Joints de dilatation pour hôpitaux et établissements de santé
Bien plus qu'un simple pontage : choisir des joints de dilatation de sol adaptés aux conditions de circulation dans les hôpitaux et les établissements de santé et médicaux
Les joints de dilatation des sols doivent être conçus pour résister aux mouvements et aux contraintes spécifiques auxquels ils seront confrontés. Dans les sols des établissements de santé, tout une panne peut être inesthétique, bruyante, dangereuse pour les personnes et nuisible pour les équipements médicaux mobiles coûteux. première cause de dommages aux joints de dilatation du sol intérieur et aux matériaux de sol environnants est charges ponctuelles d'équipements équipés de roues dures de petit diamètre.
Pourtant, malgré l'impact destructeur des charges ponctuelles élevées sur les joints de sol des établissements de santé, ce facteur est souvent ignoré. De nombreux joints de dilatation les fabricants ne parviennent pas à évaluer le niveau de résistance à la charge ponctuelle de leurs produits sous différents types de roues, ce qui rend difficile pour les architectes, les ingénieurs, les entrepreneurs et les propriétaires de bâtiments de prendre des décisions éclairées.
Critères de Sélection
La résistance à la charge ponctuelle est l'un des trois critères de sélection d'un joint de dilatation de plancher adapté. Qu'il s'agisse d'une nouvelle construction ou de la rénovation de joints existants défaillants, les questions qui doivent guider le choix du produit sont les suivantes :
- Mouvement suisse:Ce modèle peut-il gérer les mouvements thermiques et autres prévus du bâtiment ?
- Taille de l'espace entre les joints:Ce modèle a-t-il les dimensions correctes pour chevaucher l'espace de joint conçu ?
- Charge ponctuelle:Ce modèle peut-il supporter les charges des roues et des essieux du trafic prévu ?
Les pneus en plastique dur, le type le plus répandu dans les hôpitaux, exercent la plus grande contrainte sur les joints de dilatation. Dans une enquête sur les sites Web de sept fabricants de joints de dilatation de sol, un seul, www.emseal.com, a fourni des données de charge complètes, par type de roue, pour les systèmes de joints proposés comme « robustes » ou « à charge ponctuelle élevée ». Quatre des sites Web n'ont fait aucune mention des capacités de charge des roues. Deux autres ont fait une brève mention des charges totales possibles pour un seul des nombreux modèles proposés comme « robustes », mais sans aucune corrélation avec le type de roue.
Les joints de dilatation de la série MIGUTRANS proposés sur www.emseal.com sont spécialement conçus pour supporter des charges ponctuelles. Le modèle FS 110, par exemple, affiche une capacité de charge, pour les équipements équipés de pneus pleins en plastique dur, de 365 lb/pouce de largeur de pneu (6.5 kg/mm, 63.7 N/mm). Pour calculer la capacité de charge totale du joint, cette valeur est simplement multipliée par la largeur totale de tous les pneus d'un essieu.
En comparaison, les pneus pneumatiques exercent beaucoup moins de contraintes sur les joints de dilatation. Ce même modèle FS 110 est conçu pour résister à une charge de 22,500 10,200 lb (100 XNUMX kg, XNUMX kN) par essieu d'un chariot élévateur, d'un véhicule d'entretien ou d'un autre véhicule équipé de pneus pneumatiques.
Le mouvement de roulement d'un trafic à roues de petite taille et à charge ponctuelle élevée peut rapidement heurter des systèmes de plaques de recouvrement sous-conçus et endommager les revêtements de sol adjacents.
Contrainte de charge ponctuelle plus élevée
Dans les hôpitaux, les joints de dilatation des sols se détériorent souvent plus rapidement que prévu. Ce phénomène est dû non seulement à l'absence de conception permettant une capacité de charge ponctuelle suffisante, mais aussi au fait que les activités hospitalières ont changé d'une manière qui augmente considérablement les contraintes de charge ponctuelle.
L’une de ces tendances est la « conception centrée sur le patient », qui a pris racine au cours de la dernière décennie. L’objectif des soins hospitaliers centrés sur le patient est la décentralisation, qui permet d’apporter les services au patient, plutôt que de le transporter vers des lieux centralisés pour l’imagerie, la dialyse et d’autres procédures médicales.
Une conception centrée sur le patient réduit les déplacements des patients, ainsi que les besoins en personnel, les attentes, les rapports et les erreurs inutiles que ces déplacements entraînent. Les patients restent dans le confort relatif de leur chambre, où ils bénéficient d'un environnement familier. Ils sont plus à l'aise, les opérations hospitalières sont plus efficaces et la propagation des maladies infectieuses est réduite.
Cette décentralisation implique toutefois davantage de déplacements de matériel, les appareils de diagnostic et de traitement étant transportés jusqu'aux chambres des patients. Cela ajoute des équipements coûteux et sensibles au flux déjà chargé des équipements de nettoyage, d'entretien et de restauration dans les hôpitaux.
La plupart de ces équipements sont transportés par des roues dures de petit diamètre, qui peuvent endommager les joints de dilatation du sol et les matériaux de revêtement de sol environnants qui ne sont pas conçus pour supporter les charges ponctuelles élevées associées. Les dommages potentiels à l'équipement lui-même sont tout aussi importants que les dommages aux joints de dilatation.
Une autre tendance qui augmente la charge de travail dans les hôpitaux est la nécessité d’accueillir un nombre croissant de patients en surpoids, l’obésité chez les adultes américains ayant augmenté de plus de 60 % au cours des 20 dernières années.
Dans son article « Concevoir pour les personnes obèses », Dave Barista, rédacteur en chef adjoint du magazine Building Design and Construction, présente les conclusions d’entretiens avec des experts en conception de soins de santé de premier plan. De nombreuses considérations de conception ont été préconisées, notamment « des portes plus larges et des lits robustes jusqu’aux lève-personnes ». L’article mentionne également que « les lits bariatriques devraient être conçus pour supporter au moins 600 kg ».
Cet article ne traite pas de l'impact de ces considérations de conception sur le choix des joints de dilatation du sol. Les fauteuils roulants, lits et brancards surdimensionnés sont de plus en plus courants dans les hôpitaux. Les lits bariatriques peuvent peser jusqu'à 800 livres à vide et, selon le modèle, sont conçus pour supporter des patients pesant jusqu'à 1000 XNUMX livres.
Une charge combinée, par exemple, du lit et du patient de 1,610 1 livres, répartie sur quatre roues en caoutchouc dur de 30 ¼ po (402 mm) de large, donnerait lieu à une charge par roue de 321 livres ou XNUMX livres par pouce de largeur de roue.
1610 livres = 402 lb/roue 402 lb/roue = 321 livres par pouce de largeur de roue
4 roues de 1 ¼” de largeur
Le système de joint de dilatation destiné à supporter cette charge doit être sélectionné pour sa capacité à supporter cette charge sans déformation. Comparez, par exemple, la capacité de charge de 365 lb par pouce de largeur de roue du système FS 110.
Le fait de ne pas sélectionner le système de joint de dilatation sur la base de cette comparaison pourrait entraîner la spécification d'un produit de joint de dilatation inapproprié.
Types de joints de dilatation de plancher
La conception des joints de dilatation de plancher représente un défi technique. Ils doivent être capables de gérer les mouvements transversaux d'ouverture et de fermeture horizontaux, les mouvements différentiels ou de cisaillement longitudinaux, ainsi que les mouvements de cisaillement différentiels verticaux. Ces exigences sont similaires aux exigences de mouvement des joints de dilatation des murs, des plafonds et des toits. Ce qui rend la conception des systèmes de plancher si difficile, c'est qu'ils doivent remplir ces fonctions de mouvement tout en fournissant un « pont » solide capable de supporter des charges ponctuelles et d'assurer une transition douce et silencieuse pour la circulation des roues, ainsi qu'une surface antidérapante pour les piétons.
Les fabricants de joints de dilatation de sol ont utilisé diverses approches, avec plus ou moins de succès. Les produits disponibles se répartissent en trois catégories de conception :
Systèmes en caoutchouc et rails
Le système le plus courant et le moins coûteux comprend deux cornières en métal extrudé (généralement en aluminium), entre lesquelles est inséré ou collé un matériau de remplissage élastomère. Pour permettre un mouvement d'expansion et de compression, l'insert doit être un matériau souple et élastique et/ou avoir la forme d'un soufflet. Cependant, les matériaux souples et les formes de soufflets sont incapables de résister à des charges ponctuelles même relativement faibles. Comme le matériau en caoutchouc est souple, les roues s'enfoncent et heurtent la cornière métallique de l'autre côté du joint. Cela provoque une secousse désagréable pour les patients et l'équipement médical, endommage le revêtement de sol adjacent et entraîne une défaillance prématurée du joint de dilatation lui-même.
Systèmes de plaques de recouvrement
Pour offrir une meilleure résistance aux charges ponctuelles, une deuxième catégorie de produits utilise une plaque métallique. La plaque peut être ancrée sur un côté [Voir Figure 2], peut flotter entre les plaques de serrage [Voir Figure 3], ou peuvent être maintenus au milieu avec une barre de centrage. Ces systèmes offrent un pont plus solide que les systèmes en caoutchouc et sur rail, et ils sont capables de supporter des charges ponctuelles faibles à modérées, bien que les fabricants ne fournissent régulièrement pas de charges ponctuelles à partir desquelles adapter les modèles aux charges de trafic prévues. La plupart de ces systèmes sont particulièrement médiocres pour gérer les différences de hauteur de plancher ou les mouvements différentiels verticaux qui font flotter la plaque de recouvrement sans support à divers endroits. Ce phénomène rend les plaques de recouvrement bruyantes et, lorsqu'elles sont déformées par le couple du mouvement vertical différentiel, peut entraîner un risque de trébuchement. De plus, les espaces sous les plaques de recouvrement créent des problèmes de nettoyage, car l'humidité et la saleté s'accumulent dans les creux - un problème d'hygiène inacceptable dans un environnement de soins de santé. Enfin, comme il y a une transition de chaque côté de la plaque de recouvrement, les roues heurtent deux fois pendant la transition sur le joint.
Systèmes de verrouillage solides
Une alternative spécialement conçue imbrique deux composants métalliques extrudés dans une conception qui permet une ouverture et une fermeture horizontales,
ainsi que des mouvements latéraux et verticaux différentiels, tout en offrant une résistance élevée aux charges ponctuelles [voir la figure 4]. Ce système à emboîtement solide a été spécialement conçu pour résister aux chocs dus au trafic de roues dures de petit diamètre, tout en respectant l'intégration esthétique avec les matériaux de revêtement de sol adjacents [voir la photographie 1]. La conception offre une surface de roulement lisse et silencieuse. Les joints intégrés qui isolent la poussière et la saleté sont également des caractéristiques soigneusement conçues pour les environnements hospitaliers.
Systèmes d'ancrage et lits de nivellement époxy
Un autre élément important à prendre en compte lors de l’évaluation des systèmes de joints de dilatation de sol est la méthode d’ancrage. Les vis de maçonnerie mécaniques ou « ancrages à expansion » fournies par la plupart des fabricants de joints de dilatation se maintiennent dans les trous percés au moyen d’une pression vers l’extérieur contre le substrat. Cela crée une ligne de faille près du bord du substrat du sol, ce qui entraîne des fractures dans le bord du béton. L’écaillage au bord du joint laisse les brides de montage du système de joints de dilatation sans support et susceptibles de se déformer vers le bas sous l’effet des charges venant d’en haut.
L'utilisation d'ancrages chimiques est plus adaptée aux applications de joints de dilatation. Les ancrages chimiques utilisent un adhésif époxy à prise dure pour bloquer une tige filetée dans un trou percé dans le sol en béton. Cette méthode garantit la force de maintien nécessaire sans exercer de contrainte sur le béton.
Une autre pratique d’installation simple qui peut prolonger considérablement la durée de vie utile de tout système de joint de dilatation, mais particulièrement de ceux dans des environnements à forte charge ponctuelle, est l’application sous les brides de montage d’un lit de prise époxy. Cette couche de mortier époxy de ¼ po (6 mm) élimine toute irrégularité du substrat, ce qui garantit que les brides de montage sont entièrement soutenues sur toute leur longueur. Un lit époxy agit également comme un isolant diélectrique entre le béton et la bride métallique pour éviter la corrosion.
Les coûts de l’échec
Lorsque des charges ponctuelles provoquent la défaillance des joints de dilatation du sol, les établissements de santé doivent faire face à des coûts importants. Les surfaces irrégulières endommagent les équipements médicaux mobiles coûteux et constituent un risque d'inconfort pour les personnes, voire de blessures. Outre les coûts de main-d'œuvre et de matériaux liés au remplacement des joints de dilatation du sol, le véritable coût pour les hôpitaux réside dans les perturbations liées à la fermeture de sections entières de l'établissement pendant le processus de remplacement.
Les coûts d'achat initiaux des joints de dilatation de sol de haute qualité sont supérieurs à ceux des systèmes bon marché en caoutchouc et rails ou plaques de recouvrement. Cependant, ce coût supplémentaire est faible par rapport aux avantages économiques à long terme des joints de dilatation de sol durables et sans problème qui résistent à la charge ponctuelle des conditions de trafic attendues dans le secteur de la santé.
« Il est imprudent de payer trop cher, mais il est encore pire de payer trop peu. Quand vous payez trop cher, vous perdez un peu d’argent, c’est tout. Quand vous payez trop peu, vous perdez parfois tout, parce que l’objet que vous avez acheté n’était pas capable de faire ce pour quoi il a été acheté. La loi commune de l’équilibre commercial interdit de payer peu et d’obtenir beaucoup. C’est impossible. Si vous traitez avec le moins-disant, il est bon d’ajouter quelque chose pour le risque que vous courez, et si vous faites cela, vous aurez de quoi payer pour quelque chose de mieux. »
—John Ruskin.