CA2983565A1 - Building element and associated reinforcing device - Google Patents
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Abstract
Description
Élément de construction et dispositif de renforcement associé
Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un élément de construction destiné
notamment à la construction d'un bâtiment, comme une maison, un immeuble etc ainsi qu'un dispositif de renforcement associé.
Arrière-plan technologique La construction avec des éléments en bois est de nos jours de plus en plus plébiscitée par les usagers soucieux de limiter leur impact sur l'environnement.
De façon générale, un tel élément de construction comprend une ossature en bois avec plusieurs poutres ou montants assemblés formant la structure portante de l'élément et une ou plusieurs plaques de parement, par exemple en plâtre ou bois aggloméré, fixées sur l'ossature. Une couche isolante, par exemple de la laine minérale, est disposée entre les poutres de l'ossature pour conférer une isolation thermo-acoustique à l'élément de construction.
D'un point de vue portance, confort énergétique et insonorisation, ces éléments de construction donnent pleinement satisfaction, aussi bien pour leur utilisation dans la construction de murs ou de cloisons que de planchers ou de plafonds.
Cependant, la résistance au feu de tels éléments de construction reste une préoccupation permanente.
En effet, lors d'une exposition au feu, les performances de tenue mécanique, notamment la portance de l'ossature en bois se réduisent du fait notamment de la carbonisation des fibres de bois ce qui peut conduire à un effondrement de la structure, ceci, même si la plaque de plâtre et la laine minérale de l'élément de construction permet de protéger quelque peu l'ossature et de retarder cette échéance.
WO 2016/174359 Construction element and associated reinforcing device Technical field of the invention The present invention relates to a construction element for including the construction of a building, such as a house, a building etc. and an associated reinforcing device.
Technological background The construction with wooden elements is nowadays more in addition to being popular with users who want to limit their impact on the environment.
In general, such a construction element comprises a wooden frame with several beams or studs assembled forming the supporting structure of the element and one or more facing plates, for example in plaster or agglomerated wood, fixed on the frame. A diaper insulation, for example mineral wool, is arranged between the beams of the framework to impart a thermo-acoustic insulation to the element of construction.
From a point of view of lift, energy comfort and soundproofing, these building elements give full satisfaction, both for their use in the construction of walls or partitions as floors or ceilings.
However, the fire resistance of such building elements remains a permanent concern.
Indeed, during a fire exposure, the performance of holding mechanics, in particular the lift of the wooden framework, are reduced by carbonization of wood fibers, which can lead to collapse of the structure, this, even if the plasterboard and wool Mineral building element helps protect somewhat the frame and delay that deadline.
WO 2016/174359
-2-La Demanderesse a mené des expériences pour évaluer la résistance au feu de tels éléments de construction. Ainsi, un élément de construction formé de poutres en bois de section 45mmX145mm de la classe 030 et d'une plaque de plâtre résistante au feu du type F d'une épaisseur de 20mm présentait une durée de résistance d'environ 78m in.
Augmenter cette durée est primordiale pour par exemple allonger la durée d'évacuation des occupants du bâtiment en cas de feu. Ceci devient encore plus important dans le cadre d'un bâtiment à plusieurs étages réalisé
avec de tels éléments de construction.
En outre, les éléments de construction sont soumis à des normes de résistance au feu. En particulier la norme EN1363/1364 définit un classement R.E.I. suivi d'un chiffre. En résumé, ce classement R.E.I. suivi d'un chiffre exprime en minutes le temps pendant lequel un élément de construction satisfait simultanément aux critères suivants :
= Résistance mécanique : temps pendant lequel l'élément conserve sa fonction portante (pour les éléments à fonction portante).
= Etanchéité aux flammes : temps pendant lequel il n'y a pas de flammes ou de fumées qui passent du côté de la paroi non exposée (pour les éléments à fonction de séparation).
= Isolation thermique : temps pendant lequel la température n'augmente pas au-dessus d'un certain seuil thermique du côté non exposé.
L'augmentation de la résistance au feu permet de plus un meilleur classement au niveau des normes et ouvre donc à l'élément de construction un champ d'application plus large dans la construction de bâtiments.
Objectifs de l'invention La présente invention vise à proposer un élément de construction ayant une résistance au feu améliorée.
WO 2016/174359 -2-The Claimant conducted experiments to evaluate the fire resistance of such building elements. So, an element of 45mmX145mm section wooden beams construction 030 and a type F fire resistant gypsum board with a thickness of 20mm had a resistance time of about 78m in.
To increase this duration is essential to for example lengthen the evacuation time of occupants of the building in case of fire. This becomes even more important in the context of a multi-storey building realized with such building elements.
In addition, building components are subject to fire resistance. In particular the EN1363 / 1364 standard defines a classification REI followed by a number. In summary, this REI ranking followed by a figure expresses in minutes the time during which a building element satisfied simultaneously with the following criteria:
= Resistance mechanical: time during which the element maintains its load-bearing function (for load-bearing elements).
= Flame tightness: time during which there is no flames or fumes passing on the side of the unexposed wall (for separating function elements).
= Thermal insulation : time during which temperature does not increase above a certain thermal threshold on the non presentation.
The increase of the fire resistance allows more a better ranking at the standards level and thus opens up to the building element a wider scope of application in building construction.
Objectives of the invention The present invention aims to propose a construction element having improved fire resistance.
WO 2016/174359
-3-Selon un autre objectif indépendant, l'invention vise à proposer un dispositif de renforcement d'un tel élément de construction.
Exposé de l'invention Ainsi, l'invention a pour objet un élément de construction pour un bâtiment comprenant une ossature avec au moins une poutre en bois et au moins une plaque de parement fixée sur la poutre de l'ossature, caractérisé en ce qu'il comprend un composant d'isolation en laine minérale apposé sur la poutre de manière à recouvrir ladite poutre d'une part sur une face frontale et d'autre part sur au moins une partie des faces latérales, le composant d'isolation apposé
sur la face frontale étant interposé entre la plaque de parement et la poutre.
L'élément de construction peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :
Selon un aspect, le composant d'isolation en laine minérale recouvre les faces latérales en totalité.
Selon un autre aspect, le composant d'isolation en laine minérale est en outre apposé sur la face arrière de la poutre opposée à la face frontale de manière à
englober ladite poutre complètement.
Sur chaque face sur laquelle le composant d'isolation est apposé, l'orientation des fibres peut comprendre une composante parallèle à cette face, notamment la direction dominante de l'orientation des fibres minérales du composant d'isolation en laine minérale est parallèle à cette face.
L'épaisseur du composant d'isolation est par exemple supérieure ou égale à
15mm et notamment comprise en 15mm et 50mm, plus particulièrement de 25mm.
WO 2016/174359 -3-According to another independent objective, the invention aims to propose a reinforcing device of such a construction element.
Presentation of the invention Thus, the subject of the invention is a building element for a building comprising a framework with at least one wooden beam and at least one facing plate fixed to the beam of the framework, characterized in that includes a mineral wool insulation component affixed to the beam of in order to cover said beam on the one hand on a front face and on the other go on at least a portion of the side faces, the insulation component affixed sure the front face being interposed between the facing plate and the beam.
The building element may further include one or more of the following features taken alone or in combination:
In one aspect, the mineral wool insulation component covers the faces sideways in full.
In another aspect, the mineral wool insulation component is furthermore affixed to the rear face of the beam opposite the front face so at to encompass said beam completely.
On each side on which the insulation component is affixed, orientation fibers may comprise a component parallel to this face, in particular the dominant direction of the mineral fiber orientation of the component mineral wool insulation is parallel to this face.
The thickness of the insulation component is for example greater than or equal to 15mm and in particular included in 15mm and 50mm, more particularly in 25mm.
WO 2016/174359
-4-La densité du composant d'isolation en laine minérale est par exemple supérieure ou égale à 30kg/m3, notamment comprise entre 80kg/m3 et 100kg/m3 et plus particulièrement comprise entre à 85kg/m3 et 91kg/m3.
On peut prévoir que la laine minérale du composant d'isolation est réalisée avec des fibres de laine minérale résistante à haute température.
Le composant d'isolation peut être apposé sur la poutre de bois par collage et/
ou une fixation mécanique.
L'élément de construction peut en outre comprendre un dispositif de renforcement ayant au moins une partie de section transversale une forme générale en U , le fond du U étant disposé en regard de la face frontale et les branches du U en regard des faces latérales, chaque branche latérale étant fixée au niveau d'une zone d'extrémité dans la face latérale de la poutre, le composant d'isolation étant interposé soit entre le dispositif de renforcement d'un part et la poutre d'autre part, soit entre le fond du U et la plaque de parement.
Selon un aspect, la longueur de chaque branche du dispositif de renforcement est supérieure à la moitié de l'épaisseur de la poutre.
Le dispositif de renforcement peut comprendre des ouvertures de dégazage.
L'invention concerne également un dispositif de renforcement pour un élément de construction tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part une face frontale destinée à être fixée en regard de la face frontale d'une poutre et d'autre part au moins deux branches latérales destinées à être fixées sur les côtés latérales d'une poutre en bois.
WO 2016/174359 -4-The density of the mineral wool insulation component is for example greater than or equal to 30kg / m3, in particular between 80kg / m3 and 100kg / m3 and more particularly between 85kg / m3 and 91kg / m3.
It can be provided that the mineral wool of the insulation component is made with mineral wool fibers resistant to high temperature.
The insulation component can be affixed to the wooden beam by gluing and/
or a mechanical fixation.
The construction element may further comprise a device for reinforcement having at least a portion of cross-section a shape U-shaped, the bottom of the U being arranged facing the face front and the branches of the U opposite side faces, each branch lateral being fixed at an end zone in the lateral face of the beam, the insulation component being interposed either between the device of enhancement on the one hand and the beam on the other hand, between the bottom of the U and the plate of facing.
In one aspect, the length of each leg of the reinforcing device is greater than half the thickness of the beam.
The reinforcing device may comprise degassing openings.
The invention also relates to a reinforcing device for an element construction as defined above, characterized in that it comprises a part of a front face intended to be fixed opposite the front face a beam and on the other hand at least two lateral branches intended to be fixed on the lateral sides of a wooden beam.
WO 2016/174359
-5-Selon un aspect, la longueur de chaque branche du dispositif de renforcement est supérieure à 40mm, notamment comprise entre 50mm et 70mm, en particulier 60mm.
Selon un autre aspect, le dispositif de renforcement comprend des ouvertures de dégazage.
L'invention concerne de plus un ensemble de dispositifs de renforcement caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de dispositifs de renforcement tels que définis ci-dessus dont les branches latérales respectives possèdent des formes complémentaires de découpe.
L'invention concerne enfin un kit de protection pour la réalisation d'un élément de construction tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un panneau en laine minérale et des moyens de renforcement du panneau sur les faces frontale et latérales d'une poutre en bois, notamment un dispositif tel que défini ci-dessus.
Selon un aspect, le kit comprend un panneau formé de trois segments notamment chanfreinés, continus ou jointifs reliés par leur faces externes, le panneau étant repliable par des charnières pliables de façon à entourer la poutre en bois.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un élément de construction selon un mode de réalisation, - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un détail d'un élément de construction selon un premier mode de réalisation, WO 2016/174359 -5-In one aspect, the length of each leg of the reinforcing device is greater than 40mm, in particular between 50mm and 70mm, in particular 60mm.
In another aspect, the reinforcing device includes openings degassing.
The invention further relates to a set of reinforcing devices characterized in that it comprises at least one pair of reinforcement as defined above including side branches respective have complementary forms of cutting.
The invention finally relates to a protection kit for the production of a element of construction as defined above, characterized in that it comprises at minus a mineral wool panel and means of strengthening the panel on the front and side faces of a wooden beam, including a device as defined above.
In one aspect, the kit includes a panel consisting of three segments in particular chamfered, continuous or contiguous connected by their external faces, the panel being collapsible by foldable hinges so as to surround the wooden beam.
The invention will be better understood and other details, features and advantages of the invention will appear on reading the following description done by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings in which :
FIG. 1 is a schematic perspective view of an element construction according to one embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of a detail of a construction element according to a first embodiment, WO 2016/174359
-6-- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de renforcement selon un premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de renforcement selon un second mode de réalisation - la figure 5 est une vue schématique de dessus d'une bande de tôle avec des lignes de découpe et de pliage pour la fabrication d'un dispositif de renforcement, - la figure 6 montre une vue en coupe transversale d'un détail d'un élément de construction selon un second mode de réalisation, - la figure 7 montre une vue en perspective d'une poutre en bois équipé de deux dispositifs de renforcement de forme complémentaire, - la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation d'un composant d'isolation pour un élément de construction selon l'invention, et - la figure 9 est une vue en coupe transversale de l'exemple de réalisation d'un composant d'isolation selon la figure 8 à l'état déplié.
Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
On va maintenant décrire un exemple d'un mode de réalisation en référence aux figures.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
WO 2016/174359 -6-FIG. 3 is a schematic perspective view of a device reinforcement according to a first embodiment, FIG. 4 is a schematic perspective view of a device reinforcement according to a second embodiment FIG. 5 is a schematic view from above of a strip of sheet metal with cutting and bending lines for manufacturing a reinforcement device, FIG. 6 shows a cross-sectional view of a detail of a construction element according to a second embodiment, - Figure 7 shows a perspective view of a wooden beam equipped with two shape reinforcement devices complementary, FIG. 8 is a cross-sectional view of an example of realization of an insulation component for an element of construction according to the invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the example of embodiment of an insulation component according to Figure 8 in the state unfolded.
In all the figures, the identical elements bear the same numbers reference.
An example of an embodiment will now be described.
reference to the figures.
The following achievements are examples. Although the description is refers to one or more embodiments, this does not mean necessarily that each reference concerns the same embodiment, or that the features apply only to one mode of production. Simple features of different embodiments can also be combined to provide other achievements.
WO 2016/174359
-7-Sur la figure 1 est représenté de façon schématique un élément de construction 1 pour un bâtiment. A titre d'exemple et de façon non-exhaustive, il peut s'agir d'un élément formant mûr, cloison, plancher ou plafond.
Il peut s'agir d'un élément préfabriqué, c'est-à-dire assemblé par exemple en usine pour être livré sur un chantier de construction, ou être assemblé sur chantier.
L'élément de construction 1 peut aussi intégrer ou incorporer d'autres éléments comme par exemple des fenêtres ou des portes sans sortir du cadre de la présente invention.
L'élément de construction 1 comprend en particulier une ossature avec au moins une, dans le présent cas trois poutres en bois 3 qui sont par exemple espacés régulièrement les unes des autres. Il s'agit de trois poutres 3 porteuses. Ces poutres 3 sont porteuses pour l'élément de construction 1 lui-même, mais peuvent de plus être porteuses dans un sens plus large pour le bâtiment pour lequel il est utilisé. La ou les poutres peuvent être de section transversale carrée ou rectangulaire.
Bien entendu, cette ossature peut aussi comprendre de plus des traverses en bois pour rigidifier la construction.
Au moins une plaque de parement 4 est fixée sur les poutres 3 de l'ossature bois. Dans cette réalisation, une plaque unique 4 recouvre les trois poutres. En variante, plusieurs plaques ne recouvrant que deux poutres successives, peuvent être juxtaposées latéralement.
De plus, une couche isolante thermiquement 5, par exemple en laine minérale comme la laine de verre ou de roche, est disposée entre les poutres 3.
La couche isolante 5 est par exemple une laine minérale commercialisée par la Demanderesse sous la marque ULTIMATETm . Il s'agit d'une laine minérale fabriquée selon une composition et un procédé spécifique lui conférant une bonne tenue au feu approchant les 700 C. Ce produit, disponible dans des gammes de densité relativement basse à performances thermique donnée, est un avantage pour réaliser un élément de construction léger. Par exemple on WO 2016/174359 -7-In Figure 1 is schematically represented an element of construction 1 for a building. By way of example and non-exhaustively, he may be an element forming ripe, partition, floor or ceiling.
It can be a prefabricated element, that is to say assembled for example in the factory to be delivered to a construction site, or assembled on construction site.
Building element 1 can also incorporate or incorporate other elements such as windows or doors without leaving the frame of the present invention.
The construction element 1 comprises in particular a frame with a least one, in this case three wooden beams 3 which are for example spaced regularly from each other. It is about three beams 3 carriers. These beams 3 are carriers for the construction element 1 itself.
same, but may further be carriers in a broader sense for the building for which it is used. The beam (s) may be sectional transverse square or rectangular.
Of course, this frame may also include sleepers made of wood to stiffen the construction.
At least one facing plate 4 is fixed on the beams 3 of the wood frame. In this embodiment, a single plate 4 covers the three beams. As a variant, several plates covering only two beams successive, can be juxtaposed laterally.
In addition, a thermally insulating layer 5, for example made of wool mineral such as glass wool or rock, is arranged between the beams 3.
The insulating layer 5 is for example a mineral wool marketed by the Applicant under the brand ULTIMATETm. It is a mineral wool manufactured according to a composition and a specific process giving it a good fire resistance approaching 700 C. This product, available in ranges of relatively low density to given thermal performance, is an advantage for making a lightweight building element. For example we WO 2016/174359
-8-utilise ici une densité de 20kg/m3. Une laine de roche ou de verre est également envisageable.
Sur la figure 2 est montré selon une vue en section transversale selon la ligne de coupe II-II un détail de l'élément de construction 1 de la figure 1 sans la couche isolante 5.
Comme on le voit sur cette figure 2, l'élément de construction 1 comprend un composant d'isolation 7 en laine minérale supplémentaire et différent de la couche isolante 5. Ce composant d'isolation 7 est apposé sur la poutre de bois 3 et est interposé entre la plaque de parement 4 et une face frontale 9 de la poutre 3 qui est en vis-à-vis de la plaque de parement 4. Le composant d'isolation 7 est fixé contre la poutre 3 et se prolonge sur des faces latérales 11 de la poutre 3, de façon à recouvrir celles-ci partiellement ou totalement, typiquement sur au moins 50%, dans le présent cas en totalité. Il est en contact plan contre la ou les faces de la poutre.
Le composant d'isolation 7 en laine minérale est formé au moins en partie de fibres en proportion comprise entre 80% et 99% en poids.
De plus, l'orientation spatiale des fibres comprend une composante parallèle à la face 9 ou 11 contre laquelle le composant d'isolation 7 est fixé.
Préférentiellement, la direction dominante d'orientation des fibres minérales du composant d'isolation 7 est parallèle à la face 9 ou 11 contre laquelle le composant d'isolation 7 est fixé. Ceci empêche efficacement que les flammes puissent lécher directement le bois de la poutre 3 lors d'une exposition directe au feu de l'élément de construction 1.
Le composant isolant peut ainsi avoir une structure de feutre de laine minérale dans laquelle les fibres sont réparties substantiellement sous forme de strates sensiblement parallèles aux surfaces principales du composant. Il peut aussi avoir une structure de feutre densifié par nappage pendulaire ou par crêpage, ces deux techniques connues en soi dans le domaine de la laine minérale ont pour effet de réorienter partiellement les fibres de laine minérale avec une composante verticale dans la direction de l'épaisseur du composant.
Une telle réorganisation partielle préserve une orientation horizontale suffisante WO 2016/174359 -8-here uses a density of 20kg / m3. A rock or glass wool is also possible.
In Figure 2 is shown in a cross-sectional view according to the section line II-II a detail of the building element 1 of Figure 1 without the insulating layer 5.
As seen in this FIG. 2, the construction element 1 comprises an additional mineral wool insulation component 7 different from the insulating layer 5. This insulation component 7 is affixed to the wooden beam 3 and is interposed between the cladding plate 4 and a front face 9 of the beam 3 which is facing the facing plate 4. The component 7 is fixed against the beam 3 and extends on the faces lateral 11 of the beam 3, so as to cover them partially or totally, typically at least 50%, in this case in full. He is in contact plane against the face or faces of the beam.
The mineral wool insulation component 7 is formed at least in part fibers in a proportion of between 80% and 99% by weight.
In addition, the spatial orientation of fibers includes a component parallel to the face 9 or 11 against which the insulation component 7 is fixed.
Preferably, the dominant direction of orientation of the mineral fibers of insulation component 7 is parallel to the face 9 or 11 against which the insulation component 7 is attached. This effectively prevents the flames can lick directly the wood of the beam 3 during an exhibition direct in the fire of the building element 1.
The insulating component can thus have a wool felt structure mineral in which the fibers are substantially distributed in form of layers substantially parallel to the major surfaces of the component. he can also have a densified felt structure by pendular topping or by crepe, these two techniques known per se in the field of wool have the effect of partially reorienting the wool fibers mineral with a vertical component in the direction of the thickness of the component.
Such partial reorganization preserves a horizontal orientation sufficient WO 2016/174359
-9-pour s'opposer au passage de l'air, du rayonnement thermique, ou des flammes.
A l'inverse, une structure de type lamellaire dans laquelle les fibres sont orientées suivant des strates essentiellement parallèles à la direction de l'épaisseur du composant n'est pas recommandée. Car elle crée un effet de cheminée, offrant très peu de résistance au passage de l'air dans la direction de l'épaisseur du composant, et au contraire canalisent la pénétration des fumées ou flammes au contact de l'élément en bois à protéger.
Le composant d'isolation 7 peut être composé de segments de laine minérale continus ou jointifs.
Ce composant d'isolation 7 est dans ce mode de réalisation en contact direct avec la poutre 3 et fixé contre celle-ci par collage avec une colle silicate ou un mortier minéral et/ ou une fixation mécanique comme par exemple un dispositif de renforcement 13 représenté à la figure 2.
Le composant d'isolation 7 possède une épaisseur qui peut varier selon la protection au feu à apporter à l'élément en bois. Elle est supérieure ou égale à 15mm et notamment comprise entre 15mm et 50mm (bornes incluses), plus particulièrement de 25mm.
La densité du matériau du composant d'isolation 7 est par exemple supérieure ou égale à 30kg/m3, notamment comprise entre 80kg/m3 et 100kg/m3 (bornes incluses) et plus particulièrement compris entre 85kg/m3 et 91kg/m3 (bornes incluses).
La laine minérale du composant d'isolation 7 est donc plus dense que celle de la laine minérale de la couche isolante 5 et est notamment configurée sous forme d'un panneau rigide ou d'une bande.
La laine minérale du composant d'isolation 7 est réalisée avec des fibres minérales résistantes à haute température.
La demanderesse commercialise une laine minérale adaptée pour cette application sous la marque ULTIMATE . Par exemple, un produit de la référence U MPN 85 est approprié pour un usage selon l'invention.
WO 2016/174359 -9 to oppose the passage of air, thermal radiation, or flames.
Conversely, a lamellar type structure in which the fibers are oriented along strata essentially parallel to the direction of the thickness of the component is not recommended. Because it creates an effect of chimney, offering very little resistance to the passage of air in the direction of the thickness of the component, and instead channel the penetration of fumes or flames in contact with the wooden element to be protected.
The insulation component 7 may be composed of wool segments mineral continuous or joined.
This insulation component 7 is in this embodiment in contact direct with the beam 3 and fixed against it by gluing with an adhesive silicate or a mineral mortar and / or a mechanical attachment such as a reinforcing device 13 shown in FIG. 2.
The insulation component 7 has a thickness which can vary according to the fire protection to bring to the wooden element. She is superior or equal at 15mm and in particular between 15mm and 50mm (terminals included), plus especially of 25mm.
The density of the material of the insulation component 7 is for example greater than or equal to 30kg / m3, in particular between 80kg / m3 and 100kg / m3 (terminals included) and more particularly between 85kg / m3 and 91kg / m3 (terminals included).
The mineral wool of the insulation component 7 is therefore denser than that of the mineral wool of the insulating layer 5 and is in particular configured in the form of a rigid panel or a strip.
The mineral wool of the insulation component 7 is made with fibers Minerals resistant to high temperature.
The applicant markets a mineral wool adapted for this purpose.
application under the brand ULTIMATE. For example, a product from the U MPN 85 is suitable for use according to the invention.
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-10-La figure 3 montre selon une vue en perspective un schéma d'un dispositif de renforcement 13 selon un premier mode de réalisation.
Le dispositif de renforcement 13 est par exemple en métal, notamment de la tôle pliée de préférence galvanisée, et possède en section transversale une forme générale en U et le composant d'isolation 7 est pris en sandwich entre le dispositif de renforcement 13 d'une part et la poutre 3 d'autre part (voir figure 2) ou appliqué entre le dispositif de renforcement 13 et le parement (voir figure 6).
Plus spécifiquement le dispositif de renforcement 13 est formé d'une plaque frontale 15 et par exemple deux paires de branches 17A et 17B espacés de manière à pouvoir tenir entre lesdites paires de branches 17A et 17B la poutre 3 et éventuellement le composant d'isolation 7.
Ainsi, le fond du U formé par la plaque frontale 15 est disposé au niveau de la face frontale 9 et les paires de branches 17A , 17B du U au niveau des faces latérales 11, chaque paire de branches latérales 17A, 17B
étant fixée au niveau d'une zone d'extrémité 19A, 19B dans la face latérale 11 de la poutre 3, par exemple par des vis 23 (voir figure 2).
La longueur de chaque paires de branches 17A, 17B du dispositif de renforcement 13 dépend de la géométrie particulière de l'élément en bois à
protéger et est généralement prévue pour s'étendre sur au moins la moitié de l'épaisseur de l'élément en bois. Ainsi la zone d'extrémité 19A, 19B permet de recevoir une vis 23 qui s'ancre dans l'élément en bois dans une position située au-delà de la moitié de l'épaisseur de la poutre, à une distance maximisée par rapport à la face susceptible d'être exposée au feu. La longueur des branches est supérieure ou égale à 40mm, notamment comprise entre 50mm et 70mm (bornes incluses), en particulier de 60mm.
Afin de favoriser le dégazage du bois en cas de feu, le dispositif de renforcement 13 peut comprendre des ouvertures de dégazage 21 sur la plaque frontale 15 ainsi que sur les branches 17A et 17B. Ces trous permettent également de faciliter la mise en place des vis 23, grâce au perçage réalisé.
Ils WO 2016/174359 -10-FIG. 3 shows in a perspective view a diagram of a reinforcement device 13 according to a first embodiment.
The reinforcement device 13 is made of metal, for example the folded sheet preferably galvanized, and has in cross-section a generally U-shaped and the insulation component 7 is sandwiched between the reinforcement device 13 on the one hand and the beam 3 on the other hand (see 2) or applied between the reinforcing device 13 and the facing (see Figure 6).
More specifically, the reinforcing device 13 is formed of a front plate 15 and for example two pairs of branches 17A and 17B spaced apart so as to be able to hold between said pairs of branches 17A and 17B the beam 3 and possibly the insulation component 7.
Thus, the bottom of the U formed by the front plate 15 is disposed at level of the front face 9 and the pairs of branches 17A, 17B of the U at level of the lateral faces 11, each pair of lateral branches 17A, 17B
being fixed at an end zone 19A, 19B in the lateral face 11 of the beam 3, for example by screws 23 (see Figure 2).
The length of each pair of branches 17A, 17B of the reinforcement 13 depends on the particular geometry of the wooden element to protect and is usually intended to span at least half of the thickness of the wooden element. Thus, the end zone 19A, 19B makes it possible to receive a screw 23 which is anchored in the wooden element in a position located beyond half the thickness of the beam, at a distance maximized by relative to the face likely to be exposed to fire. The length of the branches is greater than or equal to 40 mm, especially between 50 mm and 70 mm (terminals included), especially 60mm.
In order to promote the degassing of wood in the event of fire, the reinforcement 13 may comprise degassing apertures 21 on the plate frontal 15 as well as on the branches 17A and 17B. These holes allow also facilitate the establishment of the screws 23, thanks to the drilling performed.
They WO 2016/174359
-11-contribuent aussi à diminuer le pont thermique généré par la présence du dispositif de renforcement métallique.
La demanderesse a conduit des essais de tenue de feu d'un tel élément de construction 1. Pendant ces essais, les éléments de construction 1 ont été
soumis à un feu avec des brûleurs à gaz du côté des plaques de parement 4 en plâtre. De plus, les poutres 3 ont été soumises à une charge correspondant à
30% de la charge de rupture à température ambiante sans feu. Ces essais ont montré que la tenue au feu, notamment pour son aspect de stabilité, a largement progressé et la durée de rupture de charge en cas de feu a pu être augmentée entre 25% et 30% par rapport à des poutres en bois des éléments de construction de l'état de la technique.
Selon les analyses de la Demanderesse, le composant d'isolation 7 sur la face frontale 9 retarde de façon significative la carbonisation de la poutre 3 au niveau de cette face frontale 9.
Alors que dans les éléments de construction de l'état de la technique, même lorsque les espaces entre les poutres sont remplies d'une couche isolante, le feu pénètre assez rapidement dans l'interstice et attaque les faces latérales de la poutre.
En revanche, selon la présente invention, grâce à la protection des faces latérales 11 de la poutre 3, on retarde aussi significativement un affaiblissement de la structure de la poutre 3 étant donné que la section de la poutre 3 disponible pour la portance diminue plus lentement.
Le fait que le dispositif de renforcement 13 est ancré latéralement dans la poutre 3 dans une zone qui n'est pas ou plus tard soumise à la carbonisation, par exemple au niveau des extrémités des paires de branches 19A et 19B, a plusieurs avantages :
- La durée de la tenue du composant d'isolation 7 sur la poutre 3 est augmentée.
- Le dispositif de renforcement 13 joue de plus un rôle de renfort de la poutre 3.
En effet, même si la face frontale 9 commence à se carboniser, le dispositif de renforcement 13 est toujours tenu de façon stable par l'intermédiaire de sa WO 2016/174359 -11-also contribute to reducing the thermal bridge generated by the presence of metal reinforcing device.
The applicant has conducted fireproofing tests of such an element 1. During these tests, the construction elements 1 were subjected to a fire with gas burners on the side of facing plates 4 in plaster. In addition, the beams 3 have been subjected to a load corresponding to 30% of the breaking load at room temperature without fire. These tests showed that the fire resistance, especially for its stability aspect, has progressively increased and the duration of load failure in case of fire could be increased between 25% and 30% compared to wooden beams of the elements of construction of the state of the art.
According to the analysis of the Applicant, the insulation component 7 on the front face 9 significantly delays the carbonization of the beam 3 at level of this front face 9.
While in the building elements of the state of the art, even when the spaces between the beams are filled with a layer insulation, the fire penetrates rather quickly into the gap and attacks the sides side of the beam.
On the other hand, according to the present invention, thanks to the protection of the faces 11 of the beam 3, a significant delay is also weakening of the structure of the beam 3 since the section of the beam 3 available for lift decreases more slowly.
The fact that the reinforcing device 13 is anchored laterally in the beam 3 in an area that is not or later subjected to carbonization, for example at the ends of the branch pairs 19A and 19B, a several advantages:
- The duration of the holding of the insulation component 7 on the beam 3 is increased.
- The reinforcement device 13 also plays a role of reinforcement of the beam 3.
Indeed, even if the front face 9 begins to carbonize, the device of reinforcement 13 is still held stably through its WO 2016/174359
-12-fixation par ses zones d'extrémité 19A et 19B des paires de branches 17A et 17B, et ce d'autant plus que la fixation latérale est déportée selon l'épaisseur de la poutre à l'opposé de la surface susceptible d'être exposée au feu ; ceci a pour conséquence que la plaque de parement 4 qui est en matériau non inflammable peut être maintenue plus longtemps en place.
- La capacité de portance de l'ossature bois en conditions dégradées est ainsi augmentée, et on peut imaginer ainsi de développer des bâtiments avec moins de quantité de bois par étage (poutres de section plus faible), ou plus d'étages, le nombre maximum d'étages autorisés en construction bois étant aujourd'hui limité.
- Enfin, il a été observé que les plaques de parement 4 se déforment moins et plus tardivement lors de l'exposition au feu.
On comprend donc que le composant d'isolation 7 contribue significativement à l'augmentation de la résistance au feu des poutres 3 en bois d'un élément de construction 1 selon l'invention.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation d'un dispositif de renforcement 13. Celui-ci se distingue de celui de la figure 3 par la forme des paires de branches 17A et 17B qui sont reliées par une portion centrale 17C en retrait.
Cette forme est adaptée pour la fabrication de paires de dispositifs de renforcement 13 dont les branches latérales possèdent des formes complémentaires de découpe.
Ceci est montré plus en détail sur la figure 5. Pour la fabrication du dispositif de renforcement 13 selon la figure 4, on découpe dans une bande de tôle deux formes ondulées 30 et 31 symétriques et en alternance ce qui permet d'obtenir en alternance sur une bande de tôle une première pièce 33 de forme générale en H et une seconde pièce 35 de forme générale en losange aux formes arrondies et tronquée sur la partie supérieure et inférieure.
Pour chacune des pièces 33 et 35, on définit deux lignes de pliage 37 et 39 pour obtenir d'une part la plaque frontale 15 et d'autre part les paires de WO 2016/174359 -12-attachment by its end zones 19A and 19B pairs of branches 17A and 17B, especially since the lateral attachment is deported according to the thickness of the beam opposite the surface likely to be exposed to fire; this has for consequence that the facing plate 4 which is of non-flammable material can be kept longer in place.
- The bearing capacity of the timber frame in degraded conditions is so increased, and one can imagine thus to develop buildings with less quantity of wood per floor (beams of smaller section), or more of stages, the maximum number of floors allowed in wood construction today limit.
- Finally, it has been observed that the facing plates 4 are deformed less and later when exposed to fire.
It is therefore understood that the insulation component 7 contributes significantly to the increase in fire resistance of beams 3 in wood of a construction element 1 according to the invention.
FIG. 4 shows another embodiment of a device for 13. This is distinguished from that of Figure 3 by the shape of the pairs of branches 17A and 17B which are connected by a central portion 17C in withdrawal.
This form is suitable for the manufacture of pairs of reinforcement 13 whose side branches have shapes complementary cutting.
This is shown in more detail in Figure 5. For the manufacture of the reinforcement device 13 according to FIG. 4, cutting into a strip of sheet two corrugated forms 30 and 31 symmetrical and alternating which allows to obtain alternately on a sheet metal strip a first piece 33 of shape general H-shaped and a second piece 35 of general shape diamond to rounded shapes and truncated on the upper and lower part.
For each of the pieces 33 and 35, two folding lines 37 are defined and 39 to obtain on the one hand the front plate 15 and on the other hand the pairs of WO 2016/174359
-13-branches latérales 17A et 17B pour la pièce 33 et une paire de branches pour la pièce 35.
Selon une variante non représentée, on prévoit également que le composant d'isolation 7 en laine minérale recouvre en outre la face arrière de la poutre 3 qui est opposée à la face frontale 9.
La figure 6 montre un second mode de réalisation de l'élément de construction 1 selon l'invention.
Ce mode de réalisation de la figure 6 se distingue de celui de la figure 2 par le fait que le dispositif de renforcement 13 est directement fixé sur la poutre en bois 13 et renforce celle-ci. Le dispositif de renforcement 13 est donc interposé entre le composant d'isolation 7 d'une part et la poutre en bois 3.
Lors des essais au feu, il a été observé que la carbonisation de la face frontale 9 a pu être retardée ce qui contribue également à une meilleure tenue au feu de l'élément de construction 1.
Pour tous les modes de réalisation, le composant d'isolation 7 se fixe sur la poutre par des vis et/ou par une colle et/ou par des agrafes.
La figure 7 montre une poutre en bois 3 équipée de deux dispositifs de renforcement 33 et 35 complémentaires.
Les éléments de construction 1 selon l'invention peuvent être commercialisés préfabriqués mais on peut également envisager des kits de protection pour la réalisation d'un élément de construction 1 sur le chantier.
Un tel kit comprend au moins un panneau ou une bande en laine minérale correspondant au composant d'isolation 7 et un dispositif de renforcement 13 du panneau sur les faces frontales et latérales d'une poutre en bois.
Pour permettre un stockage aisé à plat, on prévoit un kit de protection présentant au moins trois panneaux chanfreinés 71, 72 et 73 reliés par leurs faces externes par des charnières pliables 75 ou charnières film comme montré
sur les figures 8 et 9.
Bien entendu, on peut aussi prévoir trois panneaux chanfreinés ou non et reliés de façon à former un U permettant d'entourer une poutre de bois.
WO 2016/174359 -13-side branches 17A and 17B for the piece 33 and a pair of branches for the room 35.
According to a variant not shown, it is also provided that the mineral wool insulation component 7 also covers the rear face of the beam 3 which is opposed to the front face 9.
FIG. 6 shows a second embodiment of the element of construction 1 according to the invention.
This embodiment of FIG. 6 differs from that of FIG.
in that the reinforcing device 13 is directly attached to the beam in wood 13 and strengthens it. The reinforcement device 13 is therefore interposed between the insulation component 7 on the one hand and the wooden beam 3.
During the fire tests, it was observed that the carbonization of the face frontal 9 could be delayed which also contributes to a better holding in the fire of the building element 1.
For all embodiments, the insulation component 7 is fixed on the beam by screws and / or glue and / or staples.
FIG. 7 shows a wooden beam 3 equipped with two reinforcement 33 and 35 complementary.
The building elements 1 according to the invention can be commercialized prefabricated, but one can also consider kits of protection for the realization of a construction element 1 on the building site.
A
such kit includes at least one panel or strip of mineral wool corresponding to the insulation component 7 and a reinforcing device 13 of the panel on the front and side faces of a wooden beam.
To allow easy storage flat, a protection kit is provided having at least three chamfered panels 71, 72 and 73 connected by their external faces by foldable hinges 75 or film hinges as shown in Figures 8 and 9.
Of course, it is also possible to provide three chamfered panels or not and connected to form a U to surround a wooden beam.
WO 2016/174359
-14-De façon avantageuse, le kit de protection comprend également au moins un dispositif de renforcement 13.
On comprend donc qu'en protégeant par une isolation thermique performante et résistante au feu, on peut allonger de façon significative la tenue au feu d'un élément de construction avec des poutres en bois. -14-Advantageously, the protection kit also comprises at least a reinforcing device 13.
It is therefore understandable that by protecting with thermal insulation performance and fire resistance, it is possible to lengthen significantly the outfit fire of a building element with wooden beams.
Claims (17)
14. 16. Protection kit for the realization of a construction element according to Moon any of claims 1 to 11, characterized in that it comprises at minus one mineral wool panel (71, 72, 73) and means of reinforcing (13) of the panel on the front (9) and lateral (11) faces a wooden beam (3), in particular a device according to one of the claims 12 at 14.
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| FZDE | Discontinued |
Effective date: 20220301 |