EP2835474A1 - Portion d'enveloppe de bâtiment pour ouvrage permanent - Google Patents

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EP2835474A1
EP2835474A1 EP13179758.1A EP13179758A EP2835474A1 EP 2835474 A1 EP2835474 A1 EP 2835474A1 EP 13179758 A EP13179758 A EP 13179758A EP 2835474 A1 EP2835474 A1 EP 2835474A1
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membrane
portion according
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movable frame
building
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M101 Invest SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/08—Vaulted roofs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/008—Tents or tent-like constructions composed partially of rigid panels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/32—Parts, components, construction details, accessories, interior equipment, specially adapted for tents, e.g. guy-line equipment, skirts, thresholds
    • E04H15/322—Stretching devices

Definitions

  • the present invention relates to a building envelope portion, for example a roof or facade portion, for a permanent structure comprising a mechanism for adjusting the tension of the textile roofing membrane.
  • the document EP1503005 discloses a device for supporting and tensioning a roofing membrane comprising an arch.
  • the waterproofing of this roof is obtained by precise tensioning of the roofing membrane in order to prevent water infiltration at the retention points of the membrane ends in the anchoring profiles.
  • the disclosed device includes a mounting and adjustment shoe that is attached to a carrier structure and is capable of moving a cradle receiving an end of the hoop.
  • the tensioning of the membrane is done manually by acting on screws that translate the cradle relative to the shoe.
  • the installation time as well as the costs of such a roof depend greatly on the time required to perform this manual tensioning operation, while the regular and extraordinary maintenance operations also include the deployment of several specialized workers. as well as the security of the place during the maintenance operations.
  • the document KR20120037568 describes a device for controlling the tension of a fabric structure. This device reduces the time of installation and maintenance by applying a voltage directly on one end of a textile covering membrane. However, the use of such a device for the tensioning of a membrane of textile cover of a permanent structure does not guarantee the waterproofness of the roof.
  • An object of the present invention is to provide a portion of a building envelope, for example a roof or a portion of facade for permanent structure, comprising a mechanism for adjusting the tension of the textile covering membrane capable of guaranteeing a seal and free from known limitations.
  • Another object of the invention is to have a building envelope portion in accordance with the update of the French recommendation " Recommendations for the design of permanent textile roofing ", published in the Annals of the ITBTP.
  • a building envelope portion for a permanent structure comprising a fixed supporting structure; a textile covering membrane, at least one end of which is fixed relative to the fixed supporting structure; a mobile frame supported under said membrane; and a mechanism to move the movable frame relative to the fixed supporting structure so as to adjust the tension of the membrane, the mechanism comprising an electric, pneumatic and / or hydraulic actuator.
  • the building envelope portion comprises a plurality of actuators for moving the movable frame, each actuator acting at a location of this frame different from the other actuators.
  • the building envelope portion comprises a plurality of actuators for moving the movable frame, each actuator acting simultaneously in several locations of this frame different from the other actuators.
  • the building envelope portion comprises a single actuator for moving the movable frame by acting simultaneously in several places of this frame.
  • At least one actuator comprises a linear jack and a device for transmitting the movement of said jack.
  • the motion transmission device comprises a skew wedge whose movement is actuated by the jack.
  • the motion transmission device comprises a lever pivoting about an axis and actuated by the jack.
  • At least one actuator comprises a rotary motor provided with a rotor and a device for converting the angular position of the rotor.
  • the device for converting the angular position of the rotor comprises a cam or a rod pivoting about an axis and actuated by the motor.
  • the displacement mechanism is configured to allow an approximate tensioning of the membrane and then a fine adjustment of the tension of the membrane.
  • the roof includes a remote control device for simultaneously controlling the actuator (s) to move the movable frame.
  • this adjustment device is arranged to control the setting in voltage and / or the adjustment of the voltage as a function of a voltage value provided by a device for measuring the voltage of the membrane .
  • the movable frame having a plurality of parallel arches for supporting the lower face of the membrane.
  • an actuator is arranged to act on only one of the two ends of at least one of these arches.
  • an actuator is arranged to act on both ends of at least one of these arches.
  • all the ends of the textile covering membrane are fixed to the fixed support structure and / or elements mechanically integral with the fixed support structure.
  • At least one actuator comprises a guide rail of the movable frame relative to the fixed support structure.
  • the invention has the advantage over the prior art of being able to perform a tensioning of the membrane and an automatic adjustment of the tension of the membrane. These operations can be performed automatically and / or remotely. It thus makes it possible to reduce the time of installation and maintenance of a roof or a portion of facade for permanent work while ensuring tightness.
  • the present invention relates to a building envelope portion for a permanent structure comprising a mechanism for adjusting the tension of the textile covering membrane capable of guaranteeing the seal and which is equipped with an electric, pneumatic and / or hydraulic actuator. .
  • a roof for a permanent structure in accordance with the French recommendation " Recommendations for the design of permanent structures for textile roofing ", can be achieved by tensioning a textile covering membrane, some or all of its ends being attached to the supporting structure of the roof, normally by anchoring profiles.
  • the tensioning of the membrane guarantees the watertightness of the roof, while avoiding the infiltrations of water at the points of retention of this membrane in the hanging profiles.
  • the tensioning of this type of roofing can be achieved by moving a movable frame support under the membrane, while a part or all of the opposite ends of the membrane are retained to a fixed load-bearing structure of the roof, by anchoring profiles.
  • the regulation of the tension of one or more membrane (s) of cover must be carried out manually by specialized workers, acting singularly on each mechanism tensioning equipping the roof.
  • the voltage applied to the membrane must be sufficient to ensure the waterproofness of the roof, but not excessive in order to avoid damage to the membrane of the textile cover.
  • the figures 1 and 2 illustrate details of a roof 1 according to the invention.
  • the roof 1 comprises a fixed supporting structure 2, a textile covering membrane 3, a part or all of its opposite ends are fixed to the fixed bearing structure by anchoring profiles, and a movable frame 4.
  • the membrane 3 is tensioned and / or maintained in tension by the displacement of a movable frame 4 supported under the membrane by the mechanism 10 which comprises at least one actuator 16 electric, pneumatic and / or hydraulic.
  • the roof 1 may comprise one or more adjusting devices 8 for tensioning and / or maintaining the voltage of the membrane and one or more device (s) for measuring the voltage of the membrane.
  • the figure 3 illustrates a mechanism capable of moving a first structure relative to a second structure.
  • the mechanism 100 typically comprises a device 6.7 for guiding the movement between the two structures.
  • the displacement between the two structures is effected by a screw-nut device 5.
  • the tensioning by such a mechanism is effected by the use of a screwdriver with torque control while the fine adjustment of the tension as well as the maintenance of the roof require the use of a torque wrench. All of these operations require that the skilled worker (s) physically access (s) all the mechanisms involved in tensioning and / or adjusting the tension of the membrane.
  • these mechanisms 100 can be housed several meters or tens of meters from each other, several meters high.
  • the roof 1 of the invention makes it possible to reduce the time of installation and maintenance by an automatic mechanism for tensioning and / or adjusting the tension of the textile covering membrane.
  • the roof 1 ensures tensioning and / or adjustment of the tension of the membrane.
  • the applied voltage is in a range of values ensuring the roof's watertightness and the integrity of the roof membrane.
  • the Figures 4 to 7 and 9 illustrate alternative embodiments of a mechanism 10 according to the invention for moving the movable frame 4 relative to the fixed bearing structure 2 so as to tension and / or adjust the tension of the membrane 3.
  • the figure 4 illustrates a first actuator 16 of a mechanism 10 according to the invention.
  • the mechanism 10 allows the displacement of a movable frame 4 with respect to the bearing structure 2 by intervention of a skewed wedge 11 mounted on a movable element 12 and acting on a bearing 13.
  • This bearing 13 is fixed on an arm 14 which is connected to one end 4 of the movable frame by a adjusting nut 15.
  • the displacement of the movable frame is guided by a guide system 6,7.
  • This system may comprise, for example, an oblong opening cooperating with an axis.
  • a substantially transverse displacement of the movable member 12 translates the movable frame 4 in a vertical direction relative to the fixed bearing structure.
  • the displacement of the movable element 12 can be actuated by a linear motor, a pneumatic and / or hydraulic piston (not shown in FIG. figure 4 ).
  • the nut 15 of the mechanism 10 makes it possible to manually adjust the positioning of the bearing 13 on the arm 14, for example by means of an arm having a portion with a thread.
  • the displacement between the movable frame and the supporting structure can thus be adjusted approximately by the nut 15, while the displacement of the wedge 11 allows a fine adjustment.
  • a roof may be equipped with a mechanism 10 comprising a plurality of actuators of the type illustrated in FIG. figure 4 .
  • a mechanism 10 comprising a plurality of actuators of the type illustrated in FIG. figure 4 .
  • several biased wedges 11 can be mechanically linked together so that they can be actuated simultaneously by the same linear motor, pneumatic piston and / or hydraulic.
  • the figure 5 illustrates a second embodiment of an actuator 16 of a mechanism 10 according to the invention.
  • the actuator 16 allows the displacement of a movable frame relative to the bearing structure by a linear motor 17, pneumatic and / or hydraulic piston.
  • the actuator 16 of the figure 5 comprises a manual jack screw-nut 20 and a mobile platform 21 on which is fixed a motor 17 by means of a fixing device 22.
  • the manual jack screw-nut 20 makes it possible to adjust the displacement of the base of the motor 17 in order to allow an approximate adjustment of the tension of the membrane.
  • the actuator 16 acts on the movable frame 4, the vertical displacement of which is guided by a guiding device 6, 7 for the fine adjustment and the maintenance of the tension of the membrane.
  • FIGS. 6a and 6b illustrate a third embodiment of an actuator 16 of a mechanism 10 according to the invention.
  • the mechanism 10 allows the displacement of a movable frame 4 relative to the bearing structure by a direct action of an actuator 16 on the supporting structure.
  • the actuator 16 of the figure 6 comprises a motor 17 and a guiding device 6,7,30.
  • This motor 17 is secured to one end of a movable frame 4 and acts on an axis 6 which is mechanically secured to the fixed bearing structure through a screw-nut device comprising a set screw 5.
  • This device nut makes it possible to put in approximate tension of the membrane, whereas a fine adjustment of the tension of the membrane can be carried out by the action of the motor 17.
  • the figure 7 illustrates a fourth embodiment of an actuator 16 of a mechanism 10 according to the invention.
  • the mechanism 10 allows the displacement of a movable frame relative to the supporting structure by an action of a lever 40 or a connecting rod.
  • the lever 40 or the connecting rod can be actuated by a linear jack or by a rotary motor (not shown in FIG. figure 7 ).
  • the actuator of the figure 7 comprises a lever 40 pivoting about an axis 41 integral with the supporting structure.
  • One end of the lever 40 acts on an arm 42 secured to one end of the movable frame 4, while the other end is actuated by a device motion transmission 43 mechanically connected to a linear jack.
  • the lever 40 of this actuator can be replaced by a connecting rod-crank system acting on the arm 42 and actuated by a rotary motor.
  • the roof 1 may be equipped with a mechanism 10 comprising a plurality of actuators 16 of the type illustrated in FIG. figure 7 .
  • the rods 43 of several levers 40 or the cranks of several rods can be mechanically linked together so that they can be actuated simultaneously by the same linear or rotary motor.
  • the Figures 8a, b illustrate different variants of mechanism 100 for moving a movable frame relative to a fixed bearing structure, a part of the displacement mechanism is integrated directly into one end of the movable frame.
  • the mechanism 100 of Figures 8a, b comprises a body 58 which is fixed to a fixed support structure by means of a fixing device 51 offering a degree of freedom of rotation.
  • the adjustment of the displacement between the body 58 and the end 4 of the movable frame is carried out by a rod 52, one end of which is fixed, for example, inside the end 4 while the other end of the rod 52 can move axially in a dedicated space 50 of the body 58.
  • the displacement between the body 7 and the end 4 of the frame can be fixed by a spacer, a spacer, a spring, a washer stack 53, and / or by a nut 54 acting on a threaded portion of the rod 52.
  • the tensioning mechanism 100 of the Figures 8a, 8b can be carried out manually, thus requiring that the specialized worker (s) physically access (s) all mechanisms 100 of the roof.
  • the figure 9 illustrates a fifth embodiment of an actuator 16 of a mechanism 10 according to the invention.
  • the actuator 16 allows the displacement of a movable frame 4 relative to the bearing structure by a direct action of a linear motor 17 on one end of the movable framework 4.
  • the tensioning and the maintenance of the tension can thus be carried out remotely, in a practical, efficient and fast manner.
  • the mechanism 10 of the figure 9 may have a screw-nut 56.57 displacement device, for example between the body 58 and the motor 17. This additional device facilitates the assembly operations of the roof of the invention, allowing an approximate tensioning of the membrane.
  • a measurement of the tension of the textile covering membrane which can be carried out directly on the membrane, between the membrane and the fixed supporting structure and / or between the movable framework and the fixed supporting structure, can contribute to a tensioning and / or automatic or semi-automatic voltage maintenance that ensures the roof is waterproof without compromising the integrity of the roofing membrane.
  • the roof 1 may comprise a semi-automatic device for tensioning and / or maintaining the voltage enabling the voltage applied to the membrane 3 to be increased or reduced.
  • This device may comprise a device allowing the selection and the executing commands relating to the increase and decrease of the voltage applied to the diaphragm, the voltage measuring devices 9 and the selection and control devices 8 of the electric actuator (s), pneumatic (s) and / or hydraulic (s).
  • the roof 1 may be equipped with an automatic device for tensioning and / or maintaining the voltage, which makes it possible to define the voltage value to be applied and / or to maintain the membrane and / or the minimum and maximum values of Voltage applicable to the membrane 3.
  • the minimum value makes it possible to guarantee the tightness of the anchoring of the membrane to the anchoring profile while the maximum value makes it possible to avoid an overvoltage which could damage the membrane.
  • This automatic device may comprise a device for the introduction of ideal, minimum and maximum voltage values to be applied, devices for the selection and execution of commands relating to the tensioning and / or maintenance of the voltage, voltage measuring devices 9 and selection and control devices 8 of the actuator (s) electric (s), pneumatic (s) and / or hydraulic (s).
  • This device can also save and / or send to a server the instructions entered as well as the data collected by the devices for measuring the voltage of the membrane.
  • the device may also collect other information from other measurement sources, for example, regarding membrane temperature, external temperature, and weather conditions.
  • the device can also be adapted to receive instructions as well as new pressure values to be applied to the membrane.
  • the measurement, the control and / or the constant adjustment of the tension makes it possible to guarantee a better watertightness of the textile roof as well as a faster reaction in the event of failure of the sealing due to climatic events, while safeguarding the integrity of the roofing membrane
  • the tension of the membrane is controlled by an elastic member, for example a spring, an elastomer, or a stack of spring washers, for resiliently securing the membrane or the tension control mechanisms. rushes.
  • This elastic element is arranged so as to at least partially absorb an excessive tension of the membrane, for example by modifying the tension of the membrane or that of the moving framework, and conversely to at least partially compensate for the voltage drops of the membrane.
  • this elastic element is mounted between the membrane and a fixed attachment point of the membrane.
  • this elastic element is mounted between the movable frame and the fixed frame, so as to adjust the tension applied by the movable framework under the membrane.
  • Buttress devices may be provided to limit the range of possible deformation of the elastic member.
  • the stop device can for example determine the minimum and maximum distance between the ends of the movable frame 4 and the fixed support structure 2.
  • This embodiment ensures the application of a force whose minimum and maximum values are defined from dimensions of the elastic element, its elastic coefficient and the minimum and maximum distance between the two ends.
  • This elastic element has the advantage of automatically adjusting, within a given adjustment range, the tension of the membrane.
  • the cylinder of the actuator of the figure 5 is replaced by an elastic element constituted by Belleville washers stacked between the platform 21 and the end of the movable frame 4.
  • the guiding device 6,7 is designed to control the minimum and maximum displacement of the movable frame relative to to the supporting structure.
  • the platform 21 is moved upwards to a predefined compression of the washers stored, which will apply tension to the membrane so as to ensure the tightness of the roof.
  • the force exerted by the compression of the Belleville washers will move the movable frame upward which readjusts the tension of the membrane.
  • the limitation of the minimum and maximum displacement of the movable frame relative to the supporting structure allows the fixing of the maximum and minimum force exerted by the Belleville washers, which guarantees the waterproofness of the roof while guaranteeing the integrity of the membrane cover.
  • this elastic element with one or more actuators to control the tension of the membrane actively.

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Abstract

L'invention concerne une portion d'enveloppe de bâtiment, par exemple une toiture (1) ou une portion de façade, pour ouvrage permanent comprenant une structure porteuse fixe (2), une membrane de couverture textile (3), dont au moins une extrémité est fixe par rapport à la structure porteuse fixe (2), une charpente mobile (4) en appui sous ladite membrane (3), ainsi qu'un mécanisme (10) pour déplacer la charpente mobile par rapport à la structure porteuse fixe de manière à ajuster la tension de la membrane.
Ce mécanisme (10) comprend un actionneur (16) électrique, pneumatique et/ou hydraulique, qui peut être configurés pour permettre une mise en tension approximative de la membrane (3) puis un réglage fin de la tension de la membrane (3) de manière automatique et à distance.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne une portion d'enveloppe de bâtiment, par exemple une toiture ou une portion de façade, pour ouvrage permanent comprenant un mécanisme d'ajustement de la tension de la membrane de couverture textile.
    • Etat de la technique
  • Le document EP1503005 décrit un dispositif pour le support et la mise en tension d'une membrane de couverture comprenant un arceau. L'étanchéité de cette toiture est obtenue par une mise en tension précise de la membrane de couverture afin d'éviter les infiltrations d'eau aux points de rétention des extrémités de la membrane dans les profils d'ancrage. Le dispositif dévoilé comprend un sabot de fixation et de réglage qui est fixé à une structure porteuse et qui est capable de déplacer un berceau recevant une extrémité de l'arceau. La mise en tension de la membrane s'effectue manuellement en agissant sur des vis qui translatent le berceau par rapport au sabot. Le temps d'installation ainsi que les coûts d'une telle toiture dépendent fortement du temps nécessaire à l'exécution de cette manipulation manuelle de mise en tension, alors que les opérations de maintenance régulière et extraordinaire comportent en outre le déploiement de plusieurs ouvriers spécialisés ainsi que la mise en sécurité du lieu pendant les opérations de maintenance.
  • Le document KR20120037568 décrit un dispositif de contrôle de la tension d'une structure en tissu. Ce dispositif permet de réduire le temps d'installation et de maintenance par application d'une tension directement sur une extrémité d'une membrane de couverture textile. Cependant, l'utilisation d'un tel dispositif pour la mise en tension d'une membrane de couverture textile d'un ouvrage permanent ne permet pas de garantir l'étanchéité de la toiture.
  • Les documents WO0060192 , US3640296 et US2010126543 décrivent des dispositifs de contrôle de la tension d'une membrane qui agissent directement sur la membrane. Cependant, ces dispositifs sont destinés à un usage pour des infrastructures légères, non- ou semi-permanentes telles que des serres, des tentes ou des stores rétractables, où l'étanchéité de la toiture n'est pas exigée.
    • Bref résumé de l'invention
  • Un but de la présente invention est de proposer une portion d'enveloppe de bâtiment, par exemple une toiture ou une portion de façade pour ouvrage permanent, comprenant un mécanisme d'ajustement de la tension de la membrane de couverture textile apte à garantir une étanchéité et exempt des limitations connues.
  • Un autre but de l'invention est de disposer d'une portion d'enveloppe de bâtiment conforme à la mise à jour de la recommandation française « Recommandations pour la conception des ouvrages permanents de couverture textile », publié aux Annales de l'ITBTP.
  • Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'une portion d'enveloppe de bâtiment pour ouvrage permanent comprenant
    une structure porteuse fixe ;
    une membrane de couverture textile, dont au moins une extrémité est fixe par rapport à la structure porteuse fixe ;
    une charpente mobile en appui sous ladite membrane ; et
    un mécanisme pour déplacer la charpente mobile par rapport à la structure porteuse fixe de manière à ajuster la tension de la membrane, le mécanisme comprenant un actionneur électrique, pneumatique et/ou hydraulique.
  • Selon une réalisation de l'invention, la portion d'enveloppe de bâtiment comprend une pluralité d'actionneurs pour le déplacement de la charpente mobile, chaque actionneur agissant en un endroit de cette charpente différent des autres actionneurs.
  • Selon une réalisation de l'invention, la portion d'enveloppe de bâtiment comprend une pluralité d'actionneurs pour le déplacement de la charpente mobile, chaque actionneur agissant simultanément en plusieurs endroits de cette charpente différents des autres actionneurs
  • Selon une réalisation de l'invention, la portion d'enveloppe de bâtiment comprend un seul actionneur pour déplacer la charpente mobile en agissant simultanément en plusieurs endroits de cette charpente.
  • Selon une réalisation de l'invention, au moins un actionneur comprend un vérin linéaire et un dispositif de transmission du mouvement dudit vérin. Dans un mode de réalisation, le dispositif de transmission du mouvement comprend une cale biaise dont le déplacement est actionné par le vérin. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de transmission du mouvement comprend un levier pivotant autour d'un axe et actionné par le vérin.
  • Selon une réalisation de l'invention, au moins un actionneur comprend un moteur rotatif muni d'un rotor et un dispositif de conversion de la position angulaire du rotor. Dans un mode de réalisation, le dispositif de conversion de la position angulaire du rotor comprend une came ou une bielle pivotant autour d'un axe et actionnée par le moteur.
  • Selon une réalisation de l'invention, le mécanisme de déplacement est configuré pour permettre une mise en tension approximative de la membrane puis un réglage fin de la tension de la membrane. Dans une mode de réalisation, la toiture comprend un dispositif de contrôle à distance pour commander simultanément le ou les actionneurs afin de déplacer la charpente mobile.
  • Selon une mode de réalisation de l'invention, ce dispositif de réglage est arrangé pour contrôler la mise en tension et/ou le réglage de la tension en fonction d'une valeur de tension fournie par un dispositif de mesure de la tension de la membrane.
  • Selon une réalisation de l'invention, la charpente mobile comportant plusieurs arceaux parallèles pour supporter la face inférieure de la membrane. Dans un mode de réalisation, un actionneur est agencé pour agir sur une seule des deux extrémités d'au moins un de ces arceaux. Dans un autre mode de réalisation, un actionneur est agencé pour agir sur les deux extrémités d'au moins un de ces arceaux.
  • Selon une réalisation de l'invention, toutes les extrémités de la membrane de couverture textile sont fixées à la structure porteuse fixe et/ou à des éléments solidaires mécaniquement avec la structure porteuse fixe.
  • Selon une réalisation de l'invention, au moins un actionneur comprend une glissière de guidage de la charpente mobile par rapport à la structure porteuse fixe.
  • L'invention présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur d'être apte à effectuer une mise en tension de la membrane et un réglage automatique de la tension de la membrane. Ces opérations peuvent être effectuées automatiquement et/ou à distance. Elle permet ainsi de réduire le temps d'installation et de maintenance d'une toiture ou d'une portion de façade pour ouvrage permanent tout en garantissant l'étanchéité.
    • Brève description des figures
  • Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
    • La figure 1 et 2 illustrent des détails d'une toiture selon l'invention ;
    • La figure 3 illustre l'état de l'art relatif à un mécanisme pour déplacer une première structure par rapport à une deuxième structure ;
    • Les figures 5-7 illustrent des variantes d'un actionneur d'un mécanisme pour déplacer la charpente mobile par rapport à la structure porteuse fixe, selon l'invention;
    • Les figures 8a,b illustrent des variantes comprises dans l'état de l'art relatif à un mécanisme pour déplacer une première structure par rapport à une deuxième structure;
    • La figure 9 illustre une variante d'un actionneur d'un mécanisme pour déplacer la charpente mobile par rapport à la structure porteuse fixe, selon l'invention.
    Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
  • La présente invention concerne une portion d'enveloppe de bâtiment pour ouvrage permanent comprenant un mécanisme d'ajustement de la tension de la membrane de couverture textile apte à garantir l'étanchéité et qui est équipée d'un actionneur électrique, pneumatique et/ou hydraulique.
  • La description ci-dessous se rapporte plus particulièrement à une toiture. Il est cependant possible d'appliquer l'invention à d'autres portions d'enveloppe de bâtiment, par exemple à des portions de façade ou à des ensembles toitures-façades.
  • Une toiture pour ouvrage permanent, conforme à la recommandation française « Recommandations pour la conception des ouvrages permanents de couverture textile », peut se réaliser par la mise en tension d'une membrane de couverture textile dont une partie ou l'ensemble de ses extrémités sont fixés à la structure porteuse de la toiture, normalement par des profils d'ancrage. La mise en tension de la membrane garantit l'étanchéité de la toiture, en en évitant les infiltrations d'eau aux points de rétention de cette membrane dans les profils d'accrochage
  • La mise en tension de ce type de toiture peut se réaliser en déplaçant une charpente mobile en appui sous la membrane, pendant que une partie ou l'ensemble des extrémités opposées de la membrane sont retenues à une structure porteuse fixe de la toiture, par des profils d'ancrage.
  • L'état actuel de la technique concernant la mise en tension des membranes de couverture textile de toitures pour ouvrage permanent nécessite une intervention manuelle.
  • Lors de l'installation ainsi que lors de chaque manutention d'une toiture en textile, la régulation de la tension d'une ou de plusieurs membrane(s) de couverture doit être réalisé manuellement par des ouvriers spécialisés, en agissant singulièrement sur chaque mécanisme de mise en tension équipant la toiture. La tension appliquée à la membrane doit être suffisante pour garantir l'étanchéité de la toiture, mais pas excessive afin d'éviter l'endommagement de la membrane de la couverture textile.
  • Les figures 1 et 2 illustrent des détails d'une toiture 1 selon l'invention. La toiture 1 comprend une structure porteuse fixe 2, une membrane de couverture textile 3 dont une partie ou l'ensemble de ses extrémités opposées sont fixées à la structure porteuse fixe par des profils d'ancrage, et une charpente mobile 4. La membrane 3 est mise en tension et/ou maintenue en tension par le déplacement d'une charpente mobile 4 en appui sous la membrane par le mécanisme 10 qui comprend au moins un actionneur 16 électrique, pneumatique et/ou hydraulique. La toiture 1 peut comprendre un ou plusieurs dispositifs de réglage 8 de la mise en tension et/ou maintien de la tension de la membrane ainsi qu'un ou plusieurs dispositif(s) de mesure 9 de la tension de la membrane.
  • La figure 3 illustre un mécanisme apte à déplacer une première structure par rapport à une deuxième structure. Le mécanisme 100 comprend typiquement un dispositif de guidage 6,7 du déplacement entre les deux structures. Le déplacement entre les deux structures est effectué par un dispositif vis-écrou 5. La mise en tension par un tel mécanisme s'effectue par l'utilisation d'une visseuse avec contrôle de couple alors que le réglage fin de la tension ainsi que la maintenance de la toiture nécessitent l'utilisation d'une clef dynamométrique. Toutes ces opérations nécessitent que l'ouvrier ou les ouvriers spécialisé(s) accède(nt) physiquement à tous les mécanismes 100 impliqués dans la mise en tension et/ou du réglage de la tension de la membrane. Dans le cas de grands bâtiments, ces mécanismes 100 peuvent être logés à plusieurs mètres ou dizaines de mètres les uns des autres, à plusieurs mètres de hauteur.
  • La toiture 1 de l'invention permet de réduire le temps d'installation et de maintenance par un mécanisme automatique de mise en tension et/ou d'ajustement de la tension de la membrane de couverture textile. La toiture 1 garantit une mise en tension et/ou un ajustement de la tension de la membrane. La tension appliquée se situe dans une plage de valeur garantissant l'étanchéité de la toiture ainsi que l'intégrité de la membrane de la couverture. Les figures 4 à 7 et 9 illustrent des variantes de réalisation d'un mécanisme 10 selon l'invention pour déplacer la charpente mobile 4 par rapport à la structure porteuse fixe 2 de manière à mettre en tension et/ou ajuster la tension de la membrane 3.
  • La figure 4 illustre un premier actionneur 16 d'un mécanisme 10 selon l'invention. Le mécanisme 10 permet le déplacement d'une charpente mobile 4 par rapport à la structure porteuse 2 par intervention d'une cale biaise 11 montée sur un élément mobile 12 et agissant sur un roulement 13. Ce roulement 13 est fixé sur un bras 14 qui est connecté à une extrémité 4 de la charpente mobile par un écrou de réglage 15. Le déplacement de la charpente mobile est guidé par un système de guidage 6,7. Ce système peut comprendre, par exemple, une ouverture oblongue coopérant avec un axe.
  • Un déplacement sensiblement transversal de l'élément mobile 12 translate la charpente mobile 4 dans une direction verticale par rapport à la structure porteuse fixe. Le déplacement de l'élément mobile 12 peut être actionné par un moteur linéaire, un piston pneumatique et/ou hydraulique (non représenté dans la figure 4).
  • L'écrou 15 du mécanisme 10 permet de régler manuellement le positionnement du roulement 13 sur le bras 14, par exemple grâce à un bras comportant une portion avec un pas de vis.
  • Le déplacement entre la charpente mobile et la structure porteuse peut être ainsi réglé de manière approximative par l'écrou 15, alors que le déplacement de la cale biaise 11 permet un réglage fin.
  • Une toiture peut être équipée d'un mécanisme 10 comprenant plusieurs actionneurs du type illustré sur la figure 4. Dans cette configuration, plusieurs cales biaises 11 peuvent être liées mécaniquement entre elles de manière à pouvoir les actionner simultanément par le même moteur linéaire, piston pneumatique et/ou hydraulique.
  • La figure 5 illustre une deuxième réalisation d'un actionneur 16 d'un mécanisme 10 selon l'invention. L'actionneur 16 permet le déplacement d'une charpente mobile par rapport à la structure porteuse par un moteur 17 linéaire, piston pneumatique et/ou hydraulique.
  • L'actionneur 16 de la figure 5 comprend un vérin manuel vis-écrou 20 et une plateforme mobile 21 sur laquelle est fixé un moteur 17 au moyen d'un dispositif de fixation 22. Le vérin manuel vis-écrou 20 permet de régler le déplacement de la base du moteur 17 afin de permettre un réglage approximatif de la tension de la membrane. L'actionneur 16 agit sur la charpente mobile 4, dont le déplacement vertical est guidé par un dispositif de guidage 6,7, pour le réglage fin et le maintien de la tension de la membrane.
  • Les figures 6a et 6b illustrent une troisième réalisation d'un actionneur 16 d'un mécanisme 10, selon l'invention. Le mécanisme 10 permet le déplacement d'une charpente mobile 4 par rapport à la structure porteuse par une action directe d'un actionneur 16 sur la structure porteuse.
  • L'actionneur 16 de la figure 6 comprend un moteur 17 et un dispositif de guidage 6,7,30. Ce moteur 17 est solidaire à une extrémité d'une charpente mobile 4 et il agit sur un axe 6 qui est mécaniquement solidaire avec la structure porteuse fixe au travers d'un dispositif vis-écrou comprenant une vis de réglage 5. Ce dispositif vis-écrou permet une mise en tension approximative de la membrane, alors qu'un réglage fin de la tension de la membrane peut s'effectuer par l'action du moteur 17.
  • La figure 7 illustre une quatrième réalisation d'un actionneur 16 d'un mécanisme 10 selon l'invention. Le mécanisme 10 permet le déplacement d'une charpente mobile par rapport à la structure porteuse par une action d'un levier 40 ou une bielle. Le levier 40 ou la bielle peuvent être actionnés par un vérin linéaire ou par un moteur rotatif (non représenté dans la figure 7).
  • L'actionneur de la figure 7 comprend un levier 40 pivotant autour d'un axe 41 solidaire avec la structure porteuse. Une extrémité du levier 40 agie sur un bras 42 solidaire à une extrémité de la charpente mobile 4, alors que l'autre extrémité est actionnée par un dispositif de transmission du mouvement 43 connecté mécaniquement à un vérin linéaire.
  • Le levier 40 de cet actionneur peut être remplacé par un système bielle-manivelle agissant sur le bras 42 et actionné par un moteur rotatif.
  • La toiture 1 peut être équipée d'un mécanisme 10 comprenant une pluralité d'actionneurs 16 du type illustré sur la figure 7. Dans cette configuration, les tiges 43 de plusieurs leviers 40 ou les manivelles de plusieurs bielles peuvent être liées mécaniquement entre elles de manière à pouvoir être actionnées simultanément par le même moteur linéaire ou rotatif.
  • Les figures 8a,b illustrent différentes variantes de mécanisme 100 pour déplacer une charpente mobile par rapport à une structure porteuse fixe, dont une partie du mécanisme de déplacement est intégrée directement dans une extrémité de la charpente mobile. Le mécanisme 100 des figures 8a,b comprend un corps 58 qui est fixé à une structure porteuse fixe au moyen d'un dispositif de fixation 51 offrant un degré de liberté de rotation. Le réglage du déplacement entre le corps 58 et l'extrémité 4 de la charpente mobile se réalise par une tige 52, dont une extrémité est fixée, par exemple, à l'intérieur de l'extrémité 4 alors que l'autre extrémité de la tige 52 peut se déplacer axialement dans un espace dédié 50 du corps 58. Le déplacement entre le corps 7 et l'extrémité 4 de la charpente peut être ainsi fixé par une entretoise, un espaceur, un ressort, un empilage de rondelle 53, et/ou par un écrou 54 agissant sur une portion filetée de la tige 52. La mise en tension du mécanisme 100 des figures 8a, 8b peut s'effectuer manuellement, en nécessitant ainsi que le ou les ouvrier(s) spécialisé(s) accède(nt) physiquement à tous les mécanismes 100 de la toiture.
  • La figure 9 illustre une cinquième réalisation d'un actionneur 16 d'un mécanisme 10 selon l'invention. L'actionneur 16 permet le déplacement d'une charpente mobile 4 par rapport à la structure porteuse par une action directe d'un moteur linéaire 17 sur une extrémité de la charpente mobile 4. La mise en tension ainsi que le maintien de la tension peuvent être ainsi effectués à distance, de manière pratique, efficace et rapide.
  • Le mécanisme 10 de la figure 9 peut disposer d'un dispositif de déplacement vis-écrou 56,57, par exemple entre le corps 58 et le moteur 17. Ce dispositif supplémentaire facilite les opérations de montage de la toiture de l'invention, en permettant une mise en tension approximative de la membrane.
  • Une mesure de la tension de la membrane de couverture textile, qui peut s'effectuer directement sur la membrane, entre la membrane et la structure porteuse fixe et/ou entre la charpente mobile et la structure porteuse fixe, peut contribuer à une mise en tension et/ou un maintien de la tension automatique ou semi-automatique qui garantit l'étanchéité de la toiture sans compromettre l'intégrité de la membrane de couverture.
  • La toiture 1 peut comprendre un dispositif semi-automatique de mise en tension et/ou de maintien de la tension permettant l'augmentation ou la diminution de la tension appliquée à la membrane 3. Ce dispositif peut comprendre un dispositif permettant la sélection et l'exécution de commandes relatives à l'augmentation et à la diminution de la tension appliquée à la membrane, des dispositifs de mesure de la tension 9 et des dispositifs de sélection et de contrôle 8 du ou des actionneur(s) électrique(s), pneumatique(s) et/ou hydraulique(s).
  • La toiture 1 peut être équipée d'un dispositif automatique de mise en tension et/ou de maintien de la tension permettant la définition de la valeur de tension à appliquer et/ou à maintenir à la membrane et/ou de valeurs minimales et maximales de tension applicable à la membrane 3. La valeur minimale permet de garantir l'étanchéité de l'ancrage de la membrane au profil d'ancrage alors que la valeur maximale permet d'éviter une surtension qui pourrait endommager la membrane.
  • Ce dispositif automatique peut comprendre un dispositif pour l'introduction de valeurs de tension idéale, minimales et maximales à appliquer, des dispositifs pour la sélection et l'exécution de commandes relatifs à la mise en tension et/ou au maintien de la tension, des dispositifs de mesure de la tension 9 et des dispositifs de sélection et de contrôle 8 du ou des actionneur(s) électrique(s), pneumatique(s) et/ou hydraulique(s). Ce dispositif peut en outre sauvegarder et/ou envoyer à un serveur les instructions introduites ainsi que les données collectées par les dispositifs de mesure de la tension de la membrane. Le dispositif peut aussi collecter d'autres informations provenant d'autres sources de mesure, par exemple, concernant la température de la membrane, la température externe et les conditions météorologiques. Au moyen d'un serveur ou d'un terminal connecté à distance, le dispositif peut aussi être apte à recevoir des instructions ainsi que de nouvelles valeurs de pression à appliquées à la membrane.
  • La mesure, le contrôle et/ou l'ajustement constant de la tension permet de garantir une meilleure étanchéité de la toiture textile ainsi qu'une réaction plus rapide en cas de défaillance de l'étanchéité due à des évènements climatiques, tout en sauvegardant l'intégrité de la membrane de couverture
  • Dans un mode de réalisation, la tension de la membrane est contrôlée par un élément élastique, par exemple un ressort, un élastomère, ou un empilage de rondelles élastiques, permettant de fixer de manière élastique la membrane ou les mécanismes de contrôle de la tension des joncs. Cet élément élastique est disposé de manière à absorber au moins partiellement une tension excessive de la membrane, par exemple en modifiant la tension de la membrane ou celle de la charpente mobile, et inversement à compenser au moins partiellement des baisses de tension de la membrane. Dans un mode de réalisation, cet élément élastique est monté entre la membrane et un point fixe d'attache de la membrane. Dans un autre mode de réalisation, cet élément élastique est monté entre la charpente mobile et la charpente fixe, de manière à ajuster la tension appliquée par la charpente mobile sous la membrane. Plusieurs éléments élastiques peuvent être prévus.
  • Des dispositifs de buttées peuvent être prévus pour limiter la plage de déformation possible de l'élément élastique. Le dispositif de butées peut par exemple déterminer la distance minimale et maximale entre les extrémités de de la charpente mobile 4 et de la structure porteuse fixe 2. Cette réalisation garantit l'application d'une force dont les valeurs minimale et maximale sont définies à partir des dimensions de l'élément élastique, de son coefficient élastique ainsi que de la distance minimale et maximale entre les deux extrémités. Cet élément élastique a l'avantage d'ajuster automatiquement, dans une plage de réglage donnée, la tension de la membrane.
  • Dans un mode de réalisation, le vérin de l'actionneur de la figure 5 est remplacé par un élément élastique constitué par des rondelles Belleville empilées entre la plateforme 21 et l'extrémité de la charpente mobile 4. Le dispositif de guidage 6,7 est réalisé de manière à contrôler le déplacement minimal et maximal de la charpente mobile par rapport à la structure porteuse. Lors de l'installation, la plateforme 21 est déplacée vers le haut jusqu'à une compression prédéfinie des rondelles entreposées, ce qui va appliquer une tension à la membrane de façon à garantir l'étanchéité de la toiture. En cas de dilatation de la membrane due à des facteurs environnemental, la force exercée par la compression des rondelles Belleville va déplacer la charpente mobile vers le haut ce qui réajuste la tension de la membrane. La limitation du déplacement minimal et maximal de la charpente mobile par rapport à la structure porteuse permet la fixation de la force maximale et minimale exercées par les rondelles Belleville, ce qui garantit l'étanchéité de la toiture tout en garantissant l'intégrité de la membrane de couverture.
  • Il est possible de combiner cet élément élastique avec un ou plusieurs actionneurs pour contrôler la tension de la membrane de manière active. Par exemple, il est possible d'appliquer des variations de tension au moyen de l'actionneur dans une première plage de tension, et d'ajuster automatiquement cette valeur de tension au moyen de l'élément élastique dans une deuxième plage plus limitée que la première plage.
  • Il est aussi possible de réaliser une toiture avec une membrane dont la tension est ajustée uniquement au moyen d'au moins un tel élément élastique, sans actuateur.
  • Il est aussi possible de réaliser une toiture avec une membrane dont la tension est ajustée uniquement au moyen d'un actuateur, sans élément élastique.
    • Numéros de référence employés sur les figures
    • 1 : toiture
    • 2 : structure porteuse fixe
    • 3 : membrane de couverture textile
    • 4 : charpente mobile
    • 5 : vis de réglage
    • 6-7 : dispositif de guidage
    • 8 : dispositif de contrôle de la mise en tension et/ou du réglage de la tension
    • 9 : dispositif de mesure de la tension
    • 10 : mécanisme de déplacement
    • 11 : cale biaise
    • 12 : support de la cale biaise
    • 13 : roulement
    • 14 : bras
    • 15 : écrou de réglage
    • 16 : actionneur
    • 17 : vérin/moteur électrique
    • 20 : vis de réglage
    • 21 : plateforme
    • 22 : dispositif de montage
    • 30 : ouverture oblongue
    • 31 : axe
    • 32 : dispositif de fixation
    • 33 : piston/arbre/ du vérin/moteur électrique
    • 40 : levier
    • 41 : axe du levier
    • 42 : bras
    • 43 : tige
    • 50 : logement de la tige
    • 51 : dispositif de fixation
    • 52 : tige
    • 53 : rondelles
    • 54 : écrou de réglage
    • 55 : dispositif de montage
    • 56, 57 : vérin électrique vis-écrou
    • 58 : corps
    • 100 : mécanisme de déplacement (état de l'art)

Claims (17)

  1. Portion d'enveloppe de bâtiment, tel que toiture (1) ou portion de façade, destinée à un ouvrage permanent et comprenant:
    une structure porteuse fixe (2) ;
    une membrane de couverture textile (3), dont au moins une extrémité est fixe par rapport à la structure porteuse fixe (2) ;
    une charpente mobile (4) en appui sous ladite membrane ;
    un mécanisme (10) pour déplacer la charpente mobile par rapport à la structure porteuse fixe de manière à ajuster la tension de la membrane ;
    caractérisée en ce que ledit mécanisme (10) comprend au moins un actionneur (16) électrique, pneumatique et/ou hydraulique.
  2. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 1, comprenant une pluralité d'actionneurs (16) pour déplacer la charpente mobile (4), chaque actionneur agissant en un endroit de cette charpente différent des autres mécanismes.
  3. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 1, comprenant une pluralité d'actionneurs (16) pour déplacer la charpente mobile (4), chaque actionneur agissant en plusieurs endroits de cette charpente différent des autres actionneurs
  4. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 1, comprenant un seul actionneur (16) pour déplacer la charpente mobile (4) en agissant en plusieurs endroits de cette charpente.
  5. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 4, ledit au moins un actionneur (16) comprenant un vérin linéaire et un dispositif de transmission du mouvement dudit vérin.
  6. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 5, dans laquelle ledit dispositif de transmission du mouvement comprend une cale biaise (11) dont le déplacement est actionné par ledit vérin.
  7. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 5, dans laquelle ledit dispositif de transmission du mouvement comprend un levier (40) pivotant autour d'un axe (41) et actionné par ledit vérin.
  8. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 4, ledit au moins un actionneur (16) comprenant un moteur rotatif muni d'un rotor et un dispositif de conversion de la position angulaire du rotor.
  9. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 8, dans laquelle ledit au moins un dispositif de conversion de la position angulaire du rotor comprend une came ou une bielle pivotant autour d'un axe et actionnée par ledit moteur.
  10. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle ledit mécanisme (10) est arrangé pour permettre une mise en tension approximative de la membrane (3) puis un réglage fin de la tension de la membrane (3).
  11. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant en outre un dispositif de contrôle (8) à distance pour commander simultanément le ou les dits actionneurs (16) afin de déplacer la charpente mobile (4).
  12. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 11, comprenant en outre un dispositif de mesure de la tension (9) de ladite membrane (3) délivrant une valeur de tension, ledit dispositif de contrôle (8) étant arrangé pour contrôler la mise en tension et/ou le réglage de la tension en fonction de ladite valeur de tension.
  13. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 12, la charpente mobile (4) comportant plusieurs arceaux parallèles pour supporter la face inférieure de la membrane (3).
  14. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 13, dans laquelle ledit actionneur (16) est agencé pour agir sur une seule des deux extrémités d'au moins un dit arceau.
  15. Portion d'enveloppe de bâtiment selon la revendication 13, dans laquelle ledit actionneur (16) est agencé pour agir sur chacune des deux extrémités d'au moins un dit arceau.
  16. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 15, dans laquelle toutes les extrémités de ladite membrane (3) sont fixées à ladite structure porteuse fixe (2) et/ou à des éléments solidaires mécaniquement avec ladite structure porteuse fixe.
  17. Portion d'enveloppe de bâtiment selon l'une des revendications de 1 à 16, ledit au moins un actionneur (16) comprenant une glissière de guidage (6,7) de ladite charpente mobile par rapport à ladite structure porteuse fixe.
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