’endroit de l’obturation et l'isolation passe à travers.
  • LI (Local Interrupted): le tuyau est isolé uniquement à l’endroit de l’obturation et l'isolation est interrompue.

Selon le test, l'isolation peut être utilisée dans le système d’obturation coupe-feu et fait alors partie du système. Il se peut également qu'une isolation supplémentaire soit nécessaire pour répondre aux exigences du système. Ces détails sont spécifiés dans les homologations de l'AEAI, les manuels techniques et les instructions d'installation des fournisseurs.

Graphique 3: Variantes d'isolation possibles dans l’obturation coupe-feu avec un panneau Intumex CSP 1 x 50 mm (à gauche) ou dans un carottage (à droite). Les détails exacts de ces solutions d’obturation coupe-feu ne sont pas exhaustifs. Vous trouverez de plus amples informations dans les fiches techniques.

L'isolation locale est typiquement nécessaire dans les systèmes d’obturation avec panneau, généralement pour les tuyaux de chauffage. Un tuyau métallique non-isolé conduit la chaleur directement de l'autre côté de l’obturation et se dilate considérablement à la chaleur. Cependant, le poids du tuyau ne doit pas exercer de contrainte sur les panneaux de laine minérale utilisés. Pour cette raison, les tuyaux métalliques sont scellés avec une isolation locale en laine de roche RF1. Le détenteur du système doit définir avec précision les propriétés de cet isolant incombustible, par exemple le type exact. Sinon, il convient de respecter des critères minimaux plus généraux, par exemple l'épaisseur et la densité ainsi que la longueur de l'isolation. Il faut également prendre en compte le diamètre maximal testé en fonction du matériau du tuyau (acier ou cuivre). Parmi les autres critères comptent le revêtement en aluminium de l’isolation ou un revêtement supplémentaire avec une peinture coupe-feu.

Épaisseur de la paroi des tuyaux et isolation

En général, une isolation plus courte est indiquée pour les tuyaux métalliques de plus petit diamètre, de plus faible épaisseur de paroi et de plus faible conductivité thermique: dans l'obturation souple Intumex CSP 2 x 50 mm, les tuyaux métalliques à faible conductivité thermique (λ ≤ 58 W/(m∙K)), par exemple en acier) et les tuyaux de 2,0 mm à 14,2 mm d'épaisseur de paroi et de diamètre extérieur jusqu'à 42,0 mm nécessitent une isolation locale non-inflammable LS d'au moins 500 mm. Les tuyaux en acier dont la paroi est plus épaisse ou le diamètre extérieur plus grand nécessitent une isolation locale d'au moins 1000 mm. Selon la norme EN 13501-1, le comportement au feu de l'isolation locale dans l'obturation combinée Intumex CSP 2 x 50 mm est classé au moins A2-s1,d0 ou A2L-s1,d0, ce qui correspond à RF1. Le point de fusion s'élève à au moins 1000 °C, la masse volumique nécessaire doit être comprise entre 40 et 150 kg/m3 et l'épaisseur, entre 30 et 100 mm. Attention: ces données ne sont pas les propriétés des panneaux de laine minérale qui forment l'obturation souple elle-même. Pour les tuyaux en cuivre ayant une conductivité thermique plus élevée (λ ≤ 380 W/(m∙K)), une épaisseur de paroi de tuyau jusqu'à 14,2 mm et un diamètre extérieur de tuyau jusqu'à 42 mm, la longueur d'isolation locale requise est d'au moins 1000 mm. Les tuyaux en cuivre ayant un diamètre extérieur plus grand que 42 mm (jusqu'à 88,9 mm) nécessitent une longueur d'isolation locale d'au moins 2000 mm.

Propriété des tuyaux Tuyaux en acier Tuyaux en cuivre
Diamètre extérieur du tuyau 17 – 114 mm 18 – 88.9 mm
Épaisseur de la paroi du tuyau 2 – 14.2 mm 1 – 14.2 mm
Longueur minimale d'isolation Jusqu'à 42 mm: 500 mm
Jusqu'à 114 mm: 1000 mm
Jusqu'à 42 mm: 1000 mm
Jusqu'à 88.9 mm: 2000 mm

Graphique 4: Exigences en termes de longueur de l'isolation non combustible en fonction du diamètre du tuyau et de l'épaisseur de la paroi du tuyau dans l'obturation souple Intumex CSP 2 x 50 mm. Ces données se trouvent également dans les homologations VKF n° 26606, n° 26608 et n° 31019.

Configuration des extrémités des tuyaux

Selon la norme d'essai EN 1366-3, quatre cas sont définis sur la base de la conception des extrémités des tuyaux en métal ou en plastique passant par l'obturation testée. Celles-ci diffèrent selon que l'extrémité du tuyau testé est fermée (avec bouchon, marqué C) ou ouverte (sans bouchon, marqué U) à l'intérieur et à l'extérieur du four. Il existe donc quatre variantes qui pourraient être testées théoriquement: U/U, U/C, C/U et C/C.

Condition d'essai Extrémité du tuyau / À l’intérieur de l’échantillon = côté face au feu Extrémité du tuyau / A l’extérieur de l’échantillon = face à l'autre côté du feu Type de tuyau et application
U/U Ouverte Ouverte Plastique: tuyau d'eau de pluie et d'égout ventilé, tuyau d'aération
U/C Ouverte Fermée Plastique: tuyau d'égout non ventilé, tuyau de gaz, tuyau d'eau potable, tuyau de chauffage
Métallique: suspension non résistante au feu / systèmes de connexion
C/U Fermée Ouverte Métallique: suspension résistante au feu/ systèmes de connexion
C/C Fermée Fermée  

Graphique 5: Configuration des extrémités des tuyaux et cas d'utilisation de ces configurations

Graphique 6: Essai d'incendie selon la norme EN 1366-3 avec manchette coupe-feu Intumex RS10 en configuration U/U. Lorsque le tuyau en plastique fond, la manchette ferme l'ouverture résultante en 3 minutes.

Le comportement du passage de tuyau pendant l'essai au feu est essentiellement déterminé par la conception de l'extrémité du tuyau. La pression et le débit des gaz chauds dans un tuyau (ouvert) en contact avec l'atmosphère sont différents de ceux d'un tuyau fermé à une extrémité. Par conséquent, lors du choix du système d'obturation approprié, il faut également tenir compte de la configuration correcte de l'extrémité du tuyau et pas seulement de la résistance au feu habituel EI XX. Peut-être avez-vous déjà remarqué un marquage U/U ou U/C dans la fiche technique d'une manchette coupe-feu moderne? Un tuyau ouvert avec une configuration U/U est la variante la plus difficile à réaliser, c'est-à-dire qu'un test U/U couvre les trois autres cas, mais pas l'inverse. En outre, la classification des extrémités de tuyau dans la paroi légère, dans la paroi massive, dans l'obturation avec panneau en laine minérale, dans un carottage, dans les passages de mur ou de plafond peut être différente. Les différentes configurations des extrémités des tuyaux sont décrites dans la norme d'essai EN 1366-3. Ils sont présentés ici dans le graphique 5. En pratique, les manchettes coupe-feu sont souvent utilisées pour les tuyaux d'eau de pluie ventilées ou les tuyaux d'égout. Par conséquent, la manchette coupe-feu utilisée doit être testée avec des extrémités de tuyau ouvertes, c'est-à-dire U/U.

Graphique 7: Isolation d'un tuyau métallique dans une obturation souple Intumex CSP 2 x 50 mm dans un mur massif (à gauche). Obturation coupe-feu d'un tuyau en plastique avec la manchette coupe-feu Intumex RS10 dans la perçée d’une paroi de construction légère (au centre). Isolation d'un tuyau en plastique avec la bande coupe-feu Intumex Wrap dans une obturation souple Intumex CSP 2 x 50 mm dans un mur massif (à droite).

Suspensions des tuyaux

Toute traversée de tuyaux peut remplir sa fonction de protection contre l'incendie tant qu'elle n'est pas endommagée. Cela nécessite une suspension ou un support approprié et stable. Au cours de l'essai, le fabricant détermine la distance entre la première structure auxiliaire et la surface de l'obturation. Cette distance ne doit pas être augmentée en pratique. Dans le cas de l'obturation avec panneaux en laine minérale Intumex CSP 2 x 50 mm, les tuyaux doivent être suspendus à ≤ 250 mm des deux côtés de la paroi ou du haut de la dalle à une distance de ≤ 250 mm, pour éviter une charge excessive sur les panneaux en laine minérale. Il convient de vérifier la distance maximale de suspension pour chaque produit dans la fiche technique ou les instructions d'installation.

Que faut-il prendre en compte pour une traversée de tuyau?

Voici pour finir un récapitulatif des éléments clés pour réussir la planification, le montage et le contrôle du système d’obturation coupe-feu du tuyau:

  • épaisseur, densité, classification du comportement au feu et point de fusion des panneaux de laine minérale pour l'obturation souple: par exemple 2 x 50 mm, au moins 150 kg/m3, RF1;
  • épaisseur requise du revêtement appliqué pour les obturations souples: p. ex. 1 mm;
  • longueur, épaisseur, densité, classification du comportement au feu et point de fusion de l'isolation locale pour les tuyaux métalliques, p. ex. 500 mm, 30 mm, 40 kg/m3, RF1, T > 1000 °C;
  • vérification de la configuration de l'extrémité du tuyau en plastique scellé, p. ex. EI90-U/U;
  • distance de la première suspension/support par rapport à l'obturation souple: p. ex. 250 mm.

 

Article publié à l'origine en anglais et adapté pour la Suisse.https://www.promat-see.com/en/knowledge-centre/articles/pipe-penetration-seals-insulation-hanging-pipe-wall-thickness-end-configuration

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