Hydraulique appliquée aux installations d'extinction (L'), 3e édition

La protection des bâtiments contre l'incendie

Livre numérique

  • Éditeur québécois

Les quatre premiers chapitres portent sur les calculs de perte de pression et la représentation graphique; les trois suivants discutent des sources d'eau et des essais hydrauliques; les trois chapitres subséquents traitent des pompes à incendie et les huit derniers présentent les installations d'extinction.
Les ingénieurs, les technologues, les entrepreneurs, les techniciens en prévention des incendies ainsi que tout concepteur d'installations fixes de protection trouveront des renseignements précieux dans cet ouvrage.

Table des matières

Table des matières
Hydraulique appliquée aux installations d'extinction (L'), 3e édition 1
AVANT-PROPOS 7
REMERCIEMENTS 9
INTRODUCTION 11
TABLE DES MATIÈRES 13
LISTE DES TABLEAUX DE DONNÉES 21
LISTE DES ABRÉVIATIONS ET DES SYMBOLES 23
Chapitre 1 FORMULE DE HAZEN-WILLIAMS / 1.1 INTRODUCTION / 1.2 FORMULES DE CALCUL DES PERTES DUES AU FROTTEMENT 25
1.3 PERTES DE PRESSION DUES AU FROTTEMENT / 1.4 PRÉSENTATION DE LA FORMULE DE HAZEN-WILLIAMS 27
1.5 DÉBIT 29
1.6 COEFFICIENT C POUR LE FROTTEMENT / 1.6.1 Coefficient C recommandé 30
1.6.2 Non-constance du coefficient C / 1.7 DIAMÈTRE DES TUYAUX 32
1.8 DIAMÈTRE EN FONCTION DU DÉBIT 35
1.9 VITESSE D'ÉCOULEMENT 37
1.10 UTILISATION D'UNE CALCULATRICE 41
1.11 PROGRAMMATION D'UNE CALCULATRICE 43
1.12 UTILISATION DE LA FORMULE DE HAZEN-WILLIAMS 45
1.13 PERTES DE PRESSION EN SÉRIE 47
1.14 CONCLUSION 48
1.15 PROBLÈMES 49
Chapitre 2 PERTES DE PRESSION DANS LES ACCESSOIRES / 2.1 INTRODUCTION / 2.2 LONGUEURS ÉQUIVALENTES RECOMMANDÉESPAR LA NFPA 51
2.2.1 Attribution des longueurs équivalentes 52
2.2.2 Calcul des pertes de pression à partir d'une longueur équivalente 54
2.2.3 Rayon de courbure des coudes 56
2.2.4 Raccords à ouvertures de diamètres différents 57
2.2.5 Raccords avec des tuyaux autres que les tuyaux en acier S40 59
2.2.6 Accessoires reliés à des tuyaux pour lesquels C 120 61
2.3 PERTES DE PRESSION PUBLIÉES PAR LES FABRICANTS 63
2.4 PRESCRIPTIONS PARTICULIÈRES DE FM GLOBAL 67
2.5 CONCLUSION / 2.6 PROBLÈMES 68
Chapitre 3 CALCULS DE PERTE DE PRESSION / 3.1 INTRODUCTION / 3.2 CHANGEMENT DE DÉBIT 71
3.3 PERTES ET GAINS DUS À LA HAUTEUR ()ph) 73
3.4 LONGUEUR DES TUYAUX 77
3.4.1 Longueur à calculer des tuyaux / 3.4.2 Longueur équivalente des tuyaux 78
3.5 PERTES DE PRESSION DANS LES BOUCLES / 3.5.1 Boucles simples 82
3.5.2 Calcul d'une boucle à l'aide de formules algébriques 83
3.5.3 Calcul d'une boucle par correction du débit 89
3.5.4 Boucles multiples 90
3.6 POINTS D'APPLICATION ET DE RÉFÉRENCE 94
3.7 TABULATION DES ÉTAPES DE CALCUL 95
3.8 DIAMÈTRE MINIMAL DES TUYAUX 99
3.9 CONCLUSION / 3.10 PROBLÈMES 104
Chapitre 4 ANALYSE GRAPHIQUE / 4.1 INTRODUCTION / 4.2 REPRÉSENTATION GRAPHIQUE 107
4.2.1 Conception des graphiques 108
4.2.2 Utilisation des graphiques / 4.3 COURBES DE PERTES DE PRESSION / 4.3.1 Courbes de pertes de pression dues au frottement en fonction du débit 110
4.3.2 Courbes de pertes de pression totales dues au frottement en fonction du débit 114
4.3.3 Portions de réseau en série 116
4.3.4 Boucles 117
4.3.5 Pente d'un système 119
4.3.6 Transposition de la pente d'un système 121
4.4 COURBES DE LA PRESSION EN FONCTION DU DÉBIT 124
4.4.1 Pertes de pression dues au frottement 125
4.4.2 Pertes et gains dus à la hauteur 128
4.5 POINT DE FONCTIONNEMENT D'UN SYSTÈME 129
4.6 DÉBITS RÉSERVÉS POUR LA LUTTE CONTRE L'INCENDIE 132
4.7 POINT DE COMPARAISON 134
4.8 CONCLUSION 138
4.9 PROBLÈMES 140
Chapitre 5 SOURCES D'EAU / 5.1 INTRODUCTION / 5.2 RÉSEAUX PUBLICS 143
5.3 RÉSERVOIRS PRIVÉS 148
5.4 RÉSERVOIRS SURÉLEVÉS 152
5.5 RÉSERVOIRS SOUS PRESSION 159
5.6 SOURCES D'EAU MULTIPLES 160
5.7 CONCLUSION 162
5.8 PROBLÈMES 163
Chapitre 6 ESSAIS HYDRAULIQUES / 6.1 INTRODUCTION / 6.2 POINTS À VÉRIFIER ET PRÉCAUTIONS À PRENDREAVANT LES ESSAIS 165
6.3 MÉTHODES D'ESSAI / 6.3.1 Protocole d'essai de la norme no 291 de la NFPA 166
6.3.2 Méthode d'essai avec un seul poteau d'incendie 169
6.3.3 Méthode d'essai avec un raccord-pompier 170
6.3.4 Méthode d'essai avec un robinet de vidange 171
6.3.5 Méthode avec le raccord d'essai d'une pompe d'incendie / 6.4 MESURES DE LA PRESSION 173
6.5 MESURES DU DÉBIT / 6.5.1 Mesure du débit à l'aide d'un tube de Pitot 175
6.5.2 Choix du diamètre des lances 179
6.5.3 Mesure du débit à partir de la pression résiduelle / 6.5.4 Mesure du débit à partir de la longueur du jet d'eau 181
6.5.5 Appareils spéciaux de mesure / 6.6 RÉSULTATS D'ESSAI / 6.6.1 Compilation des données 183
6.6.2 Validation des données 184
6.6.3 Tracé de la courbe de la pression disponible en fonction du débit 185
6.6.4 Tracé d'une courbe aux points dispersés 189
6.6.5 Rapport d'essai 191
6.6.6 Base de données 194
6.7 DURÉE DE VIE ET RAYON D'APPLICATIONDES RÉSULTATS D'ESSAI 195
6.8 CONCLUSION / 6.9 PROBLÈMES 196
Chapitre 7 ANALYSES ET ESSAIS HYDRAULIQUES / 7.1 INTRODUCTION / 7.2 ESSAIS SUR LES CONDUITES À SENS UNIQUE 199
7.2.1 Méthode d'essai des pressions lues en amont 200
7.2.2 Méthode d'essai des pressions lues en aval / 7.2.3 Changement du point de référence d'une courbe 201
7.2.4 Méthode d'essai des deux pressions résiduelles 204
7.2.5 Évaluation des pertes de pression dues au frottement 205
7.3 ESSAIS SUR LES CONDUITES BOUCLÉES 207
7.3.1 Pertes de pression dans les conduites bouclées 208
7.3.2 Calcul des pertes dans une boucle simple 209
7.3.3 Réseaux maillés 212
7.3.4 Réseaux maillés de très faible capacité 215
7.3.5 Amélioration du débit d'un réseau maillé de très faible capacité 218
7.4 ALIMENTATION EN EAU POUR UN SERVICE D'INCENDIE / 7.4.1 Évaluation d'un réseau maillé pour un service d'incendie 220
7.4.2 Caractérisation d'un réseau public 221
7.4.3 Extrapolation du débit à une pression de 20 lb/po 222
7.5 MÉTHODE DES GRADIENTS DE PRESSION 223
7.6 CONCLUSION 225
7.7 PROBLÈMES 226
Chapitre 8 POMPES D'INCENDIE / 8.1 INTRODUCTION / 8.2 TYPES DE POMPES 229
8.3 NÉCESSITÉ DES POMPES 232
8.4 CAPACITÉS NOMINALES 234
8.5 CARACTÉRISTIQUES NOMINALES 237
8.6 PRESSION FOURNIE PAR LES POMPES / 8.6.1 Pression requise de la pompe 241
8.6.2 Pression disponible au refoulement 242
8.6.3 Pompes alimentées par un réseau 243
8.6.4 Pompes alimentées par un réservoir 244
8.7 PRESSION REQUISE À L'ASPIRATION DES POMPESÀ IMPULSEUR 246
8.8 DIAMÈTRES MINIMAUX DE LA TUYAUTERIE 248
8.9 CONCLUSION / 8.10 PROBLÈMES 250
Chapitre 9 COURBES CARACTÉRISTIQUES DES POMPES / 9.1 INTRODUCTION / 9.2 COURBE DE LA PRESSION EN FONCTION DU DÉBIT 253
9.3 COURBE D'ISORENDEMENT 256
9.4 COURBE DE PUISSANCE ABSORBÉE (BHP) 257
9.5 COURBE DE CHARGE NETTE REQUISE 260
9.6 SÉLECTION D'UN MODÈLE DE POMPE 261
9.7 PLAQUES SIGNALÉTIQUES / 9.8 CARACTÉRISTIQUES DES POMPES 264
9.9 LOIS DE LA SIMILITUDE 265
9.10 CONCLUSION / 9.11 PROBLÈMES 268
Chapitre 10 SÉLECTION, DÉMARRAGE ET ESSAI DES POMPES / 10.1 INTRODUCTION / 10.2 CALCULS ET ANALYSE PRÉALABLES À LA SÉLECTIOND'UNE POMPE 271
10.3 SÉLECTION DES POMPES À IMPULSEUR 283
10.4 SÉLECTION DES POMPES À TURBINES / 10.5 POINT DE FONCTIONNEMENT AVEC UNE POMPE 286
10.6 PROBLÈMES DE HAUTE PRESSION 288
10.7 CLAPETS DE DÉCHARGE / 10.8 TURBULENCE À L'ASPIRATION DES POMPES 289
10.9 PRESSIONS DE DÉMARRAGE ET D'ARRÊT 290
10.10 ESSAIS D'ÉCOULEMENT DES POMPES 292
10.10.1 Protocoles d'essai 293
10.10.2 Matériel requis 295
10.10.3 Vérifications préliminaires 297
10.10.4 Collecte des données préliminaires / 10.10.5 Collecte des données pendant les essais 298
10.10.6 Compilation des résultats d'essai 301
10.10.7 Pertes de pression dues à la vélocité 304
10.10.8 Vérifications basées sur les résultats d'essai 307
10.10.9 Résultats d'essai certifiés par le fabricant 310
10.11 CONCLUSION 311
10.12 PROBLÈMES 312
Chapitre 11 CANALISATIONS D'INCENDIE / 11.1 INTRODUCTION 315
11.2 ALIMENTATION EN EAU REQUISE 316
11.3 ROBINETS DE 38 MM (1 PO) 318
11.4 ROBINETS DE 65 MM (2 PO) SELON LA NORME No 14DE LA NFPA 322
11.5 RÉDUCTEURS DE PRESSION 333
11.6 ÉDIFICES DE TRÈS GRANDE HAUTEUR 334
11.7 RACCORD-POMPIER 335
11.8 CONCLUSION / 11.9 PROBLÈMES 337
Chapitre 12 INTRODUCTION AUX EXTINCTEURS AUTOMATIQUES / 12.1 INTRODUCTION / 12.2 AIRES DE CALCUL 339
12.3 BASES DE CALCUL / 12.3.1 Densité d'eau sur une aire de calcul / 12.3.2 Débit minimal à un nombre de têtes 340
12.3.3 Pression minimale à un nombre de têtes 341
12.4 DENSITÉS ET AIRES DE CALCUL 342
12.4.1 Installations à air comprimé 343
12.4.2 Plafonds inclinés / 12.4.3 Risques élevés / 12.4.4 Plafonds bas 344
12.5 FORME DE L'AIRE DE CALCUL 347
12.6 CALCUL DE LA PLUS GRANDE PIÈCE 353
12.7 AIRES PROTÉGÉES PAR TÊTE À COUVERTURE STANDARD 355
12.8 AIRES PROTÉGÉES PAR TÊTE À COUVERTURE ACCRUE / 12.9 AIRES DE CALCUL ET AIRES PROTÉGÉES PAR TÊTE 358
12.10 AIRES DE CALCUL PARTICULIÈRES 359
12.11 DÉBITS ET PRESSIONS AUX TÊTES 360
12.12 PRESSIONS MINIMALES ET MAXIMALES AUX TÊTES 364
12.13 NORMES ET TYPES DE TÊTES 365
12.14 PERTES DE PRESSION DANS LES RACCORDS DES TÊTES 367
12.15 CONCLUSION / 12.16 PROBLÈMES 368
Chapitre 13 CALCULS D'HYDRAULIQUE APPLIQUÉS AUX EXTINCTEURS AUTOMATIQUES / 13.1 INTRODUCTION 373
13.2 PARAMÈTRES DE CALCUL 376
13.3 TABLES DE PERTES DE PRESSION DUES AU FROTTEMENT 377
13.4 CALCUL DU RÉSEAU 378
13.5 CONCLUSION D'UN CALCUL D'HYDRAULIQUE 389
13.6 VÉRIFICATION D'UN CALCUL 393
13.7 CALCUL RAPIDE 395
13.8 CONCLUSION / 13.9 PROBLÈMES 397
Chapitre 14 CAS PARTICULIERS AVEC LES EXTINCTEURS AUTOMATIQUES / 14.1 INTRODUCTION / 14.2 AIRE PROTÉGÉE PAR TÊTE VARIABLE 399
14.3 ÉQUILIBRE DES PRESSIONS ENTRE LES TÊTES AU PLAFOND ET LES TÊTES DANS LES INSTALLATIONS D'EMMAGASINAGE 401
14.4 CANALISATIONS DE DISTRIBUTION EN PENTE 407
14.5 AIRES DE CALCUL LINÉAIRES / 14.5.1 Espaces étroits / 14.5.2 Rideaux d'eau / 14.6 NOMBRE DE CALCULS 409
14.7 ROBINETS D'INCENDIE 410
14.8 RÉSEAUX COMBINÉS 412
14.8.1 Bâtiments entièrement protégés par extincteurs automatiques 413
14.8.2 Bâtiments partiellement protégés par extincteurs automatiques / 14.9 CONCLUSION / 14.10 PROBLÈMES 414
Chapitre 15 CONCEPTION DES RÉSEAUX D'EXTINCTEURS AUTOMATIQUES / 15.1 INTRODUCTION / 15.2 NORMES 415
15.3 OPTIONS OFFERTES PAR LES DIFFÉRENTS TYPES DE TÊTES 416
15.4 FACTEUR K OPTIMAL EN FONCTION DE LA DENSITÉ D'EAU REQUISE 418
15.5 DISPOSITION DES CANALISATIONS DE DISTRIBUTION 420
15.6 DISPOSITION DES TÊTES 421
15.7 ÉVALUATION DES BESOINS EN EAU 423
15.8 COMPARAISON DES BESOINS EN EAU AVEC L'ALIMENTATION DISPONIBLE 427
15.9 DÉTERMINATION DES DIAMÈTRES DE LA TUYAUTERIE 428
15.10 ÉTUDE DE CAS 431
15.11 DIAMÈTRES RÉGRESSIFS DANS LES CANALISATIONS DE DISTRIBUTION 444
15.12 RÉSEAUX MAILLÉS 447
15.13 ESPACEMENT PROGRESSIF DES TÊTES 450
15.14 CONCLUSION 451
15.15 PROBLÈMES 452
Chapitre 16 PROTECTION DES ENTREPÔTS / 16.1 INTRODUCTION / 16.2 BREF HISTORIQUE 455
16.3 NORMES DE PROTECTION 456
16.4 MODÈLES DE TÊTES 458
16.5 CHOIX DES TÊTES 461
16.6 TÊTES DANS LES RAYONNAGES 465
16.7 CONCLUSION 466
16.8 PROBLÈMES 467
Chapitre 17 CALCULS À L'AIDE D'UN LOGICIEL / 17.1 INTRODUCTION / 17.2 FONCTIONNALITÉS DES LOGICIELS 469
17.3 NUMÉROTATION DES POINTS DE RÉFÉRENCE / 17.3.1 Principes de base 470
17.3.2 Nombre de points de référence / 17.3.3 Réseaux bouclés 472
17.3.4 Réseaux maillés 474
17.4 SAISIE DE DONNÉES 475
17.5 PRESSION DUE À LA VÉLOCITÉ 476
17.6 EXEMPLE DE CALCUL 479
17.7 VÉRIFICATION DES RÉSULTATS D'UN CALCUL / 17.8 CALCULS À L'AIDE D'UN TABLEUR 482
17.9 CONCLUSION 488
17.10 PROBLÈMES 489
Chapitre 18 ÉVALUATION DU DEGRÉ DE PROTECTION / 18.1 INTRODUCTION / 18.2 DENSITÉS D'EAU CALCULÉE, REQUISE ET DISPONIBLE 491
18.3 ÉVALUATION DE LA DENSITÉ DISPONIBLE PAR ANALYSE GRAPHIQUE 493
18.4 PENTE D'UN SYSTÈME 496
18.5 AJOUT DE POMPES 499
18.6 POMPES À DÉMARRAGE MANUEL 501
18.7 DIMINUTION DE LA DENSITÉ D'EAU AVEC L'ÂGE DE LA TUYAUTERIE 504
18.8 ÉVALUATION DE LA DENSITÉ D'EAU DISPONIBLE AVEC LES TABLES DE TUYAUTERIE / 18.8.1 Tables de tuyauterie 506
18.8.2 Espacement entre les têtes et les tuyaux / 18.8.3 Nombre de têtes par canalisation de distribution 507
18.9 ÉVALUATION DE LA DENSITÉ D'EAU AVEC UN RÉSEAU MAILLÉ / 18.10 RÉAMÉNAGEMENT D'UN RÉSEAU 509
18.10.1 Remplacement des têtes 510
18.10.2 Modification de la tuyauterie 512
18.11 CONCLUSION 513
18.12 PROBLÈMES 515
Annexe A Facteurs de conversion des unités de mesure 517
Annexe B Diamètres internes de la tuyauterie 518
Annexe C Débits aux bouches circulaires 524
Annexe D Tables de pertes de pression dues au frottement 532
Annexe E Courbes caractéristiques de pompes 539
Annexe F Diamètres équivalents de la tuyauterie 555
Annexe G Longueur équivalente des accessoires 556
Annexe H Têtes d'extincteurs automatiques 565
Annexe I Évaluation de la densité d'eau minimale disponiblepour les réseaux d'extincteurs automatiquesconçus selon les tables de tuyauterie d'acier 574
Annexe J Évaluation de la densité d'eau minimale disponiblepour les réseaux maillés d'extincteurs automatiques 591
Annexe K Répertoire de sites Web 597
RÉPONSES AUX PROBLÈMES 603
BIBLIOGRAPHIE 606

Compléments