FR2683612A1 - Panneau d'isolation thermique et d'absorption acoustique chauffant. - Google Patents

Abstract

Un panneau d'isolation thermique et d'absorption acoustique, chauffant est proposé. Sa particularité est de parfaitement concilier ces trois propriétés. Pour cela, il est composé d'un matelas isolant (2), recouvert d'un élément chauffant (4), lui-même recouvert d'un film mince métallique (5) renforcé par un matériau poreux (6).

Description

PANNEAU D'ISOLATION THERMIQUE ET D1ABSORPTION
ACOUSTIQUE CHAUFFANT
L'invention concerne un panneau d'isolation thermique et d'absorption acoustique chauffant utilisé essentiellement comme plafond suspendu, notamment pour des bâtiments industriels tels des salles de conférences, des salles de spectacles, etc...

On a vu apparaître sur le marché des panneaux d'isolation, utilisés comme plafond suspendu, comportant un élément chauffant. Ces panneaux présentent cependant des inconvénients de par leur conception. Pour certaines de ces variantes, l'utilisation du chauffage entraîne une déformation du panneau. D'autre part, ils possèdent une mauvaise absorption acoustique.

De plus, les panneaux chauffants connus jusque là n'coffrent qu'une puissance ne dépassant pas 1,66 W/dm2, pour une alimentation de 230 volts.

La présente invention se donne pour mission de réaliser un panneau d'isolation thermique et d'absorption acoustique chauffant ne se déformant pas lorsqu'il chauffe, présentant une chaleur uniforme en surface sans aucune inertie et pouvant aller jusqu'à une puissance de 2,08 W/dm2, pour une alimentation de 230 volts.

I1 est connu d'utiliser des panneaux dtisolation thermique et d'absorption acoustique. Un panneau de ce type est décrit dans la demande de brevet EP 0 327 428, notamment comme plafond suspendu. I1 est également connu de chauffer une pièce par rayonnement depuis le plafond. Cela offre l'avantage de donner une sensation de chaleur, du fait du rayonnement provenant du haut de la salle, tout en maintenant une température ambiante relativement modeste, ce qui diminue les déperditions calorifiques. I1 est connu notamment d'installer un système de chauffage par rayonnement entre le plafond apparent et l'isolant.

Des panneaux isolants comprenant un élément de chauffage ont également été réalisés. Ils sont constitués d'un élément chauffant inséré entre le matelas isolant et l'élément de parement. Les puissances de chauffe de ces derniers panneaux sont insuffisantes. Un panneau de ce type est décrit dans le brevet US 3 603 764. Ce panneau comprend une couche isolante, une plaque d'aluminium et un élément chauffant inséré entre les deux premiers composants. La plaque d'aluminium permet de répartir la chaleur sur toute la surface, de la transmettre à toute la pièce et de conférer une bonne tenue au panneau. L'inconvénient de ce panneau est qu'en période de chauffe, l'aluminium se dilate ce qui entraîne une déformation du panneau.

Cet inconvénient a été résolu par le brevet US 4 471 212 en choisissant pour la plaque placée à l'arrière du panneau un matériau qui a un coefficient de dilatation voisin de celui de la plaque avant de façon à éviter une déformation du panneau. Cette technique est très difficile à réaliser, car il faut les matériaux adéquats, et très coûteuse.

D'autre part, la plaque d'aluminium a un second inconvénient. Bien qu'elle n'empêche pas le panneau d'avoir une isolation thermique, elle lui confère une mauvaise qualité d'absorption acoustique.

Selon l'invention, le problème non résolu par les panneaux précédent l'est par un panneau d'isolation thermique chauffant comportant un matelas isolant en fibres minérales et un élément chauffant surfacique recouvert d'un film mince métallique renforcé. Ce film mince métallique peut être renforcé par un matérau poreux tel qu'un voile en fibres de verre.

On choisit de préférence un film chauffant constitué d'un réseau chauffant alimenté par au moins deux conducteurs froids, le tout placé entre au moins deux feuilles plastiques, par exemple deux feuilles polyester. Le film mince métallique recouvrant le film chauffant peut être un film d'aluminium d'une épaisseur inférieure ou égale à 9 microns.

Une variante de réalisation est de placer une couche de surfaçage constituée par un voile en fibres de verre entre le matelas isolant et le film chauffant.

Il est également possible de fixer une couche de surfaçage de préférence formée par un voile de fibres de verre comportant des fils sur la face du matelas isolant qui n'est pas apparente lors de l'installation.

Pour fixer le film chauffant, on utilise une colle incombustible de préférence minérale, par exemple, à base de silicates alcalins.

L'alimentation du film chauffant se fait de préférence par un branchement aux deux extrémités des conducteurs froids.

Le film chauffant peut être avantageusement choisi tel qu'il ait une conductance carré maximum de 4.10-3 siemens.

L'invention présente l'avantage d'obtenir un panneau d'isolation thermique chauffant présentant une bonne qualité d'absorption acoustique.

D'autre part, le matériau poreux est très fin et il permet, associé au film mince métallique, d'obtenir une puissance de chauffe sans quasiment aucune perte énergétique.

L'énergie électrique est totalement transformée en énergie calorifique disponible sous forme de rayonnement dans la pièce.

Le film mince métallique dont le rôle est de répartir la chaleur entre les bandes chauffantes du film chauffant et de conduire la chaleur jusqu'à la surface radiante peut jouer également le rôle de pare-vapeur. Il rend le panneau imperméable à l'air et à la vapeur d'eau, ce qui permet d'éviter condensations et salissures. Cependant, ce film étant mince, il pourrait dans certains cas extrêmes s'avérer incapable d'empêcher complètement la diffusion de la vapeur d'eau. Le film chauffant a l'avantage d'accentuer l'imperméabilité à l'air et à la vapeur. Il permet également d'améliorer la bonne tenue du panneau , du fait de sa consistance.

D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent de la description faite ci-après en référence aux figures.

La figure 1 est une coupe transversale d'un panneau conforme à l'invention,
La figure 2 représente un type de film chauffant.

Sur la figure 1 qui représente un exemple de réalisation de l'invention, la couche isolante (2) est formée de fibres minérales, notamment de fibres de verre, produites de préférence par centrifugation et étirage aux moyens de courants gazeux à haute température et à vitesse élevée par exemple conformément au procédé de fibrage décrit dans le brevet EP 91 866, suivant une technique usuelle pour la fabrication de matelas isolant, un liant organique étant pulvérisé directement sur les fibres dans la hotte à fibrage. A titre de liant organique, on utilise tout type de résine connue dans l'industrie des fibres minérales, notamment des résines phénolformaldéhydes modifiées ou non à l'urée ou des résines mélaminées qui présentent une résistance au feu améliorée. L'épaisseur de la couche isolante est généralement comprise entre 10 et 100 mm, son grammage entre 700 et 2500 g/m2, pour des fibres de verre, ce qui donne des panneaux très légers dont les dimensions permettent une pose simple et rapide.

Sur l'une des faces de ce matelas, on fixe une couche de surfaçage (1) de préférence formée par un voile en fibres de verre comportant des fils par exemple en verre textile. Cela assure un maintien du matelas et les fils viennent renforcer la structure.

Sur l'autre face, côté élément chauffant, on fixe une couche de surfaçage (3) de préférence formée par un voile en fibres de verre pour donner un caractère lisse à la surface. Ce caractère lisse permet d'obtenir une liaison solide entre le film chauffant et le matelas isolant.

Selon l'invention, on utilise de préférence comme élément chauffant surfacique un film chauffant en feuille mince (4) qu'on colle sur la surface lisse (3) du matelas isolant. Le film chauffant en feuille mince est constitué d'un réseau chauffant (8) alimenté par au moins deux conducteurs froids (7), le tout étant enveloppé entre deux feuilles en plastique souple (9). On choisira par exemple des feuilles en polyester. Le réseau chauffant peut éventuellement être un réseau métallique ou un réseau composé de graphite.

Ce film chauffant est fixé avec une colle minérale incombustible, par exemple à base de silicates alcalins, en particulier de sodium.

En utilisant la même colle, on fixe sur l'élément chauffant un film métallique, de préférence en aluminium (5). Une technique du même genre est décrite dans la demande de brevet EP 0 327 428, elle permet d'éviter la transmission de vapeur d'eau et/ou de salissure au travers du matelas. A l'arrière d'un tel panneau, par exemple dans l'espace compris entre la dalle du plancher de l'étage supérieur et le plafond suspendu, la température et, donc, la pression ambiante sont en général différentes de celle qui règne dans la pièce. En conséquence, en l'absence d'une barrière étanche, il s'établit un flux d'échanges gazeux au travers du panneau constitué de deux couches poreuses qui deviennent de véritables filtres à poussières et les panneaux sont rapidement noircis. Le film d'aluminium assure une perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau, du panneau pratiquement nulle.

Ce film d'aluminium ne peut dépasser une épaisseur de l'ordre de 9 microns faute de quoi le panneau perd toute qualité d'absorption acoustique, la feuille d'aluminium réfléchissant les ondes sonores. Or, l'étanchéité à la vapeur d'eau du film d'aluminium n'est complète qu'à partir de 12 microns d'épaisseur. Cet inconvénient, causé par un film d'aluminium trop mince pour permettre une bonne imperméabilité à la vapeur d'eau, est pallié par la présence du film chauffant. Ce film étant constitué de deux feuilles plastiques, notamment de deux feuilles de polyester, accentue l'imperméabilité du panneau à la vapeur d'eau.

Dans le cas de l'invention, le film métallique, surtout s'il est en aluminium, bon conducteur, permet aussi de répartir la chaleur entre les bandes chauffantes et de conduire la chaleur jusqu'à la surface radiante où une température uniforme peut s'établir.

Cette surface radiante est constituée par un matériau poreux tel qu'un voile de fibres de verre non tissées (6) fixé sur le film métallique. I1 est de préférence obtenu par voie humide, suivant une technique analogue aux techniques de fabrication du papier, à partir de fibres de verre étirées en continu puis coupées (fibres dites textiles). Ce voile de fibres de verre non tissées renforce le film métallique qui pour les raisons énoncées précédemment est très mince et donc fragile. Il permet d'assurer l'installation du film métallique en éliminant les risques de déchirure et le préserve après son installation. Ce voile est poreux afin de conserver de bonnes qualités d'absorption acoustique.

Le matériau poreux (6) et le film métallique (5) constituent le film métallique renforcé (11).

Le raccordement électrique de ces panneaux est réalisé par des câbles (10) dont la particularité est de traverser le matelas isolant pour permettre un branchement sur le secteur dans l'espace restant par exemple entre le plafond suspendu et le plancher de l'étage supérieur. Les câbles sont équipés de connexions rapides bien connues de l'homme de l'art, afin de faciliter l'installation des panneaux.

Chaque panneau est alimenté par quatre câbles. On a de préférence un branchement aux deux extrémités des conducteurs froids.

Selon l'invention, on obtient donc un panneau dtiso- lation thermique et d'absorption acoustique de bonne qualité et diffusant une chaleur par rayonnement dans le local où il est installé, comme plafond suspendu par exemple.

Par rapport aux panneaux équipés d'une plaque d'aluminium, il présente une surface pratiquement aussi résistante grâce au renfort du film métallique mais sans leurs inconvénients : déformation et réverbération des sons.

L'absorption acoustique selon l'invention est particulièrement intéressante car le panneau absorbe les sons graves alors que, grâce à son film d'aluminium, il réverbère les sons plus aigus. Cela permet d'obtenir une voix intelligible au fond d'une salle de conférence et dans le cas d'une salle de classe par exemple, la voix du professeur reste intelligible même pour les élèves du dernier rang.

Le panneau ainsi conçu offre l'avantage d'une bonne tenue, il est léger mais rigide. L'installation est ainsi facilitée et très rapide.

Lorsque le film chauffant est alimenté en courant électrique, le panneau émet de la chaleur par rayonnement mais ne subit aucune déformation. En effet, l'association du film mince métallique et des matériaux poreux qui le renforce donne une épaisseur très fine au-dessus de l'élé- ment chauffant. Il n'apparaît donc pas de déformation du panneau même si tous les éléments n'ont pas des coefficients de dilatation voisins.

Le panneau selon l'invention peut être réalisé par exemple dans la dimension 1200 x 600 x 40 mm offrant une puissance de 150 watts ou dans la dimension 600 x 600 x 40 mm offrant une puissance de 75 watts. Dans ces deux exemples, on considère une alimentation de 230 volts. Ces résultats sont obtenus en utilisant un film chauffant dont la caractéristique est une conductance carré maximum de 4. 1on3 siemens.

L'invention présente l'avantage d'offrir des puissances supérieures à ce que l'on connaissait pour ce type d'installation.

Un panneau d'aspect identique à celui de l'invention peut également être produit sans le film chauffant. On obtient alors un simple panneau d'isolation thermique et d'absorption acoustique. Il est alors intéressant de pouvoir produire ces panneaux de la même façon. La différence n'apparaît que lors de l'assemblage où l'on rajoute l'élément chauffant pour le panneau chauffant en utilisant des colles différentes.

L'invention permet donc de produire les deux types de panneaux sur les mêmes lignes de fabrication.

Par contre, les panneaux chauffants connus jusque là nécessitent des éléments et une conception très différente de panneaux simplement isolants. Il n'est donc pas possible de réaliser les deux types de panneaux : chauffants et simplement isolants sur les mêmes lignes. Il est donc nécessaire de créer une seconde ligne de fabrication. De plus, les conditions de stockage, du fait de leurs différences, ne sont pas semblables.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Panneau d'isolation thermique chauffant comportant un matelas isolant en fibres minérales et un élément chauffant surfacique recouvert de métal, caractérisé en ce que le métal est sous la forme d'un film mince renforcé (11).

2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film mince métallique (5) est renforcé par un matériau poreux (6).

3. Matériau poreux selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on utilise un voile en fibres de verre.

4. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4) est un film chauffant constitué d'un réseau alimenté par au moins deux conducteurs froids, et qu'il est placé entre au moins deux feuilles plastiques, telles que des feuilles polyester.

5. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film mince métallique recouvrant le film chauffant est un film d'aluminium d'épaisseur inférieure ou égale à 9 microns.

6. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre le matelas isolant (2) en fibres minérales, notamment en fibres de verre, et le film chauffant est placée une couche de surfaçage (3) constituée par un voile en fibres de verre.

7. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fixe une couche de surfaçage (1) de préférence formée par un voile en fibres de verre comportant des fils, sur la face du matelas isolant (2) en fibres minérales, notamment en fibres de verre, qui n'est pas apparente lors de l'installation.

8. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4) est fixé avec une colle incombustible de préférence minérale telle qu'à base de silicates alcalins.

9. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation se fait par un branchement aux deux extrémités des conducteurs froids.

10. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film chauffant a une conductance carré maximum de 4.10-3 siemens.