Etude de cas : Piscine 'Syrdall Schwemm' Ã Niederanven - Infosteel

Fire Safety Day 2011
FIRE SAFETY DAY LUXEMBOURG 2011
www.schroeder.lu
Etude de cas
Piscine « Syrdall Schwemm »
à Niederanven (LU)
Robert Jeworowski
robert.jeworowski@schroeder.lu
Luxembourg 26 mai 2011
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Introduction
Maître d’Ouvrage : C.N.I. Syrdall Schwemm, Oberanven
Architecte : 4a Architekten
Pilotage : Drees & Sommer
Ingénieur génie civil : Schroeder et Associés S.A.
Ingénieur génie technique : Felgen et Associés
Aménagements extérieurs : Jetter Landschaftsarchitekten
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Introduction
Le projet en chiffres
Concours d’architecte: mai 2005
Planification: mars 2007 à novembre 2010
Coûts de réalisation: env. 13 Mio. € (hTVA)
Surface brute (BGF): 5.300 m2
(Sous-sol: 2.125 m2)
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Introduction
Le projet en chiffres
Travaux de terrassement: Entreprise Ecogec
Coûts: env. 500’000 € (hTVA)
env. 25’000 m3 de terrassements
Travaux de Gros-Œuvre: Entreprise Pedinotti
Coûts: env. 3’100’000 Mio € hTVA
env. 4’700 m3 béton armé
env. 2’200 m2 de voiles en béton vu
env. 3’600 m2 de dalles
Travaux de charpente
métallique:
Entreprise Arendt
Coûts: env. 720’000 € hTVA
env. 275’000 kg d’acier S235 et S355
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Architecture
Le projet architectural – Rez-de-chaussée
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Architecture
Le projet architectural – 1er étage
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Architecture
Le projet architectural – Coupes
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Architecture
Le projet architectural – Coupes
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Modélisation 3D
Modélisation 3D complète du projet
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Modélisation 3D
Modélisation 3D de la structure de toiture :
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Réglementation
Normes, réglementation :
EUROCODES
EN 1991-1-2:2002 - Actions sur les structures au feu
Partie 1-2: Actions générales - Actions sur les structures exposées
EN 1993-1-2:2005 - Calcul des structures en acier
Partie 1-2 : Règles générales - Calcul du comportement au feu
Prescriptions de l’Inspection du Travail et des Mines (ITM)
ITM-CL 501.1 - Prescriptions de sécurité incendie - Dispositions générales – Bâtiments moyens
ITM-CL 502.1 - Prescriptions de sécurité incendie - Dispositions générales – Bâtiments bas
ITM-CL 554.1 - Prescriptions de sécurité incendie - Dispositions spécifiques - Salles de Spectacles
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Prescriptions ITM
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Prescriptions ITM
Donc possibilité de vérifier la structure sur base de scénarios d’incendie
naturels
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Prescriptions ITM
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Prescriptions ITM
Donc une résistance au feu de 60 minutes pour les bâtiments de plus d’un
niveau (type B) resp. 30 minutes pour les bâtiments d’un seul niveau
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Mesures actives
Mesures actives de lutte contre le feu :
Détection automatique du feu et alarme par la fumée
Alarme automatique transmise aux pompiers
Pompiers hors site
Voies d’accès libres avec escaliers en surpression en cas d’alerte incendie
Equipement de lutte contre le feu
Système de désenfumage
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Compartimentage
Vestiaire + Bureaux
516m2
Espace piscine 2000m2
Sauna 282m2
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Evaluation des scénarios
Compartiment « Bureaux + Vestiaires »
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Définition du feu
Hypothèses des charges de feu et scénarios d’incendie selon EN 1991-1-2 :
Compartiment « Bureaux + Vestiaires »
Surface de feu max. 100m 2 , hauteur 4m, longueur de façade env. 125m
Ouvertures de désenfumage : 4 x 1.44m 2 (coupoles en toiture)
Définition du feu (type d’occupation équivalent = Bureau)
Densité de charge calorifique (fractile à 80%) q f,k = 511 MJ/m 2
Vitesse de propagation du feu Moyen (t α = 300s)
Débit calorifique du feu de RHR F = 250 kW/m 2
Avec les mesures actives la charge au feu de calcul est de q f,d = 374.5 MJ/m 2 20
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Evaluation des scénarios
Compartiment « Bureaux + Vestiaires »
Températures dans le compartiment
450
400
350
Température [°C]
300
250
200
150
100
50
Scénario 1
Scénario 2
Scénario 3
0
0 20 40 60 80 100 120
Temps [min]
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Température des aciers
Compartiment « Bureaux + Vestiaires »
Les températures du compartiment selon le scénario 1 donnent la température la plus
élevée dans l’acier avec 470ºC, ceci sous les effets d’un feu localisé
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Evaluation des scénarios
Compartiment « Espace sauna »
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Définition du feu
Hypothèses des charges de feu et scénarios d’incendie selon EN 1991-1-2 :
Compartiment « Espace sauna »
Surface de feu max. 282m 2 , hauteur 3m, longueur de façade env. 77m
Pas d’ouvertures de désenfumage
Définition du feu (type d’occupation équivalent = Hôtel, chambre)
Densité de charge calorifique (fractile à 80%) q f,k = 377 MJ/m 2
Vitesse de propagation du feu Moyen (t α = 300s)
Débit calorifique du feu de RHR F = 250 kW/m 2
Avec les mesures actives la charge au feu de calcul est de q f,d = 313.1 MJ/m 2 24
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Evaluation des scénarios
Compartiment « Espace sauna »
Températures dans le compartiment
900
800
700
Température [°C]
600
500
400
300
200
100
0
0 20 40 60 80 100 120
Temps [min]
Scénario 1
Scénario 2
Scénario 3
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Température des aciers
Compartiment « Espace sauna »
Les températures du compartiment selon le scénario 1 et 2 donnent la température la
plus élevée dans l’acier avec 620ºC
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Evaluation des scénarios
Compartiment « Espace piscine »
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Définition du feu
Hypothèses des charges de feu et scénarios d’incendie selon EN 1991-1-2 :
Compartiment « Espace piscine »
Surface de feu max. 516m 2 , hauteur 8.95m, longueur de façade env. 208m
Ouvertures de désenfumage : 6 x 1.44m 2 (coupoles en toiture)
Définition du feu (type d’occupation équivalent = transport, espace public)
Densité de charge calorifique (fractile à 80%) q f,k = 122 MJ/m 2
Vitesse de propagation du feu Lent (t α = 600s)
Débit calorifique du feu de RHR F = 250 kW/m 2
Avec les mesures actives la charge au feu de calcul est de q f,d = 305.6 MJ/m 2 28
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Evaluation des scénarios
Compartiment « Espace piscine »
Températures dans le compartiment
450
400
350
Température [°C]
300
250
200
150
100
50
0
0 20 40 60 80 100 120
Temps [min]
Scénario 1
Scénario 2
Scénario 3
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Température des aciers
Compartiment « Espace piscine »
Avec les températures du compartiment selon le scénario 1, la température dans les
aciers ne dépasse pas les 250ºC
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Syrdall Schwemm à Niederanven - Vérifications
Vérification des éléments en cas d’incendie selon EN 1993-1-2 :
N fi.Ed
f y
χ min.fi
⋅A⋅k y.θ
⋅
γ M.fi
+
k y
⋅M y.fi.Ed
β Wy
⋅W pl.y
f y
⋅k y.θ
⋅
γ M.fi
+
β Wz
⋅W pl.z
k z
⋅M z.fi.Ed
f y
⋅k y.θ
⋅
γ M.fi
≤ 1.0
N fi.Ed
f y
χ z.fi
⋅A⋅k y.θ
⋅
γ M.fi
k LT
⋅M y.fi.Ed
k z
⋅M z.fi.Ed
+
f y
χ LT.fi
⋅β Wy
⋅W pl.y
⋅k y.θ
⋅
γ M.fi
+
f y
β Wz
⋅W pl.z
⋅k y.θ
⋅
γ M.fi
≤ 1.0
- Ces vérifications ont été faites pour les éléments de la structure métallique de
chaque compartiment, ceci avec les températures d’acier les plus défavorables
selon les différents scénarios analysés.
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Résultats
Résultats des vérifications par compartiment :
Bureaux + Vestiaires
Avec une température des aciers qui monte jusqu’à 470ºC sous les effets d’un
feu localisé, les éléments de la structure métallique ne nécessitent pas de
protection passive.
Espace sauna
Sans désenfumage et ventilation la température des aciers monte jusqu’à
620ºC, la vérification statique des éléments porteurs selon EN 1993-1-2 montre
que les éléments sont à la limite de leur capacité portante.
Une protection passive à l’aide d’une peinture intumescente R60 a été
réalisée pour ce compartiment.
Espace piscine
Les températures autour de 250 ºC dans les poutres métalliques ne
représentent pas de risque pour la stabilité structurelle des éléments porteurs.
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Conclusions
Avantages d’un calcul selon le concept d’un feu naturel :
Analyse plus réaliste de l’évolution des températures dans chaque
compartiment en feu et du comportement des éléments porteurs.
Optimisation des protections passives, réduction des coûts de construction
et de la durée des travaux sur site.
Dans ce projet les coûts pour la protection passive se chiffrent comme suit:
Protection intégrale de la toiture
(peinture intumescente R30 + R60)
Protection espace sauna
(peinture intumescente R60)
Economies réalisées
125’000,00 € (hTVA)
27’000,00 € (hTVA)
98’000,00 € (hTVA)
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Syrdall Schwemm à Niederanven – Réalisation finale
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Merci pour votre attention
www.schroeder.lu
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