EP0114551B1

EP0114551B1 - Perfectionnement aux panneaux vitrés pare-flamme

Info

Publication number: EP0114551B1
Application number: EP83402440A
Authority: EP
Inventors: Pierre Paul René Chavy; Jean-Claude Legrand
Original assignee: Nouvelle Lvi Normandie Ste; CONFORGLACE SA
Current assignee: Nouvelle Lvi Normandie Te Gaillefontaine Ste
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1987-03-04
Also published as: CA1243243A; US4587784A; EP0114551A1; ATE25738T1; ES276391U; DE3370049D1; ES276391Y; FR2538025B1; FR2538025A1

Description

La présente invention a trait à un perfectionnement aux panneaux vitrés pare-flamme.
Les normes de sécurité dans le bâtiment imposent, dans certains cas, l'utilisation de vitrages ou panneaux vitrés pare-flamme, c'est-à-dire de vitrages susceptibles de résister aux incendies. De tels vitrages sont par exemple utiles dans les bâtiments de très grande hauteur pour éviter que le bris des vitrages ne provoque des appels d'air activant l'incendie.
On a donc déjà mis au point des vitrages pare-flamme feuilletés ou non, tels que par exemple les vitrages dits « athermiques », présentant une grande résistance à la chaleur et un coefficient de dilatation extrêmement faible, de tels vitrages étant susceptibles de résister à la chaleur dégagée par un incendie qui se propage dans le local qu'ils délimitent.
Pour des raisons tenant à l'isolation thermique ou phonique, les vitrages pare-flamme sont souvent incorporés dans des panneaux vitrés complexes comprenant, outre le vitrage pare-flamme disposé du côté où l'on craint l'incendie, un ou plusieurs vitrages simples ou composés, les différents vitrages étant séparés par une ou plusieurs lames de gaz et notamment d'air, hermétiquement emprisonnées entre les vitrages. Il en résulte que, dans le cas où le vitrage pare-flamme ou athermique (voir US-A-4113 904) est soumis à une importante élévation de température, par exemple en raison d'un incendie, la chaleur est transmise à la lame de gaz qu'il délimite, ce qui provoque une importante augmentation de pression dans le volume hermétique correspondant. Or, comme il est souvent requis de donner aux autres vitrages du panneau une grande résistance aux agressions mécaniques, l'élévation de pression finit, dans ce cas, par provoquer la destruction du vitrage pare-flamme et, comme le ou les autres vitrages du panneau n'offrent qu'une faible résistance à la chaleur, le panneau entier se trouve rapidement détruit.
La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir des panneaux vitrés comprenant au moins un vitrage pare-flamme et au moins un vitrage mécaniquement très résistant séparés par au moins une lame de gaz, pour lesquels l'augmentation de température de la lame ne se traduit pas par une augmentation de pression susceptible de détruire le vitrage pare-flamme.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel panneau vitré dans lequel la lame de gaz soit mise en communication avec le volume opposé à celui délimité par le vitrage pare-flamme lorsque la température s'élève au-delà des valeurs correspondant à un fonctionnement normal.
Un autre objectif de l'invention est de réaliser un tel panneau dans lequel le caractère hermétique du volume délimitant la lame de gaz demeure inaltéré en fonctionnement normal, même après une longue durée.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel panneau qui soit facile à fabriquer et d'un prix de revient peu élevé.
L'invention a pour objet un panneau vitré comportant au moins un vitrage pare-flamme délimitant un volume ou local à l'intérieur duquel peut se produire un incendie, au moins un vitrage mécaniquement résistant disposé du côté opposé audit local ou volume, parallèlement au premier, avec interposition d'une lame de gaz, par exemple de l'air, contenue dans un volume interne hermétique de façon notamment à obtenir une bonne isolation phonique et/ou thermique, caractérisé en ce que ledit vitrage mécaniquement résistant est muni d'un perçage hermétiquement obturé par un bouchon réalisé en un matériau fusible à une température relativement basse, c'est-à-dire à une température inférieure à celle qui mènerait à une pression susceptible de détruire le vitrage pare-flamme, de préférence de l'ordre de 70 à 150°C.
Le matériau fusible peut avantageusement être un alliage métallique fusible à basse température, par exemple un alliage de Wood ou un dérivé. En variante, ce matériau peut également être un matériau thermoplastique et/ou thermofusible non métallique.
Dans une première forme de réalisation, ledit bouchon peut avantageusement comporter, de part et d'autre du vitrage mécaniquement résistant, deux flasques prenant appui sur ledit vitrage, éventuellement par l'intermédiaire de joints, les deux flasques étant reliés l'un à l'autre afin d'assurer une compression des joints.
Ainsi, par exemple, le bouchon peut comporter un écrou en matière fusible muni d'un flasque prenant appui, de préférence par l'intermédiaire d'un joint non adhérent ou non collable, contre la face interne du vitrage mécaniquement résistant, le corps de l'écrou traversant le trou ou perçage du vitrage et recevant par vissage une deuxième partie de bouchon en forme de vis, en matière thermofusible ou non, la tête de vis prenant appui sur la face externe du vitrage en comprimant un joint annulaire, également de préférence non adhérent ou non collable.
En variante, l'écrou peut être par exemple remplacé par une masse ou matériau thermofusible coulé à l'intérieur d'une bague de façon à emprisonner une tige ou un prolongement d'une partie, de préférence également thermofusible, remplaçant la vis précitée, et présentant du côté opposé un flasque serrant un joint d'étanchéité.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, cette fois dépourvue de flasques prenant appui sur les faces du vitrage, le bouchon peut comporter un corps ou masse radialement expansible en matériau thermoplastique, traversé par une tige, ladite masse pouvant être serrée entre deux flasques disposés de part et d'autre et susceptibles d'être rapprochés l'un de l'autre par vissage de façon à provoquer une expansion radiale de la masse venant au contact de la paroi cylindrique d'un trou pratiqué dans le vitrage mécaniquement résistant, de préférence avec interposition d'un joint d'étanchéité non adhérisé et non collable.
Les joints d'étanchéité sont de préférence réalisés en des matériaux tels que du polyisobutylène.
Par « vitrage mécaniquement résistant •, on entend dans la présente invention un vitrage présentant une résistance mécanique aux chocs, à la pression, ou aux agressions, du même ordre que ou supérieure à la résistance du vitrage pare-flamme ou athermique. Un tel vitrage mécaniquement résistant peut être soit un vitrage simple, soit un vitrage composite, c'est-à-dire feuilleté, constitué par exemple de deux glaces séparées par une feuille de matière synthétique transparente.
Lorsqu'un incendie se déclare dans le volume ou le local délimité par le vitrage pare-flamme, la température de celui-ci augmente rapidement, cette température étant communiquée au gaz compris entre le vitrage athermique et le. vitrage résistant. La température dudit gaz, de même que la pression, augmente rapidement et la chaleur est transmise au bouchon obturant le trou du vitrage mécaniquement résistant. Dès que la température de fusion ou de ramollissement est atteinte, le bouchon se trouve descellé ou expulsé par la pression, mettant en libre communication le volume interne de la lame de gaz avec le volume extérieur au vitrage mécaniquement résistant de sorte que le vitrage pare-flamme ne se trouve plus soumis qu'à la différence de pression relativement faible existant dans le local soumis à l'incendie et le volume opposé, par exemple l'ambiance extérieure. Même après fusion du bouchon, le vitrage garde, au moins en majeure partie, ses caractéristiques de résistance aux incendies et peut ensuite être remplacé par un vitrage neuf équivalent.
Par contre, tant que la température critique pour le bouchon n'est pas atteinte, le volume de gaz entre les deux vitrages reste hermétiquement scellé, cette caractéristique étant particulièrement importante pour empêcher une introduction de vapeur dans la lame de gaz et maintenir la transparence du panneau.
Il est à noter que le US-A-2 359 163 décrit un vitrage fait de deux vitres composites semblables dont l'une possède un trou dans lequel est moulé un bouchon de matière plastique. Ce bouchon est percé d'un trou ouvert en permanence et garni d'un raccord permettant d'y faire circuler un gaz ou d'y adapter un agent dessiccateur. En outre, le US-A-2 805 452 décrit un vitrage qui est fait de deux vitres semblables et dont la fabrication, en une seule pièce de verre (all-glass unit), a nécessité le perçage d'un trou dans l'une des vitres, ce trou ayant ensuite été obturé par un bouchon en un matériau capable de résister à des températures supérieures à celle qui mènerait à une pression interne susceptible de détruire ce vitrage.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel :

La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un panneau selon l'invention.
La figure 2 représente une vue schématique en coupe d'une variante de ce panneau.
La figure 3 représente une vue schématique en coupe d'un panneau selon une autre forme de réalisation.
Les figures 4 à 7 illustrent, par des vues en coupe du vitrage mécaniquement résistant, des étapes successives de la fabrication d'un panneau selon une troisième forme de réalisation.

On se réfère tout d'abord à la figure 1.
Sur cette figure, on a représenté une vue en coupe partielle de la partie inférieure d'un panneau vitré vertical selon l'invention. Ce panneau comporte d'une part un vitrage athermique 1 réalisé par exemple en une glace ayant une épaisseur de 6 mm. Parallèlement à ce vitrage 1 se trouve disposé un vitrage feuilleté mécaniquement résistant 2, composé en fait de deux glaces 2a et 2b résistantes ayant chacune une épaisseur de 4 mm. Entre les deux glaces 2a et 2b se trouve disposé un film 24 d'un matériau tel que du butyral d'une épaisseur de 0,8 mm. Un tel ensemble feuilleté présente une grande résistance mécanique à la pression et aux chocs.
Entre les deux vitrages 1 et 2, se trouve emprisonnée une lame d'air 3 ayant une épaisseur de 12 mm. Le panneau, qui a une forme rectangulaire, présente, sur les quatre côtés de sa périphérie, des bords formés par un profilé 4 de préférence rempli d'un matériau dessiccant 5 en communication avec la lame d'air 3, des joints hermétiques en polyisobutylène 6 étant interposés entre les faces opposées respectives du profilé 4 et les faces internes des vitrages 1 et 2.
Enfin, dans l'espace entre les vitrages disposé extérieurement aux profilés 4 se trouve coulé un joint élastomère 7 assurant la liaison des différents éléments entre eux et parachevant l'étanchéité du volume de la lame d'air 3. Les éléments 4, 5, 6 et 7 sont des éléments classiques bien connus dans ce type de construction, les matériaux constitutifs étant adaptés d'une façon en soi connue à l'utilisation en vitrage pare-flamme.
Dans le vitrage feuilleté 2 se trouve pratiqué, de préférence à proximité de l'un des bords du panneau, un trou traversant 8 de forme avantageusement cylindrique. Ce trou est traversé par un écrou 9 présentant, du côté de la lame de gaz 3, un flasque 9a qui s'applique contre la face interne de la glace 2a, avec de préférence interposition d'un petit joint annulaire 10 destiné à empêcher un contact direct entre le métal de l'écrou 9 et le verre. L'écrou 9 est réalisé en alliage de Wood fusible à une température de l'ordre de 100°.
Dans le taraudage de l'écrou 9 se trouve vissée une vis 11, par exemple en aluminium anodisé ou en acier à surface traitée, dont la tête 11a forme également un flasque semblable au flasque 9a et vient serrer contre la face externe de la glace 2b un joint annulaire torique 12 en polyisobutylène. On comprend que, lorsque la vis est suffisamment vissée et comprime suffisamment le joint, le bouchon ainsi constitué par l'écrou 9, la vis 11 et les deux joints 10 et 12 forment un obstacle hermétique empêchant toute communication entre la lame d'air et le volume extérieur à la glace 2. Si par contre un incendie se déclare dans le volume délimité par le vitrage 1, la température dudit vitrage augmente de sorte que la température de la lame d'air augmente en conséquence, la pression interne augmentant simultanément. Lorsque la température commence à dépasser 100°, l'écrou 9 se met à fondre. A ce moment-là, la vis 11 n'est plus retenue et va donc se détacher, aidée en cela par la surpression existant dans le volume 3 de sorte que ce volume se trouve mis en communication avec l'extérieur du vitrage 2.
Pour fabriquer le panneau selon l'invention, on perce dans le vitrage feuilleté 2 un trou avant d'effectuer le montage du panneau et on met en place l'écrou 9 avec son joint 10 puis on visse la vis 11 avec interposition du joint 12 jusqu'au serrage recherché. Ensuite, on effectue l'assemblage des vitrages 1 et 2 pour réaliser le panneau.
On se réfère maintenant à la figure 2.
Dans cette forme de réalisation, on a représenté un bouchon coopérant avec un trou 13 de plus petit diamètre pratiqué dans le vitrage 2. A travers le trou 13 s'étend une tige d'une pièce 14 présentant un flasque 14a avec interposition du joint 12. La partie de la tige de la pièce 14 qui émerge à l'intérieur du volume 3 se trouve noyée dans une masse 15 d'alliage de Wood située à l'intérieur d'une bague cylindrique 16 en aluminium ou en acier. De préférence, la pièce 14 est également réalisée en alliage de Wood, ce qui provoque une liaison parfaite entre la masse 15 et la tige de la pièce 14.
Pour la fabrication d'un tel panneau, on réalise tout d'abord le perçage 13. La pièce 14 étant alors posée horizontalement par son flasque 14a avec sa tige dressée verticalement, on vient poser le vitrage 2 horizontalement pour faire émerger ladite tige de la pièce 14. On place ensuite la bague 16 concentriquement autour de la tige de la pièce 14 et on coule, à l'intérieur de la bague 16, un alliage de Wood formant la masse 15. Si la pièce 14 est elle-même réalisée dans le même alliage, on observe une adhérisation parfaite par fusion partielle de ladite pièce lors de la coulée et on obtient un ensemble d'un seul tenant. le cas échéant, la tige de la pièce 14 peut être cannelée ou présenter d'autres reliefs facilitant l'accrochage de la masse coulée.
Par ailleurs, on comprend que, bien que l'on préfère utiliser un alliage métallique tel qu'un alliage de Wood, on pourrait, dans le cas des figures 1 et 2, réaliser des écrous tels que 9 ou la masse telle que 15 en un matériau synthétique thermoplastique ou thermofusible.
On se réfère maintenant à la figure 3.
Dans cette forme de réalisation, on a pratiqué, dans le vitrage 2, un perçage 17 de grand diamètre. Le bouchon est constitué par une pièce en matière thermoplastique élastique 18 qui, au repos, présente un diamètre extérieur un peu inférieur au diamètre du perçage 17. La masse thermoplastique 18 est traversée par un boulon 19 dont la tête 19a prend appui sur la face externe de la masse 18 par l'intermédiaire d'une rondelle 20. Du côté de la lame d'air 3, se trouve vissé sur le boulon 19 un écrou 21 avec interposition d'une rondelle 22. On comprend qu'en serrant le boulon et l'écrou, on provoque une compression de la masse 18 dont le diamètre s'élargit et dont la périphérie vient alors en contact serré avec la paroi cylindrique du perçage 17. De préférence, on interpose, entre la périphérie de la masse 18 et la paroi de l'orifice 17, un joint 23 en polyisobutylène qui se trouve écrasé entre la masse thermoplastique 18 et la paroi du perçage 17. Le joint 23 peut avoir une forme quelconque, par exemple être un joint cylindrique ou au contraire être un joint torique et, dans ce cas, on peut éventuellement prévoir dès l'origine, dans la périphérie de la masse 18, une gorge dans laquelle le joint 23 est partiellement engagé.
Le matériau formant la masse 18 est élastiquement déformable et thermoplastique.
On se réfère maintenant aux figures 4 à 7 qui illustrent des étapes successives de la fabrication d'un panneau établi selon une variante de la figure 2. Dans ces figures, on n'a représenté que le vitrage mécaniquement résistant 2, placé horizontalement avec la glace extérieure 2b située au-dessous de la glace intérieure 2a.
Dans la première étape du procédé représentée à la figure 4, un trou 25 est percé dans le vitrage 2. Dans la deuxième étape représentée à la figure 5, un corps de soupape 26, en alliage fusible (alliage de Wood ou dérivé), est mis en place. Ce corps de soupape 26 comprend une tige 27, de diamètre nettement plus petit que celui du trou 25, et une tête 28, de diamètre nettement plus grand que celui de ce trou 25. La tige 27 est engagée dans le trou 25 et la tête 28 repose contre la face inférieure du vitrage 2, avec interposition d'un joint 29 en polyisobutylène.
Dans la troisième étape représentée à la figure 6, le vitrage 2 est poussé vers le bas de façon à comprimer le joint 29 et une rondelle 30 en forme de cuvette est placée sur le dessus du vitrage 2, avec interposition d'un deuxième joint 31 en polyisobutylène. Le diamètre intérieur minimal de la rondelle 30 est du même ordre de grandeur que le diamètre du trou 25. Dans la quatrième étape représentée à la figure 7, on coule, à l'intérieur du trou 25 (dans l'espace laissé libre par la tige 27) et de la rondelle 30, une masse d'alliage fusible 32 qui se soude au corps de soupape 26.
Dans les phases finales (non représentées) du procédé, on procède à l'assemblage du vitrage 2 et du vitrage athermique 1 de la façon décrite ci- dessus.
On obtient ainsi un panneau caractérisé en ce que le bouchon est constitué par une masse 26, 32 de matériau fusible ayant la forme d'un rivet dont la tige occupe le perçage 25 et dont les têtes opposées reposent sur les faces opposées du vitrage mécaniquement résistant 2 par l'intermédiaire de joints d'étanchéité en compression 29, 31.
Bien que l'invention ait été décrite à propos de formes de réalisation particulières, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau.

Claims

1. Panneau vitré comportant au moins un vitrage pare-flamme (1) délimitant un volume ou local à l'intérieur duquel peut se produire un incendie, au moins un vitrage mécaniquement résistant (2) disposé du côté opposé audit local et parallèlement au premier vitrage avec interposition d'une lame de gaz (3) contenue dans un volume interne hermétique, caractérisé en ce que ledit vitrage mécaniquement résistant (2) est muni d'un perçage (8, 13, 17, 25) hermétiquement obturé par un bouchon (9 + 11, 14 + 15, 18, 26 + 32) réalisé en un matériau fusible à une température relativement basse, c'est-à-dire à une température inférieure à celle qui mènerait à une pression susceptible de détruire le vitrage pare-flamme (1).

2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau fond à une température de l'ordre de 70 à 150 °C, notamment 100°C.

3. Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau fusible est un alliage de Wood ou dérivé.

4. Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau fusible est un matériau synthétique thermoplastique ou thermofusible non métallique.

5. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit bouchon comporte, de part et d'autre du vitrage mécaniquement résistant (2), deux flasques (9a-11a) prenant appui sur ledit vitrage par l'intermédiaire d'au moins un joint (12), les deux flasques étant reliés l'un à l'autre afin d'assurer la compression du joint.

6. Panneau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bouchon comporte un écrou (9) avec flasque (9a), disposé à travers le perçage (8), une vis (11) étant vissée à l'intérieur de l'écrou pour assurer la compression du joint (12).

7. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce (14) traversant le perçage (13) et présentant un flasque (14a) pour la compression d'un joint (12), cette pièce présentant un prolongement émergeant de l'autre côté du vitrage par rapport aux flasques pour être noyé à l'intérieur d'une masse (15) coulée et solidifiée.

8. Panneau selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit matériau (15) est coulé à l'intérieur d'une bague (16) convenablement disposée, pendant l'opération de coulée, contre la face correspondante du vitrage (2).

9. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le bouchon est constitué par une masse (26, 32) de matériau fusible ayant la forme d'un rivet dont la tige occupe le perçage (25) et dont les têtes opposées reposent sur les faces opposées du vitrage mécaniquement résistant (2) par l'intermédiaire de joints d'étanchéité en compression (29, 31).

10. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bouchon comporte un corps (18) radialement expansible traversé par une tige pour être serré entre deux flasques (20, 22) posés de part et d'autre et susceptibles d'être rapprochés l'un de l'autre par vissage pour provoquer une expansion radiale mettant la masse du corps au contact de la paroi cylindrique du trou (17).

11. Panneau selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'à la périphérie du corps est disposé un joint d'étanchéité (23).

12. Panneau selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est réalisé en un matériau non adhérent ou non collable, notamment du polyisobutylène.