CH628945A5 - Dispositif pour eviter l'expansion d'un incendie. - Google Patents

Description

Un but de l'invention est de restreindre sélectivement et automatiquement le courant d'air chaud à travers des structures qui sont

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destinées à favoriser dans des circonstances habituelles une libre ventilation.

Un autre but de cette invention est d'assurer le plus probablement une limitation effective du courant d'air chaud dans des conditions sortant de l'ordinaire.

L'invention a aussi pour but de fournir un moyen de satisfaire aux objectifs ci-dessus, qui soit structurellfment valable du point de vue technique pour l'emploi fonctionnel auquel on le destine, comme des supports de câbles, et en même temps structurellement simple et d'une construction relativement peu coûteuse.

Un autre but encore de cette invention est de fournir un dispositif qui réalise les objectifs ci-dessus en employant des matériaux et des structures sûrs et efficaces.

Le dispositif défini dans la revendication 1 permet d'atteindre ces buts.

Cette invention ressortira clairement de la description qui suit et du dessin annexé, dans lequel:

la tìg. 1 est une vue en plan d'une forme d'exécution de cette invention,

la fig. 2 est une coupe longitudinale, suivant la ligne 2-2, dans la forme d'exécution de cette invention illustrée dans la fig. 1,

la fig. 3 est une coupe transversale, suivant la ligne 3-3, dans la forme d'exécution de l'invention que montre la fig. 1,

les fig. 4 à 9 sont des coupes transversales dans d'autres formes de réalisation de l'invention, et la fig. 10 illustre une installation qui est une application d'une forme de l'invention.

En se reportant d'abord aux fig. 1 à 3, on voit qu'elles représentent une forme de l'invention convenant pour être employée comme dispositif de support d'un chemin de câbles constitué par une section de plancher composé de deux couches 12 et 14. Comme on peut le voir en particulier dans la fig. 1, l'élément supérieur 12 du plancher comprend des rangées de trous de convection 30,30a, 30b, ..., 30n, 32,32a, 32b,..., 32n,..., etc., orientés, en substance, normalement au grand axe longitudinal de la structure. De manière similaire, l'élément inférieur 14 du plancher présente des rangées de trous 20,20a, 20b,..., 20n, 22,22a, 22b,..., 22n,..., etc., qui sont aussi orientées, en substance, normalement à l'axe longitudinal du dispositif. On notera en particulier, dans la fig. 2, que l'élément supérieur 12 du plancher est à section crénelée.

Comme le montre cette figure, ces crénelures ont essentiellement la forme d'un U qui est la caractéristique usuelle de la structure des chemins de câbles. Toutefois, il devrait être entendu que quoique des formes en U soient représentées ici dans un but d'illustration, on peut aussi, ou en variante, utiliser d'autres formes, telles que triangulaires, elliptiques, sinusoïdales, etc.

En se reportant à la fig. 2, on verra que l'élément supérieur 12 a une forme crénelée, avec des méplats ou des arêtes 15 et des rainures 16 et que, dans cette forme particulière, des trous 30 sont percés dans les rainures 16. De manière correspondante, l'élément inférieur 14 du plancher présente des crêtes ou des méplats 18 et des rainures 19; ces dernières sont percées de trous 20. On notera en outre, en particulier dans la fig. 2, que les crénelures de l'une des couches sont essentiellement parallèles à celles des autres couches, les sommets de chacune étant placés essentiellement en face des sommets de l'autre et les creux de chacune étant placés essentiellement en face des creux de l'autre. En raison de cette juxtaposition de ces éléments de plancher, on verra en outre, en particulier dans la fig. 2, que la succession des trous alterne entre ceux-ci; en d'autres mots, en avançant de la gauche vers la droite, essentiellement à angle droit par rapport aux lignes axiales des crénelures, on arrive d'abord à un trou dans l'élément inférieur du plancher, puis à un trou dans l'élément supérieur de celui-ci et ainsi de suite. Il est donc clair que, entre les deux éléments de plancher, les trous dans ceux-ci forment, respectivement, des passages de convection sinueux, c'est-à-dire qui ont tendance à n'être pas rectilignes, mais plutôt tortueux, puisque les trous de l'un des éléments ne sont pas alignés avec les trous de l'autre des éléments, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas placés en face de ceux-ci.

La fig. 3 illustre davantage cette forme d'exécution de la présente invention en montrant en outre des organes de suspension 24, permettant de suspendre la structure à double plancher à des armatures ou autres éléments de support connus, non représentés.

En passant maintenant à la fig. 4, on voit qu'elle illustre de façon plus détaillée une section transversale de la forme d'exécution de la fig. 2. En plus des caractéristiques structurelles que montre la fig. 2, la fig. 4 illustre une autre application d'un matériau expansible à la chaleur 7 sur la face supérieure de l'élément inférieur du plancher, c'est-à-dire à l'intérieur des passages entre les trous 30 de l'élément supérieur du plancher et les trous 20 de l'élément inférieur de celui-ci. Grâce à ce moyen, la trajectoire de convection normale de l'air (A) à travers le chemin de câbles qui, ainsi qu'on le sait, a un effet de refroidissement favorable sur les câbles 5 posés sur le haut des sommets 15 de l'élément supérieur 12 du plancher peut, par un apport de chaleur, se fermer quand le matériau 7, réagissant sous la chaleur, se transforme en un produit de carbonisation 9 expansé. On peut voir que ce phénomène a effectivement fermé le passage entre le trou 30 des rainures dans l'élément supérieur 12 du plancher et le trou de convection 20 dans l'élément inférieur 14 de celui-ci. Ce phénomène se répétant le long d'une partie substantielle de la longueur du chemin de câbles aura naturellement pour effet de réduire l'exposition des câbles à la chaleur, leur permettant ainsi à tout le moins de fonctionner pendant une période de temps substantiellement plus longue et peut-être même de survivre complètement à une exposition qui, autrement, aurait pu provoquer leur défaillance. On notera en particulier que dans la forme d'exécution illustrée dans la fig. 4, en admettant que l'exposition au feu la plus immédiate dans le voisinage se situe à la face inférieure de l'élément inférieur 14 du plancher, le matériau expansible 7, en particulier dans la région au-dessus du creux 18 de l'élément 14, est susceptible de réagir rapidement à l'exposition aux flammes sur cet élément 14, par suite de la chaleur transmise par conduction à la région où le matériau 7 est placé immédiatement sous le trou 30, dans le fond du creux de l'élément supérieur 12 du plancher. Ce temps de réponse relativement court, aussi bien que le fait que le matériau 7 à mesure qu'il se transforme en un produit de carbonisation 9 expansé est fermement positionné et supporté sur la face supérieure du creux 18 dans l'élément inférieur 14 du plancher, tend donc à minimiser l'effet de cheminée qui pourrait autrement se produire. Pour les applications telles que celles discutées ici, l'espace compris entre les deux éléments du plancher peut être, typiquement, de 0,3 à 2,5 mm. De préférence, on choisira l'espacement pour permettre un courant d'air de ventilation adéquat dans les circonstances normales, mais pour permettre au produit de la carbonisation d'obstruer le passage de l'air et des gaz dans les cas extrêmes où se forme ce produit.

La fig. 5 illustre une autre forme d'exécution de cette invention. On y verra que l'élément supérieur 12 du plancher correspond à l'élément supérieur 12 de la fig. 4. Toutefois, dans la forme de la fig. 5, l'élément inférieur 50 du plancher présente des sommets 52 et des creux 54 au fond desquels sont percés des trous 56. Les passages du courant d'air le long du trajet A sont donc effectivement définis entre les trous 56 des creux de l'élément inférieur 50 et les trous 30 des creux de l'élément supérieur 12. Comme dans le cas de la forme d'exécution de la fig. 4, le temps de réaction du matériau expansible, sous la chaleur apportée à la face inférieure de l'élément inférieur 50 du plancher, devrait être relativement court, en raison de l'aptitude du matériau de cet élément 50 à transmettre la chaleur, et provoquer ainsi la formation d'un produit de carbonisation expansible 9 pour bloquer les passages entre les trous. Toutefois, on notera aussi que dans cette forme d'exécution, la largeur et l'alignement de la face supérieure des creux 54 de l'élément inférieur 50 du plancher sont tels qu'ils n'offrent pas au produit de carbonisation 9 formé un élément de support aussi large que dans le cas d'une forme d'exécution telle que celle de la fig. 4. Passant maintenant à la fig. 6, on voit qu'elle illustre une forme de réalisation de la présente invention ayant un élément inférieur de plancher correspondant, en substance, à celui de la fig. 5. Toutefois, dans la forme d'exécution que montre la fig. 6,

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l'élément supérieur 60 du plancher présente des creux 64 et des sommets 62 dans lesquels sont percés les trous 66. Dans cette forme d'exécution, ie passage effectif de convection de l'air est donc illustré comme se trouvant le long du trajet A, des trous 56 dans les rainures de l'élément inférieur 50 du plancher, vers les trous 66 dans les sommets de l'élément supérieur 60 de celui-ci. Il apparaîtra aussi que quoique, dans cette forme d'exécution, la face supérieure des rainures 54 dans l'élément inférieur 50 du plancher constitue un meilleur support structurel, pour le produit de carbonisation 9 formé, que celui illustré dans la fig. 5, dont on peut s'attendre à ce qu'il témoigne d'une conductivité thermique similaire et donc des mêmes caractéristiques d'expansion à la chaleur que dans la forme d'exécution illustrée dans la fig. 5, les caractéristiques de support structurel pour le produit de carbonisation sont meilleures que celles illustrées dans la fig. 4.

La fig. 7 illustre une forme d'exécution de cette invention ayant un élément supérieur 60 de plancher, avec des éléments correspondant, en substance, à l'élément supérieur de plancher représenté dans la fig. 6, avec un élément inférieur 14 offrant des caractéristiques correspondant essentiellement à celles de l'élément inférieur de plancher de la fig. 4. Il apparaîtra que dans la forme de cette invention que montre la fig. 7, quoique l'on puisse s'attendre à ce que l'action thermique par conduction soit, en substance, aussi rapide que celle que l'on peut espérer avec la forme d'exécution de la fig. 4, le support structurel pour le produit de carbonisation intumescent 9 formé n'est pas aussi large ou aussi bien positionné que celui que montre la fig. 4.

Ainsi donc, d'après ce qui précède, quoiqu'il soit entendu que les formes d'exécution illustrées dans les fig. 4,5,6 et 7 rentrent dans le cadre de cette invention, on pense que l'on puisse s'attendre à ce que la forme représentée dans la fig. 4 se révèle techniquement et commercialement la plus significative, en raison de la vitesse relative à laquelle son matériau expansible sera activé et du fait des caractéristiques structurelles qu'elle présente, du point de vue du support du produit de carbonisation et de la forme des passages, avec l'atténuation qui en résulte de l'effet de cheminée.

De ce qui précède, il apparaît en outre que les principes de cette invention peuvent trouver leur application dans une large variété de structures autres que les chemins de câbles de la forme décrite ci-avant. C'est ainsi, par exemple, qu'un panneau rapporté, relativement simple, non destiné nécessairement à être en soi un chemin de câbles ou à être utilisé seulement avec des chemins de câbles, peut être fait de parois séparées parallèles, avec des trous non alignés,

pour agir comme barrière vis-à-vis d'une structure laissant, autrement, passer les fluides ou vis-à-vis d'un gaz enflammé, ou bien comme barrière similaire pour des structures autres que celle illustrée dans la fig. 10. On peut donc l'utiliser comme panneau de paroi vertical ou comme élément de plancher en forme de dalle à placer dans le fond d'un chemin de câbles ou d'une autre structure permettant normalement la convection. De même, quoique, comme les câbles décrits ci-avant, on puisse placer le dispositif décrit dans la position de convection supérieure (par exemple, au-dessus de l'élément supérieur d'un chemin de câbles), on peut aussi le positionner entre les éléments supérieur et inférieur du plancher, même si l'exposition à réchauffement par conduction peut être quelque peu plus forte, puisque dans cette position intermédiaire, le fait d'être finalement entouré du produit de carbonisation peut avoir un effet d'inhibition de réchauffement essentiellement similaire, avec le bénéfice de la préservation qui en résulte. D'autre part, il apparaît que le but qui est d'obtenir une bonne base de fondation pour le produit de carbonisation expansé, de manière à empêcher dans la mesure désirée l'effet de cheminée, peut aussi être atteint en érigeant des chicanes intermédiaires entre des trous autrement alignés, afin de former le passage d'écoulement sinueux désiré, avec une base de support adéquate pour le produit de carbonisation engendré. Une telle structure est illustrée dans la fig. 8 où une plaque supérieure 100 percée de trous 106 et une plaque inférieure 102 percée de trous 104 comprennent entre elles une chicane 108 positionnée entre les trous autrement alignés 104,106. Le résultat est que le passage d'écoulement est rendu sinueux, de sorte que le matériau placé sur la chicane 108 aura une structure adéquatement supportée pour assurer le blocage des trous 106 et obstruer le passage d'écoulement de convection A, quand il sera activé. Il est donc clair que telle qu'employée dans cette spécification, l'expression trous non alignés, ou son équivalent, devrait être comprise comme signifiant en effet des trous entre lesquels l'écoulement se produit le long d'un trajet, tel que le trou de sortie de la convection fait face de manière essentiellement totale à une surface portante de matériau expansible, de telle façon que, après activation, le produit de carbonisation résultant présente une structure de fondation adéquate pour bloquer le trou, ou interrompre autrement le trajet d'écoulement normal, en face de l'effet de cheminée qui pourrait, autrement, avoir tendance à le maintenir ouvert.

La fig. 9 illustre une forme de réalisation spécifique de cette invention dans laquelle une structure ventilée, désignée généralement par 200, est constituée d'un élément de paroi perforé 201 espacé d'une autre paroi 202 définie par un certain nombre d'éléments 203 espacés l'un de l'autre, et où dans ce cas les espaces 204 entre des éléments 203 adjacents délimitent des ouvertures qui sont hors d'alignement avec des ouvertures 205 dans l'élément plan 201. Quoiqu'étant illustré comme généralement de forme plane, l'élément 201 peut prendre l'une quelconque des formes de section crénelée, discutées précédemment. Les éléments 201 et 203 sont maintenus espacés l'un de l'autre par des rails latéraux ordinaires 206 présentant, si on le désire, une aile inférieure 207.

La fig. 10 illustre une application sous la forme d'une installation dans laquelle un chemin de câbles ordinaire, ou un dispositif analogue 10', est protégé contre le feu sous-jacent par une barrière ventilée 300, suspendue sous celui-ci au moyen d'un organe de suspension habituel 301. Dans une telle installation, la barrière 300 peut correspondre à l'une quelconque des structures décrites ici ou leurs équivalents.

Quoique l'on puisse utiliser, dans la mise en pratique de la présente invention, n'importe lequel d'un certain nombre de matériaux expansibles à la chaleur, on a trouvé avantageux à propos des formes d'exécution de l'invention, en particulier du type décrit ici, d'employer un matériau qui est un enduit époxy catalysé contenant, sous forme de particules, des sels intumescents et un additif résistant à l'oxydation, car ce dernier a comme effet favorable d'empêcher l'oxydation du produit de carbonisation expansé, au point qu'il devienne relativement fragilisé et, en conséquence, d'une structure moins résistante aux effets adverses d'un nouvel apport de chaleur et des courants de convection. Le système de liant époxy employé dans cet enduit peut être un mélange d'un époxyde et d'un agent flexibilisant, en vue d'obtenir un système d'enduction d'ensemble durable et tenace à l'épreuve des intempéries. La pigmentation du matériau peut être réglée également pour améliorer son comportement aux températures élevées.

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3 feuilles dessins

Claims (10)

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   REVENDICATIONS

   1. Dispositif pour éviter l'expansion d'un incendie utilisant un matériau expansible à la chaleur, caractérisé par deux parois parallèles (12,14; 12,50; 60,14; 100,102; 201,202) espacées entre elles, chaque paroi présentant au moins une ouverture de convection (20,22,30,32,56,66,104,106,204,205) disposée normalement à l'axe longitudinal du dispositif, le matériau expansible à la chaleur étant disposé entre les parois pour obturer le passage de l'air entre ces parois lors de son expansion, la disposition des ouvertures dans les parois étant conçue de telle façon ou bien des moyens (108) étant prévus tels que la circulation de l'air ne puisse pas être rectiligne.
2. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures dans une paroi se trouvent hors d'alignement avec celles dans l'autre paroi.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois forment un espace entre elles et que les ouvertures sont des trous de convection pratiqués dans chaque paroi, le matériau expansible à la chaleur (7) étant placé dans l'espace entre les parois.
4. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de trous dans la première paroi, communiquant avec une pluralité de trous dans l'autre paroi, pour permettre le passage de l'air à travers la première paroi et l'autre paroi.
5. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'une au moins des parois a des crénelures.
6. 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'une (202) au moins des parois est définie par une pluralité de pièces profilées (203) avec, entre elles, des espaces (204), ces espaces formant les ouvertures dans la première paroi (202).
7. 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les deux parois ont des crénelures, en ce que les crénelures dans la première de ces parois sont parallèles aux crénelures de l'autre de ces parois, en ce que les trous dans chacune de ces parois s'étendent seulement à travers leurs crêtes ou à travers leurs creux, et en ce que les trous dans la première de ces parois sont consécutifs aux trous de l'autre de ces parois suivant une ligne essentiellement normale aux axes de ces crénelures.
8. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les creux des crénelures dans la première (12) des parois correspondent, quant à leur position, aux creux de l'autre (14) de ces parois, et en ce que les trous (30) dans l'une de ces parois (12) sont positionnés dans les creux (16) de celle-ci, tandis que les trous (20) dans l'autre de ces parois sont positionnés dans les crêtes (15) de celle-ci.
9. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les trous (30) dans la paroi (12), laquelle a des trous dans les creux de ses crénelures, sont positionées, en vue de la convection, au-dessus des trous (20) de la paroi (14) ayant les trous (20) dans les crêtes, ou bien les trous (20) dans la paroi, laquelle a des trous dans les crêtes, sont positionnés au-dessus des trous (30) dans la paroi avant les trous dans les creux.
10. 10. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les creux (30) dans la première des parois correspondent, quant à leur position, aux crêtes (16) dans l'autre de ces parois, et en ce que les trous (20-30) dans les deux parois sont positionnés dans leurs creux ou bien dans leurs crêtes.

    On connaît l'emploi de matériaux expansibles à la chaleur dans les canalisations pour câbles, en vue d'empêcher ces canalisations de former une cheminée pour le passage de la fumée, de la chaleur et des flammes d'un endroit à un autre. On sait ainsi, par exemple, qu'on a utilisé de tels matériaux dans des canalisations pour câbles non ventilées, telles que celles dites sous-plancher employées couramment pour les câbles, les lignes téléphoniques, les fils électriques, etc., dans des immeubles comptant bureaux et appartements où l'on désire contribuer à empêcher la transmission des effets dommageables du feu à l'intérieur des canalisations allant d'une section du bâtiment à l'autre.

    Le matériau expansible à la chaleur est un matériau qui se dilate, 5 gonfle ou bouillonne par exposition à la chaleur au-delà de niveaux prédéterminés. C'est ainsi, par exemple, que le Flamarest 160, mis sur le marché par l'Avco Systems Division de Lowell, Massachusetts (USA), est un enduit époxy intumescent, contenant un composé expansible, destiné à la fois à l'usage intérieur et extérieur et à de io nombreuses applications industrielles. Il s'agit d'une résine époxy catalysée, à deux constituants, qui fond en formant un écran semblable à la porcelaine, pour protéger le support, tout en formant une barrière hautement efficace contre les flammes et la chaleur.

    Typiquement, ces enduits peuvent s'appliquer en épaisseur de 0,5 15 à 0,6 mm. Quand l'enduit est exposé à la chaleur, à un niveau présélectionné, 260° C par exemple, la résine se ramollit et le matériau expansible commence à changer d'état et à passer d'un film à haute densité à un produit de carbonisation expansé dans lequel une pluralité de cellules remplies d'air agissent comme isolateurs et 20 maintiennent la fraîcheur du support. Comme un mécanisme intumescent, le phénomène ci-dessus peut s'achever en quelques secondes, 30 environ, après que l'enduit a été exposé à la chaleur et/ou au feu. En plaçant ce matériau dans un passage confiné, tel que l'intérieur d'une canalisation pour câbles, il est possible que le 25 produit de carbonisation expansé traverse la section transversale du passage, de telle façon que, après achèvement du cycle d'exposition à la chaleur du matériau, le passage soit effectivement bloqué. Ce principe a été adopté dans la construction de canalisations fermées sous-plancher, par exemple, comme décrit ci-avant.

    30 En posant la question de l'utilisation de matériau de ce genre dans des dispositifs ventilés, généralement ouverts, tels que des chemins de câbles, on doit se souvenir que les problèmes soulevés sont très différents de ceux que posent les structures généralement non ventilées, telles que les canalisations pour câbles, etc. 35 Typiquement, une forme de chemin de câbles est faite d'un élément de support plat, suspendu, percé d'une pluralité de trous pour une libre convection de l'air au travers de celui-ci, de sorte que la chaleur dégagée dans les câbles, au cours d'un service normal, peut se dissiper totalement et adéquatement. Toutefois, le fait même de 40 favoriser la convection dans les circonstances normales devient indésirable dans des cas extrêmes, comme un incendie dans la région environnante où les chemins de câbles sont installés parce que, de manière inhérente, il tend à favoriser le passage de la chaleur et des flammes dans et à travers les zones où les câbles sont situés ainsi 45 qu'autour de ces zones. Dans le passé, alors que les conséquences de la destruction des câbles due à ce phénomène se réduisaient principalement à de simples pertes de puissance, les préoccupations étaient moindres que maintenant, car la destruction de câbles peut aujourd'hui avoir pour effet de rendre inopérants des mécanismes de 50 contrôle, des servomécanismes et d'autres mécanismes ou dispositifs, qui peuvent être critiques pour la santé ou la sécurité comme, par exemple, les dispositifs de contrôle de la réaction dans les installations de réacteurs nucléaires. On pourrait croire que résoudre ce problème en enduisant l'intérieur des perforations de ces chemins de 55 câbles d'un matériau expansible à la chaleur suffirait, se disant que, par exposition à la chaleur, le matériau se dilaterait et obstruerait les passages de convection. Toutefois, la chaleur dégagée par un incendie dans une région avoisinante pourrait être tellement intense et l'effet de cheminée qui en résulterait à travers les trous de 60 ventilation, suivant une direction normale au chemin de câbles, pourrait être tellement prononcé que, quand un temps suffisant se serait écoulé pour que le matériau expansible à la chaleur commence à réagir à la soudaine montée de la chaleur, la vitesse de convection à travers les trous, s'ajoutant à l'état carbonisé relativement fragile du 65 matériau à mesure qu'il se rapproche de son état complètement expansé, peut entraver le blocage ou même l'empêcher totalement.