Lutte contre les incendies dans la charpente en bois trois

De Joseph T. Berry

Photos par auteur sauf indication contraire

Une citation bien connue de Frank Brannigan conseille aux pompiers de "connaître l'ennemi". Cela inclut différents types de construction de bâtiments et la façon dont leurs composants structurels résistent à un incendie qui fait rage.

L'anatomie est la science qui étudie la structure du corps, et un médecin ou une infirmière qui ne connaît pas l'anatomie du corps ne pourrait pas prendre de décisions de vie ou de mort pour le patient. L'anatomie s'applique également aux pompiers en termes d'anatomie du bâtiment. Sans connaître le type de construction du bâtiment et les composants structurels à l'intérieur, la vie des pompiers serait en danger.

Les chantiers de construction de bâtiments neufs et rénovés doivent être visités au cours des différentes phases de construction par les compagnies d'incendie dans cette zone d'intervention. C'est le moment d'élaborer un plan de sensibilisation avant l'incendie sur le type de construction, l'accès aux appareils, la difficulté d'échelle, les longs tronçons de tuyaux prévus et les irrégularités de construction qui pourraient affecter les opérations du service d'incendie.

La demande et la diminution de l'offre de bois de construction dimensionnelle ont créé une industrie de plusieurs milliards de dollars dans le bois d'ingénierie. La construction de bâtiments à ossature de bois d'aujourd'hui est dominée par les produits de bois d'ingénierie. Le bois dimensionnel de sapin de Douglas est cher et rare. L'épinette et le pin jaune constituent la majorité du bois utilisé dans la construction résidentielle à ossature de bois.

Les composants structuraux composés de bois 2 × 4 à âme ouverte avec des fermes de plancher à gousset métallique, de grandes fermes de toit pointues, des poutres en I à solives en treillis (TJI) et des poutres laminées utilisées comme poutre de support sont la norme dans la construction à ossature de bois d'aujourd'hui.

Les pompiers opérant au-dessus ou au-dessous d'un système de plancher construit avec des fermes à âme ouverte 2 × 4 doivent être conscients que la stabilité structurelle de la plate-forme de plancher peut et sera compromise lorsque le feu s'étend et se propage à travers cette zone de plancher vide fermée. Il n'y a qu'une courte fenêtre de temps pour opérer sur cette plate-forme au sol.

Les opérations à l'étage supérieur doivent être retardées jusqu'à ce que le feu soit maîtrisé et que la stabilité structurelle de l'étage soit vérifiée. Le temps opérationnel est un facteur critique - le commandant de l'intervention doit suivre le temps opérationnel cumulé de la lutte contre les incendies intérieurs. N'oubliez pas que les fermes de plancher pourraient déjà avoir été affaiblies et compromises avant l'arrivée des pompiers.

L'avantage d'utiliser des fermes à âme ouverte est double : support de plancher structurel et installation plus facile des conduits de CVC, des lignes d'alimentation de plomberie et des colonnes montantes, des lignes d'alimentation électrique, dans chaque appartement. Il n'y a pas de perçage de trous, comme ce serait le cas avec l'utilisation de TJI.

Le principal inconvénient est la création d'un grenier commun vide à chaque étage, avec une charge calorifique supplémentaire pour la cour à bois provenant des fermes elles-mêmes.

Selon les exigences du code de prévention des incendies, des coupe-feu horizontaux et verticaux doivent être installés pour empêcher l'extension du feu entre les appartements et les zones situées au-dessus. La quantité et la qualité des coupe-feu ne doivent pas être compromises par une installation inférieure aux normes.

Les systèmes de gicleurs sont nécessaires dans la plupart des nouveaux immeubles résidentiels. Les emplacements des têtes de gicleurs peuvent se trouver dans les couloirs et/ou les appartements. Les détecteurs intérieurs de fumée et de monoxyde de carbone (CO) sont obligatoires aujourd'hui dans toutes les locations, appartements et habitations privées. La zone du grenier à fermes de plancher doit également être protégée par une tête de gicleur et des détecteurs de fumée/CO câblés. Les évents de plafond pour le chauffage et la climatisation sont une avenue pour l'extension du feu dans le plafond du grenier en treillis.

L'un des types d'incendie les plus destructeurs et les plus difficiles à éteindre se produit dans un grenier sur le toit ou dans une zone vide fermée. La définition d'un cockloft est un vide espacé ouvert fermé entre le plafond et le toit. Cette définition décrirait également une zone de toit en treillis pointu. La seule différence est la forme du cockloft - rectangulaire par rapport à triangulaire, comme dans un toit en treillis pointu. La hauteur de ces cocklofts peut varier d'un pied à plusieurs pieds de hauteur. Les cocklofts se trouvent aussi bien dans les bâtiments résidentiels que commerciaux.

Lorsque le feu consomme la surface volumique d'un cockloft, le niveau d'oxygène s'appauvrit progressivement. Cette étape de décomposition qui couve produit encore des gaz chauds et convectés. Il y a suffisamment d'O2 en raison des fuites de zone des évents ou d'autres zones pour maintenir une combustion continue. La taille et la profondeur du grenier déterminent la vitesse à laquelle la fumée peut se pressuriser. Cette fumée chaude et sous pression commence à sortir des évents, des fissures et des crevasses. Au fur et à mesure que ce processus se poursuit, la visibilité des zones ci-dessous devient obscurcie par le nuage de fumée.

L'oxygène introduit à partir d'une source éloignée, telle qu'une entrée forcée ou la ventilation des fenêtres, peut provoquer une violente explosion de fumée/backdraft. La seule façon de soulager cette pression est la ventilation verticale.

Le même scénario d'incendie pourrait se produire à partir d'un feu qui fait rage qui s'étend dans un sol en treillis vide ou une zone de combles de fermes de toit. Un feu non maîtrisé se déplaçant horizontalement et verticalement à travers cette zone vide finira par s'étendre dans la zone de la ferme du toit (cockloft).

La ventilation verticale ne peut pas être effectuée sur une ferme de plancher à âme ouverte. Pour le dire franchement, percer un trou à l'étage supérieur serait un vœu de mort.

Les pompiers n'interviennent pas sur les fermes de toit. Si un toit en treillis doit être ventilé, le seul moyen sûr est d'opérer sur le seau de plate-forme d'une échelle de tour. Je ne saurais trop insister sur l'importance d'un compartimentage au sol et d'un coupe-feu horizontal et vertical adéquat pour ralentir la trajectoire du feu.

(1) Effondrement du sol en treillis à âme ouverte. Photo par FDNY Échelle 55.

Pour illustrer ce propos, je présente un incendie du service d'incendie de New York (FDNY). Il s'agissait d'un incendie à une seule ligne qui s'est étendu au grenier de la ferme et a entraîné la rupture de la ferme du plancher. De nombreuses fermes de plancher se sont effondrées dans cet incendie d'une chambre.

Le deuxième camion opérait à l'étage supérieur, effectuant une recherche dans une épaisse fumée. L'agent a senti un affaissement notable sur le sol et a interrompu l'entrée.

Une fois que le feu en dessous a été éteint et que la visibilité est devenue plus claire, le tapis à l'étage supérieur avait un grand arc vers le bas. Ce qui a empêché un nouvel effondrement était le poids des meubles à une extrémité de la surface de la moquette et une télévision à écran large à l'extrémité opposée, qui maintenait la moquette en place.

La clé de l'apprentissage dans le service d'incendie est de passer en revue les incendies passés. En tant qu'officier moteur, j'ai répondu à la troisième alarme d'un incendie qui s'aggravait rapidement dans un immeuble d'habitations occupé. Cela a fourni une opportunité d'apprentissage importante sur un incendie structurel dans les zones de plancher vides du grenier.

Le bâtiment en question était un immeuble d'appartements rénové de classe 3 non ignifuge de cinq étages avec une poutre de plancher existante de 2 × 10. À l'arrivée, trois flexibles de 1 ¾ de pouce ont été tendus aux premier, deuxième et troisième étages. Il y avait une forte fumée dans trois appartements au premier et au deuxième étage sans feu visible. Les pompiers utilisaient des masques et ont rencontré une condition de fumée moyenne sur deux appartements aux troisième et quatrième étages et pourtant aucun feu visible. Il y avait une forte fumée dans tout le dernier étage de tous les appartements.

La quatrième et la cinquième alarme ont été transmises et les équipages ont signalé un incendie important dans le cockloft.

Le problème était que lorsque le bâtiment a été rénové, l'entrepreneur a abaissé la hauteur du plafond de plus d'un pied par rapport à la hauteur du plafond d'origine, créant ainsi un vide de cockloft commun à tous les étages.

De nouvelles fenêtres de remplacement ont été installées sur l'ouverture extérieure en brique brute existante. Cette hauteur de plafond abaissée devait également être abordée à l'extérieur. Pour ajuster l'apparence de l'extérieur de l'ouverture en brique existante, une petite fenêtre à imposte scellée non fonctionnelle a été installée au-dessus des nouvelles fenêtres de remplacement.

Lorsque les conditions de fumée se sont aggravées, la ventilation extérieure des fenêtres du deuxième étage a été effectuée à partir d'un seau d'échelle de tour. Une épaisse fumée s'est échappée de la fenêtre de l'appartement, sans feu visible. Alors que les pompiers poursuivaient la ventilation de la petite fenêtre à imposte au-dessus de la fenêtre principale, une boule de feu s'est échappée. C'était le cockloft vide de plafond suspendu qui a été créé à chaque étage à partir de la rénovation.

Il est très difficile de trouver la trajectoire exacte de l'extension du feu dans des conditions de fumée épaisse. L'utilisation d'une caméra thermique et l'ouverture d'un trou d'inspection dans le plafond avec une fumée chauffée qui s'en échappe devient une opération à forte intensité de main-d'œuvre. Le chemin du feu a peut-être déjà dépassé votre emplacement. Le tuyau de sol et les colonnes montantes sont le chemin vertical où le feu se déplace.

Dans ce cas, le feu a pris naissance dans la cave au-dessus du système de chauffage. Il s'agissait d'un brassage de feu bien avancé pendant un certain temps avant qu'une condition de fumée ne soit signalée. Le feu s'est propagé le long d'un évidement de tuyau et s'est étendu horizontalement et verticalement dans les zones vides du plafond suspendu sur toute la hauteur du bâtiment jusqu'au grenier du toit. Un cockloft commun après l'installation des cloisons sèches a permis l'extension du feu, car le feu pouvait se propager horizontalement et verticalement.

(2) Corridor du long couloir à bande ouverte 2 × 4 plaques de gangs fermes de plancher à bande ouverte. L'ensemble de la surface de plancher de l'appartement est composé de fermes à plaques métalliques à âme ouverte.

(3) Revêtement extérieur en bois OSB, parement en vinyle, fermes de plancher à plaques métalliques à treillis ouvert 2 × 4 et fermes de toit pointues.

(4) Extérieur d'un immeuble de trois étages.

(5) Un immeuble d'appartements de quatre étages avec des fermes de plancher à âme ouverte à ossature de bois. Les balcons extérieurs ont des fermes de plancher à âme ouverte.

Le désir des consommateurs d'espaces de plancher à aire ouverte a fait de ces aménagements la norme dans les immeubles d'appartements d'aujourd'hui. Les portées pour les surfaces de plancher ouvertes peuvent être augmentées par la hauteur totale de la ferme de plancher ou en incorporant une poutre de support lamellaire.

Les balcons extérieurs des appartements offrent un espace de détente à l'extérieur. L'une des principales causes d'incendies sur les terrasses/balcons extérieurs a été les matériaux à fumer utilisés sur les meubles combustibles et les barbecues. Le revêtement extérieur utilisant un revêtement en panneaux résistants au feu offre une excellente protection des murs en panneaux par rapport au revêtement en vinyle.

(6) Fermes de plancher à âme ouverte de cinq étages avec sorties de balcon extérieures.

Un autre risque d'effondrement des fermes de plancher provient du poids supplémentaire de l'accumulation d'eau de ruissellement provenant d'un tuyau d'arrosage ou d'un flux de gros calibre. Un gallon d'eau équivaut à 8,35 livres. par gallon. Les meubles, les tapis et les eaux de ruissellement imbibés de contenu peuvent devenir la goutte d'eau qui fait déborder le vase.

Les surfaces de plancher sont calculées à 40 lb. par pied carré pour les charges vives et 10 à 15 lbs. pour les charges permanentes, mais ils ne tiennent pas compte du poids supplémentaire de l'accumulation d'eau. Les appartements des étages inférieurs qui n'ont pas subi de dommages causés par le feu pourraient avoir une accumulation importante d'eau dans tout l'appartement. Personne ne devrait être autorisé à retourner dans les appartements touchés par le ruissellement des eaux tant que la surface au sol n'a pas été inspectée par un ingénieur en structure du bâtiment.

La première priorité à chaque incendie est de sauver des vies. Un incendie tôt le matin dans ce type d'immeuble à plusieurs étages fortement occupé crée le potentiel de plusieurs sauvetages simultanés à l'arrivée par les premières unités sur les lieux. Cela pourrait entraîner un retard dans les opérations de suppression en raison de nombreux sauvetages imminents.

Élever des échelles à rallonge portables pour des sauvetages immédiats, les occupants de nombreux balcons extérieurs incapables de sortir par l'intérieur, des évacuations vitales, peuvent utiliser et utiliseront tous les pompiers des premières unités arrivées opérant sur les lieux. Plusieurs alarmes doivent être transmises pour des ressources supplémentaires, mais le temps est essentiel pour que du personnel supplémentaire arrive sur les lieux.

Le système de répartition des informations critiques (CIDS) du FDNY fournit des informations précieuses qui sont transmises aux unités lors de la réponse à un emplacement d'adresse.

Ces informations vitales pourraient concerner la construction du bâtiment, la topographie de l'aménagement, l'accès des appareils ou un nombre requis d'unités pour répondre à un incendie structurel confirmé pour un complexe de bâtiments particulier (comme ce serait le cas recommandé dans ces immeubles d'appartements à plusieurs étages.)

Dans un incendie d'appartement, la vérification de l'extension du feu est cruciale. Une fois le feu éteint, vérifiez l'extension dès que possible. Commencez par des trous d'inspection en conjonction avec une caméra thermique autour des évents et des luminaires CVC du plafond. Si le feu s'est étendu dans la zone vide de la ferme de plancher, continuez à ouvrir afin que l'eau puisse être dirigée dans cette zone vide.

La fumée qui s'accumule dans cette zone vide du plafond doit être évacuée, sinon un rappel de condition de fumée se produira. La présence de CO dans cette zone vidée doit être vérifiée et surveillée en permanence.

Selon la qualité et la quantité de coupe-feu adéquat, un incendie bien avancé prenant naissance dans cette zone de grenier à fermes d'étage pourrait déjà s'être étendu aux étages supérieurs. Il pourrait être difficile de confiner et de contrôler l'extension du feu à ce stade.

Un flexible chargé doit toujours être prêt avant d'ouvrir un plafond.

Créez un petit trou d'inspection près de la porte intérieure avant d'entrer. La fumée sous pression est un signe révélateur d'un éventuel flashover violent ou d'une explosion de fumée.

La stabilité structurelle des fermes de plancher doit être vérifiée avant d'opérer au-dessus. Toute carbonisation ou affaissement profond est un signe de défaillance de la ferme.

Comme mentionné précédemment, la seule façon de soulager la pressurisation des fumées dans un cockloft est la ventilation verticale. Il n'y a aucun moyen de fournir une ventilation verticale sur cette plate-forme de sol en treillis sans mettre la vie des pompiers en danger. Suivez la règle cardinale selon laquelle il y a six côtés dans une zone d'incendie.

Le FDNY a utilisé cette buse Cockloft lors d'incendies avec beaucoup de succès. L'arrêt de la buse à alésage solide de 1 ¾ pouces contrôle le débit d'eau. Il a deux embouts à alésage ouvert 15/16 avec ½ embouts attachés et est léger, environ 9 lb. Ceci est juste un autre outil dans la boîte à outils.

L'utilisation de cette buse dans le vide des fermes de plancher sera un peu difficile. Les pompiers doivent toujours être conscients de l'état de fragilisation de ces fermes.

Principaux points à retenir en matière de sécurité incendie :

Le logement abordable est en demande, et ces complexes d'appartements sont populaires, en particulier avec leurs commodités supplémentaires. La sécurité de la vie des pompiers et des civils doit être prise en compte lors de la construction de structures à ossature de bois. Les exigences strictes du code du bâtiment en conjonction avec les recommandations d'un ingénieur en protection incendie doivent être appliquées pendant toutes les phases de construction.

Cela devrait inclure le mandat que toutes les zones de fermes vides soient entièrement protégées par gicleurs, en plus des couloirs et des appartements, ainsi que des escaliers intérieurs fermés ignifuges de quatre heures. Il convient également d'entretenir des zones dégagées de stationnement pour un accès adéquat des engins d'incendie.

Plus important encore pour les pompiers, continuez à transmettre les informations tirées des incendies passés et restez familier avec votre ennemi.

Cet article est dédié à la mémoire de Bobby Halton.

JOSEPH T. BERRY , un vétéran de 31 ans du service d'incendie de New York (FDNY), a pris sa retraite en tant que lieutenant en 2002. Il était pompier avec Engine 1 et Ladder Company 24. Promu lieutenant en 1983, il a servi avec Engine 73 puis Ladder 42 jusqu'à sa retraite. Berry a siégé à un comité FDNY qui a révisé le manuel du pompier stagiaire et les procédures opérationnelles standard pour la lutte contre les incendies dans les immeubles, les grès bruns, les bâtiments à ossature de bois et la construction résidentielle légère. Il a écrit de nombreux articles sur la construction de bâtiments et la lutte contre les incendies. Berry était consultant pour Titan Corporation/Department of Homeland Security.