Vitrages de fenêtres agissant comme garde-corps et panneaux de remplissage: un guide complet
Comprendre les exigences en matière de verre pour les garde-corps
Doit-on utiliser du verre trempé pour les unités scellées servant de garde-corps? Doit-on tremper uniquement le verre intérieur? Si nous utilisons du verre trempé, pouvons-nous utiliser n'importe quelle épaisseur? Voici quelques-unes des questions que nous recevons très souvent de nos clients. Dans cet article, nous discuterons des différents types de verre, de leurs propriétés et des facteurs à prendre en compte lors du choix du verre approprié pour les vitrages servant de garde-corps ou de panneaux de remplissage en condition garde-corps.
Types de verre
Verre recuit: le verre recuit est un verre flotté standard qui n'a subi aucun traitement thermique supplémentaire. Il est 4 fois moins résistant que le verre trempé et, lorsqu'il est brisé, a tendance à se fracturer en gros éclats tranchants, ce qui présente un risque pour la sécurité.
Verre renforcé à la chaleur: le verre renforcé à la chaleur subit un processus de chauffage et de refroidissement qui le rend environ deux fois plus résistant que le verre recuit, mais tout de même 2 fois moins résistant que le verre trempé. Lorsqu'il est cassé, il se fracture en gros morceaux, similaire au verre recuit; ce type de verre ne peut toutefois pas remplacer le verre trempé dans les portes par exemple.
Verre trempé: le verre trempé est traité thermiquement pour être environ quatre fois plus résistant que le verre recuit. Il est conçu pour résister à des charges plus élevées et, lorsqu'il est brisé, se brise en petits fragments, ce qui réduit le risque de blessure.
Évaluation des alternatives
De nombreux clients nous approchent pour explorer des options plus rentables au niveau des unités scellées agissant comme garde-corps, telles que le verre recuit ou renforcé à la chaleur, ou le verre trempé plus mince. Malheureusement, ils ont souvent du mal à trouver des outils qui peuvent les aider à évaluer ces alternatives. C'est justement ici que nous intervenons, en offrant des outils pour évaluer et valider différents types de verre pour les charges de garde-corps sur n'importe quel bâtiment.
Panneaux de remplissage vs garde-corps en verre
Lorsqu'une traverse est située à une hauteur égale ou inférieure à la hauteur de garde-corps requise, le verre sous la traverse agira comme un panneau de remplissage. Les panneaux de remplissage ont des exigences de charge inférieures, ce qui peut permettre l'utilisation de verre plus mince qu’un vitrage ayant à soutenir les charges de garde-corps. Nos applications peuvent aider à valider le type de verre nécessaire dans différents scénarios, y compris les panneaux de remplissage et les garde-corps. Il est important de rappeler que nos applications ne nécessitent aucune compétence en ingénierie. Nous les avons développées pour être rapides et faciles à utiliser pour les vitriers, architectes, technologues et autres professionnels impliqués dans l'industrie du bâtiment.
Panneaux de remplissage et le Code National du Bâtiment (CNB)
⚠ Information importante:
Considérant la référence à la partie 9 pour les logements au Québec via l'article 3.3.4.7.1);
Considérant aussi la présence de l'article 9.8.8.7 qui mentionne que les panneaux vitrés des garde-corps doivent être en vitrage de sécurité (trempé ou laminé);
Et puisque la distinction entre les murs agissant comme garde-corps et les garde-corps (balustrades) n'est actuellement pas tout à fait clair;
Nous pensons que l'utilisation du verre non trempé (côté intérieur) dans les fenêtres agissant comme garde-corps serait à éviter, du moins pour les portions vitrées dont le seuil se situe sous la hauteur de garde-corps requise, en attendant la nouvelle version de la norme CAN/CGSB-12.20 qui viendra clarifier cet aspect.
Comprendre les exigences de garde-corps du Code National du Bâtiment
Pour les bâtiments partie 9, il faut se référer à l'article 9.8.8.1 (points 6, 7 et 8) pour l'application des charges de garde-corps au niveau des fenêtres. Les zones touchées sont principalement les escaliers, rampes, paliers et espaces communs. À noter cependant que le code est un minimum et que l’annexe A-9.8.8.1 mentionne qu’un mur devrait être suffisamment résistant pour empêcher la chute d’une personne. Bien que les annexes ne fassent pas partie intégrante du code, il faut mentionner qu’une fenêtre débutant près du sol côté intérieur et sans traverse horizontale pourrait poser un risque important pour la sécurité. À noter que, la hauteur de 900mm de l'article 9.8.8.1.7) est pour une chute vers l'intérieur et ne s'applique généralement pas aux fenêtres.
Sinon, pour les bâtiments partie 3, si le vitrage des produits de fenestration commence à moins de 1070mm du plancher et qu'il y a une possibilité de chute de plus de 600mm (entre le plancher intérieur et le sol côté extérieur), le vitrage devra être validé pour résister aux charges de garde-corps selon 4.1.5.16 et ce, peu importe l'usage ou l'endroit, donc cela s'applique même dans les logements pour les bâtiments couverts par la partie 3 (plus de 3 étages ou plus de 600m² d'empreinte)... se référer au commentaire i-102 du Guide de l'utilisateur du CNB 2020.
Hauteur de Traverse et ses Effets
La hauteur de la traverse est cruciale pour déterminer si le verre au-dessus et en-dessous agira comme un garde-corps ou un panneau de remplissage. Par exemple:
- Si le centre de la traverse est située à 1070 mm du sol fini intérieur, le vitrage au-dessus n'agira pas comme un garde-corps et le vitrage sous la traverse agira comme un panneau de remplissage.
- Si la traverse est plus basse, disons à 800 mm, le vitrage en dessous agira également comme un panneau de remplissage, mais le vitrage au-dessus agira comme garde-corps.
Vous pouvez aussi vous référer à notre diagramme pour vous guider: Diagramme d'application des charges
Dans ces scénarios, notre application THGC peut être utilisée pour valider le vitrage au-dessus de la traverse, tandis que l'application THPR peut être utilisée pour le vitrage en dessous. En effet, pour un panneau de remplissage, les charges sont plus faibles selon le code du bâtiment (la moitié de la charge de garde-corps, c'est à dire 0,5kN au lieu de 1kN). Il est important de noter que pour un panneau de remplissage, la notion de redondance n'est pas nécessaire, donc seul le verre intérieur sera étudié. Le verre extérieur devra cependant se conformer aux charges de vent, et cette partie peut être analysée et validée avec notre application THV.
Redondance et Verre Extérieur
La norme CAN/CGSB-12.20-M89 qui régit le calcul du vitrage au Canada et qui est cité à la section 4.3.6.1 et 9.6.1.3 du code du bâtiment exige une redondance en cas de bris (voir A3.1 et A5.1). Qu'est-ce que la redondance exactement? C'est une voie alternative en cas de bris de verre, un peu comme une ceinture de sécurité dans une voiture. Ce principe est utilisé pour le verre structurel, dans le domaine de l'aviation et plus encore. Ainsi, pour un vitrage isolant agissant comme de garde-corps, le verre extérieur doit également pouvoir supporter une partie de la charge du garde-corps. Cette redondance est assurée par la vérification du vitrage extérieur afin qu'il puisse reprendre une partie de la charge du garde-corps. De cette façon, si le verre intérieur présente un défaut ou une rayure et se brise à une contrainte beaucoup plus faible, la sécurité peut être assurée par le verre extérieur. Pour le verre extérieur d’une unité scellée agissant comme garde-corps, la charge appliquée est plus faible. Pour cette raison, le verre extérieur peut généralement être plus mince que le verre intérieur et rester conforme aux charges du garde-corps.
Limites de nos applications
Bien que nos applications puissent valider la conformité des vitrages aux charges de vent et aux charges de garde-corps dans des conditions normales ou de panneaux de remplissage, elles ne sont pas conçues pour valider les cadres de fenêtres. Les extrudeurs ont souvent des rapports de test UL pour les cadres par rapport aux charges de garde-corps, mais ces tests ne peuvent pas couvrir le vitrage. Comme le verre a des propriétés mécaniques variables en fonction des défauts dans la masse, des rayures en surface ou des entailles en rive, etc., les tests ne sont pas pertinents pour le verre. La figure ci-dessous illustre la contrainte de rupture maximale pour 740 échantillons de verre testés avec la même charge et les mêmes conditions de maintien.
Code du bâtiment et verre trempé
Bien que le code du bâtiment n'exige pas explicitement le verre trempé pour les unités de verre isolant agissant comme garde-corps, du moins pour les bâtiments couverts par la partie 3, le verre recuit ne peut généralement pas supporter ces charges. Comme indiqué dans notre guide d'utilisation THGC, puisque les charges ponctuelles génèrent des contraintes localisées relativement élevées et que le verre recuit est quatre fois moins résistant que le verre trempé, le verre recuit (non trempé) n’est pas une option viable pour des unités scellées agissant comme garde-corps.
Exemples pratiques
- Une unité scellée de 1000mm x 1000mm composée de deux verres recuits de 6mm d'épaisseur entraînerait une utilisation de 260% de la résistance sur le verre intérieur et de 195% sur le verre extérieur, 100% étant le maximum de capacité du vitrage.
- Pour une unité scellée de 500mm x 1000mm, le verre intérieur serait à 212% avec la même composition (2 x 6mm recuit).
Ces exemples montrent que même avec du verre recuit (non trempé) de 6mm, on dépasse largement la limite du vitrage. À 212%, nous sommes à plus de deux fois la limite de résistance du verre recuit (non trempé). C’est pourquoi le verre non trempé n’est pas une option pour une unité scellée dans une fenêtre agissant comme garde-corps.
Utiliser du verre trempé
Attention: il n’est pas suffisant de tremper une unité scellée 2x3mm pour reprendre les charges de garde-corps. Dans 99% des cas, le verre 3mm trempé ne sera pas en mesure de reprendre les charges de garde-corps. Il faut donc valider selon la dimension du vitrage, la position et les charges de vent sur le bâtiment, car une partie des charges de vent se combinent à la charge de garde-corps.
Conclusion
Comme le démontre cet article, le verre recuit (non trempé) n'est pas en mesure de résister aux charges de garde-corps, ce qui fait du verre trempé le choix privilégié pour des raisons de sécurité. Par contre, il faut ajuster les épaisseurs du verre intérieur et extérieur (redondance) selon les critères mentionnés plus haut; à valider par projet. Il faut cependant faire attention à l’utilisation du verre trempé au niveau de la couche extérieur pour les bâtiments de grande hauteur aux abords des zones piétonnières. N’hésitez pas à nous consulter pour plus de détail.
En ce qui concerne les panneaux de remplissage, les charges sont plus faibles et la redondance n'Est pas nécessaire. Par conséquent, le choix économique est de positionner une traverse horizontale à la hauteur de garde-corps requise (généralement 1070mm). De cette façon, le vitrage au-dessus devra reprendre uniquement le vent et le vitrage en-dessous devra être trempé uniquement au niveau de la couche intérieure. Nos applications, telles que THGC, THPR et THV, peuvent vous aider à évaluer et valider le type de verre nécessaire pour différents cas de charge, y compris les garde-corps, les panneaux de remplissage et les charges de vent uniquement. On vous invite à ce titre à aller dès maintenant consulter notre collection d'applications.
Il est essentiel d'examiner attentivement le type de verre, l'épaisseur et le traitement thermique lors de la sélection d'un vitrage pour une fenêtre servant de garde-corps ou de panneau de remplissage. Comprendre les exigences de garde-corps du Code National du Bâtiment et les différences entre les panneaux de remplissage et les garde-corps peut vous aider à prendre des décisions éclairées qui priorisent la sécurité tout en restant rentable.
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