Bâtiments de construction massive en bois d’au plus 12 étages

Avant-propos

La Loi sur le bâtiment a pour objectifs d’assurer la qualité de construction d’un bâtiment et de certains équipements ainsi que la sécurité du public qui y accède. Cette loi regroupe, dans un même cadre législatif, l’ensemble des lois et des règlements qui sont sous la responsabilité de la Régie du bâtiment du Québec (RBQ). En application de cette loi, un bâtiment doit être conçu et construit conformément aux exigences décrites au Code de construction du Québec, chapitre I – Bâtiment (CNB 2010 modifié).

La construction en bois d’au plus 6 étages a été introduite dans l’édition du CNB 2010 modifié, ci-après appelé Code. Il est maintenant permis de construire un bâtiment à charpente en bois d’au plus 6 étages sous certaines conditions stipulées à la division B du Code. Les prescriptions du Code ne font pas de distinction quant au système constructif. Les dispositions s’appliquent à tous les systèmes de construction combustible, soit la construction à ossature légère, les systèmes de poutres et colonnes, le bois d’ingénierie structural, le bois lamellé-collé, le bois lamellé-croisé ou la construction hybride (bois, béton et/ou acier).

Malgré l’introduction des dispositions permettant la construction en bois d’au plus 6 étages, le Code impose tout de même certaines limites à l’utilisation du bois. Si on se fie aux recherches dans le domaine et au développement de la construction en bois sur le plan international, la limite du nombre d’étages semble restrictive, au Canada, dans le cas des structures de construction massive en bois. Les recherches ont en effet démontré qu’il est possible de construire des structures sécuritaires de construction massive en bois à des hauteurs supérieures à 6 étages, et qu’à ces hauteurs, au lieu d’une ossature légère, l’utilisation d’une construction massive en bois s’impose. Ce type de construction comprendra des éléments en bois lamellé-collé, en bois de charpente composite ou encore en bois lamellé-croisé.

Le besoin d’adapter les normes canadiennes de construction pour permettre l’utilisation équitable du bois est reconnu par d’autres provinces comme par le Québec. D’ailleurs, la RBQ a participé à l’élaboration des propositions pour le Code national du bâtiment du Canada 2015 (CNB 2015).

Présentement, les dispositions du Code ne tiennent pas compte des particularités de chaque système constructif; la limite de 6 étages s’applique à toute construction combustible, peu importe le système constructif. Un concepteur qui souhaite faire ériger un bâtiment de plus de 6 étages en bois doit formuler une demande de mesures équivalentes à la RBQ, et cette demande doit comporter la démonstration que les objectifs du Code sont atteints.

En vertu de l’article 127 de la Loi sur le bâtiment, la RBQ peut approuver, aux conditions qu’elle détermine, «une méthode de conception, un procédé de construction de même que l’utilisation d’un matériau différent de ce qui est prévu à un code ou à un règlement adopté en vertu de la présente loi lorsqu’elle estime que leur qualité est équivalente à celle recherchée par les normes prévues à ce code ou à ce règlement». Ainsi, la RBQ peut déterminer les conditions permettant l’utilisation du bois en tant que matériau différent de ce qui est prévu par le Code pour la construction d’un bâtiment de plus de 6 étages.

Ces conditions sont présentées sous la forme de lignes directrices, développées en collaboration avec les experts du centre de recherche FPInnovations. La RBQ et ses experts mandatés sont d’avis que les concepteurs et les constructeurs ayant les compétences requises et qui respectent les lignes directrices du présent guide ainsi que les autres normes et exigences applicables pourront concevoir et construire des bâtiments de construction massive en bois qui offriront le même niveau de qualité et de sécurité que les bâtiments conçus avec d’autres matériaux.

Ces lignes sont basées sur l’édition 2010 du Code et les normes y référant, et sur le Guide technique pour la conception et la construction de bâtiments en bois de grande hauteur au Canada (GBGH), publié par FPInnovations en 2014. Ces conditions s’appuient également sur le projet de démonstration d’un bâtiment en bois de grande hauteur situé dans la ville de Québec. Celui-ci est l’un des trois projets sélectionnés lors d’un appel de projets de bâtiments de grande hauteur lancé en 2013 par Ressources naturelles Canada et le Conseil canadien du bois. Enfin, les conditions minimales énoncées dans ce guide sont basées sur les résultats d’essais effectués au Conseil national de recherches Canada (CNRC), qui viennent confirmer les niveaux de performance de ce type de construction.

En mars 2013, un groupe de travail, sous la responsabilité de la RBQ et composé de ministères, d’organismes et de services incendie, a été formé. La RBQ a consulté ce groupe de travail pour les lignes directrices visant la construction massive en bois de plus de 6 étages.

Comme pour tout autre matériau de construction, le bois est assujetti à certaines exigences minimales selon les usages prévus. On peut penser ici à la résistance structurale ou à la résistance au feu, que ce soit comme matériau brut, comme élément d’un système ou comme matériau de finition. Les restrictions établies dans le Code s’appliquent autant au bois qu’aux autres matériaux de construction, qui ne sont limités en fait que par leurs caractéristiques intrinsèques par rapport à l’usage pressenti.

Il importe pour les concepteurs et les constructeurs de bien connaître les caractéristiques et le comportement du bois, particulièrement en matière de sécurité incendie, de comportement structural et de durabilité. Les lignes directrices présentées à la partie 1 de ce guide comportent les dispositions minimales à respecter pour assurer la qualité de la construction et la sécurité des occupants. La partie 2 – Guide explicatif fournit des renseignements et des conseils utiles pour guider les concepteurs et les constructeurs de bâtiments en bois de grande hauteur. Lorsqu’une particularité ou une disposition n’est pas explicitement ou directement énoncée dans ce guide, les dispositions du Code prévalent.

Afin de permettre une utilisation équitable du bois dans la construction au Québec, la RBQ accepte de permettre la construction d’un bâtiment d’au plus 12 étages de construction massive en bois, sans que celui-ci fasse l’objet d’une demande de mesures équivalentes, si toutes les lignes directrices énoncées à la partie 1 du présent guide sont respectées et que les éléments énoncés au Guide explicatif sont considérés.

Introduction

Le présent guide fournit les indications nécessaires afin que les concepteurs de bâtiments en bois de grande hauteur puissent réaliser leurs travaux de conception et de préparation des plans et devis. Le guide est élaboré de façon à fournir aux concepteurs les renseignements et les concepts généraux selon le système choisi. Les éléments et les détails prévus pour respecter les lignes directrices de ce guide doivent être incorporés dès la conception d’un projet.

La partie 1 – Lignes directrices comporte plusieurs sections, dont l’une porte sur les conditions de base, qui décrivent les conditions générales minimales pour tout projet de construction d’un bâtiment en bois de plus de 6 étages. Les sections suivantes comportent quant à elles des dispositions particulières qui précisent et complètent les conditions de base. Le projet doit respecter intégralement les dispositions énoncées à la partie 1 du présent guide, soit : les conditions de base, les usages mixtes, le degré de résistance au feu, les pénétrations techniques dans les séparations coupe-feu, les vides techniques verticaux et les cages d’escalier, le système de gicleurs, la séparation des milieux différents, la propagation de la fumée, les règles de calcul, la structure et les attaches, la sécurité et la protection incendie durant la construction, et enfin les directives d’ordre administratif. À titre de complément, la partie 2 – Guide explicatif apporte des précisions techniques et des explications supplémentaires pour chacune des dispositions énoncées dans les Lignes directrices.

Les parties 3, 4 et 5 fournissent, quant à elles, des renseignements et des exigences additionnels concernant l’équipe de travail et la coordination des travaux, l’entretien du bâtiment et les autres lois et règlements applicables au projet. Par ailleurs, des recommandations techniques complémentaires peuvent être obtenues dans le Guide technique pour la conception et la construction de bâtiments en bois de grande hauteur au Canada (GBGH), publié par FPInnovations. Ce document est disponible à l’adresse Internet suivante : gbgh.fpinnovations.ca.

Généralités

Les solutions acceptables de la division B du Code de construction, chapitre I – Bâtiment 2010 (Code) limitent l’utilisation d’éléments de charpente en bois aux bâtiments d’au plus 6 étages et ayant une superficie maximale prescrite. Ce guide présente des dispositions à respecter en ce qui concerne la construction massive en bois pour certains types de bâtiments de plus de 6 étages. Tous les éléments de conception et de construction non cités dans ce guide doivent satisfaire aux exigences s’appliquant aux constructions incombustibles et aux bâtiments de grande hauteur énoncées au Code.

La conception d’un bâtiment en bois de plus de 6 étages nécessite une perspective beaucoup plus large que la simple mise en place d’une approche structurale et de résistance au feu. Les équipes de conception doivent tenir compte de l’intégration de tous les systèmes du bâtiment, de son enveloppe et de leurs niveaux de performance, et ce, dès le début du processus de conception. De plus, une surveillance étroite des travaux durant les étapes de construction est obligatoire pour assurer la conformité aux plans et devis. Ce guide aborde ces aspects et présente les principes et les solutions potentielles pour aider les concepteurs et les équipes de construction à naviguer à travers une conception intégrée et multidisciplinaire.

Définitions

Afin de bien comprendre le guide, il est essentiel de connaître certains termes qui ne sont pas explicitement présentés dans le Code. Les termes additionnels définis ci-dessous sont présentés en caractères italiques dans le présent guide et s’appliquent aux lignes directrices qui y sont énoncées.

Bois de charpente composite (structural composite lumber, SCL) : produits dérivés du bois (bois en placage stratifié [LVL], bois reconstitué de longs copeaux parallèles [PSL], bois de copeaux laminés [LSL] ou bois de copeaux orientés [OSL]) préalablement approuvés par le Centre canadien de matériaux de construction (CCMC), fabriqués pour une utilisation structurale et évalués conformément à la norme ASTM D5456.

Bois lamellé-collé (glue-laminated timber, glulam) : produit du bois obtenu par collage sous pression de lamelles classées dont le fil est essentiellement parallèle, qui satisfait à la norme CSA O122 ou qui est préalablement approuvé par le Centre canadien de matériaux de construction (CCMC), et fabriqué en usine conformément à la norme CSA O177.

Bois lamellé-croisé (cross-laminated timber, CLT) : bois d’ingénierie structural préfabriqué conformément à la norme ANSI/APA PRG 320, à partir d’au moins 3 couches orthogonales de bois de sciage ou de bois de charpente composite, laminées à partir du collage des couches longitudinales et transversales à l’aide d’un adhésif structural afin de former un élément structural de forme rectangulaire, droit et plane destiné à des applications de toit, de plancher ou de mur.

Construction hybride : type de construction mixte composé d’éléments structuraux de construction massive en bois, de béton, de maçonnerie ou d’acier (p. ex. : dalle composite bois-béton).

Construction massive en bois : type de construction combustible dans lequel on assure un certain degré de sécurité incendie en utilisant des éléments structuraux ainsi que des planchers et des toits de bois de grandes dimensions, et en supprimant les vides de construction des planchers, des murs et des toits. Les éléments structuraux de ce type de construction sont notamment un système structural à poutres et colonnes de bois massif, de bois lamellé-collé ou de bois de charpente composite, ainsi qu’un système de dalles massives en bois lamellé-croisé ou d’autres éléments de bois de charpente composite; tous ces éléments structuraux doivent avoir des degrés de résistance au feu supérieurs à ceux prévus pour la construction de gros bois d’œuvre décrite au paragraphe 3.1.4.6.1) de la division B du Code.

Encapsulation : méthode de protection passive contre l’incendie visant à utiliser des matériaux ou membranes de protection thermique pour protéger les éléments structuraux et atténuer les effets thermomécaniques de l’incendie sur ces éléments structuraux, de sorte que les effets des éléments structuraux combustibles sur la gravité de l’incendie soient retardés pour une période spécifiée.

Podium : structure secondaire, ou plate-forme horizontale, servant à surélever la structure principale par rapport au niveau du sol.

Au sommaire:

Introduction 

Généralités

Définitions 

Partie 1. Lignes directrices

• 1.1. Conditions de base 
• 1.2. Usages mixtes
• 1.3. Degré de résistance au feu
• 1.4. Pénétrations techniques dans les séparations coupe-feu
• 1.5. Vides techniques verticaux et cages d’escalier
• 1.6. Système de gicleurs
• 1.7. Séparation des milieux différents
• 1.8. Propagation de la fumée 
• 1.9. Règles de calcul, structure et attaches
• 1.10. Sécurité et protection incendie durant la construction 
• 1.11. Directives d’ordre administratif 

Partie 2. Guide explicatif

• 2.1. Conditions de base
• 2.2. Usages mixtes
• 2.3. Degré de résistance au feu
• 2.4. Pénétrations techniques dans les séparations coupe-feu
• 2.5. Vides techniques verticaux et cages d’escalier
• 2.6. Système de gicleurs 
• 2.7. Séparation des milieux différents
• 2.8. Propagation de la fumée
• 2.9. Règles de calcul, structure et attaches
• 2.10. Sécurité et protection incendie durant la construction
• 2.11. Directives d’ordre administratif

Partie 3. Équipe de travail et coordination des travaux

Partie 4. Entretien du bâtiment

Partie 5. Autres lois et règlements applicables au projet

Conclusion

Liste des figures 

Références