FR2744157A1

FR2744157A1 - Building roof with insulating material and metal sheets

Info

Publication number: FR2744157A1
Application number: FR9601007A
Authority: FR
Inventors: Michel Grosselin; Nabil Boukolt
Original assignee: Pittsburgh Corning France SAS
Current assignee: Pittsburgh Corning France SAS
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-08-01
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: FR2744157B1

Abstract

The roof is made from a layer of insulating material (5) laid over a supporting surface (1, 2, 3) and held in place e.g. by adhesive (4), and metal sheets (25) which are held in place by fastenings. The metal sheet fastenings are in the form of rigid metal plates (8) with turned-over toothed edges (10, 11, 12, 13) which are driven into the insulation layer and fitted with clips to hold the metal sheets in place. The dimensions of the rigid plates are such that the exterior stresses on the metal sheets are distributed without distorting the insulation layer, made e.g. from cellular glass. The insulation layer can be covered with a coating or layer of a waterproofing material, e.g. bituminous, which goes both under and over the fastening plates.

Description

La présente invention est relative à une paroi de bâtiment du type comprenant un recouvrement étanche formé de feuilles métalliques, et une couche de matière isolante, placée entre ce revêtement étanche et un élément porteur. The present invention relates to a building wall of the type comprising a waterproof covering formed of metal sheets, and a layer of insulating material, placed between this waterproof covering and a support element.

L'élément porteur peut faire partie de l'ossature, ou charpente du bâtiment, ou être lié à celle-ci. The load-bearing element may be part of the framework, or framework of the building, or be linked to it.

Dans la technique courante, la matière isolante est constituée de matière fibreuse ou de mousse synthétique. In the current technique, the insulating material consists of fibrous material or synthetic foam.

Elle peut être disposée entre le recouvrement étanche et une tôle métallique étanche qui est fixée à la structure du support ou bien mise en oeuvre sous forme de panneaux composites pourvus à l'avance d'un revêtement étanche. Dans tous les cas, la résistance mécanique de la matière isolante est faible, et le recouvrement étanche doit être relié directement à l'élément porteur par l'intermédiaire de fixations solides, qui traversent la couche de matière isolante.It can be arranged between the waterproof cover and a waterproof metal sheet which is fixed to the support structure or else implemented in the form of composite panels provided in advance with a waterproof coating. In all cases, the mechanical resistance of the insulating material is low, and the waterproof covering must be connected directly to the carrier element by means of solid fasteners, which pass through the layer of insulating material.

Cette technique présente l'inconvénient d'une complication importante pour sa mise en oeuvre, car il faut mettre en place les fixations soit en traversant la couche de matière isolante déjà posée, soit prévoir des fixations d'un type particulier, qui s'intercalent entre deux panneaux isolants. En outre, les fixations, si elles sont en métal, constituent autant de ponts thermiques et phoniques qui réduisent les performances d'isolation de la paroi. This technique has the disadvantage of an important complication for its implementation, because it is necessary to set up the fasteners either by crossing the layer of insulating material already laid, or to provide fasteners of a particular type, which are inserted between two insulating panels. In addition, the fasteners, if they are made of metal, constitute as many thermal and sound bridges which reduce the insulation performance of the wall.

L'apparition de matériaux tels que le verre cellulaire permet d'apporter une solution nouvelle à ces problèmes. En effet, les panneaux ou plaques de verre cellulaire, tout en possédant de bonnes propriétés d'isolation thermique, présentent une résistance mécanique, et en particulier une résistance à la compression, telle que ces panneaux peuvent, par eux-mêmes, supporter toute ou partie du revêtement étanche et de transmettre à l'élément porteur les contraintes subies par ce revêtement, qui sont dues au poids propre du revêtement, ainsi qu'à des contraintes extérieures telles que le vent, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des moyens rigides de liaison directe entre ce revêtement et cet élément porteur, ou bien en réduisant de façon très importante le nombre de ces liaisons. The appearance of materials such as cellular glass provides a new solution to these problems. Indeed, the panels or sheets of cellular glass, while having good thermal insulation properties, have a mechanical resistance, and in particular a resistance to compression, such that these panels can, by themselves, support all or part of the waterproof coating and to transmit to the load-bearing element the stresses undergone by this coating, which are due to the self-weight of the coating, as well as to external constraints such as wind, without it being necessary to provide means rigid direct connection between this coating and this carrier element, or by very significantly reducing the number of these connections.

D'un autre côté, l'emploi de verre cellulaire permet également de simplifier la fixation de la couche de matière isolante sur l'élément porteur. Dans la technique antérieure, il est souvent nécessaire de prévoir des attaches traversant la couche de matière isolante pour atteindre sa face extérieure, c'est-à-dire celle qui est opposée au support, ou tout au moins pénétrant profondément dans cette couche de matière isolante. L'emploi de verre cellulaire permet de faire appel à des techniques plus simples, telles que, par exemple, le collage. On the other hand, the use of cellular glass also makes it possible to simplify the fixing of the layer of insulating material on the carrier element. In the prior art, it is often necessary to provide fasteners passing through the layer of insulating material to reach its outer face, that is to say that which is opposite to the support, or at least penetrating deeply into this layer of material. insulating. The use of cellular glass makes it possible to use simpler techniques, such as, for example, bonding.

La présente invention a pour but de fournir une paroi de bâtiment du type indiqué au début, qui soit de construction et de structure plus simples, tout en présentant des propriétés d'isolation thermique améliorées. The object of the present invention is to provide a building wall of the type indicated at the start, which is of simpler construction and structure, while exhibiting improved thermal insulation properties.

Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit une paroi de bâtiment du type comportant une couche de matière isolante ayant une face interne et une face externe, et liée, du côté de sa face interne, à l'élément porteur par des premiers moyens de fixation, et un revêtement étanche formé de feuilles métalliques, disposé sur la face externe de la couche de matière isolante, et maintenu par des seconds moyens de fixation, la particularité de cette paroi étant que
- les seconds moyens de fixation comprennent chacun une plaquette rigide, en appui sur la face externe de la couche isolante et reliée au revêtement par une attache rigide,
- et les caractéristiques mécaniques et géométriques de la couche de matière isolante et des seconds moyens de fixation sont telles qu'au moins la majeure partie des contraintes s'exerçant sur le revêtement étanche sont transmises à la couche de matière isolante et, par son intermédiaire, à l'élément porteur.To obtain this result, the invention provides a building wall of the type comprising a layer of insulating material having an internal face and an external face, and linked, on the side of its internal face, to the load-bearing element by first means of fixing, and a waterproof covering formed of metal sheets, arranged on the external face of the layer of insulating material, and maintained by second fixing means, the particularity of this wall being that
the second fixing means each comprise a rigid plate, bearing on the external face of the insulating layer and connected to the covering by a rigid attachment,
- And the mechanical and geometrical characteristics of the layer of insulating material and of the second fixing means are such that at least most of the stresses exerted on the waterproof coating are transmitted to the layer of insulating material and, through it , to the load-bearing element.

On comprend que la plaquette constitue un répartiteur de contraintes, qui permet de transmettre les efforts provenant du recouvrement dans la couche de matière isolante, en évitant les risques de poinçonnage ou déformation analogue. It is understood that the plate constitutes a stress distributor, which makes it possible to transmit the forces coming from the covering in the layer of insulating material, avoiding the risks of punching or similar deformation.

On peut prévoir que chaque plaquette porte une attache rigide. Cependant, il peut être avantageux, pour simplifier la pose notamment, de prévoir que chaque plaquette, conformée par exemple sous forme d'une bande, porte une pluralité d'attaches rigides reliées au revêtement. Suivant une modalité préférée
- la couche de matière isolante est reliée à l'élément porteur par des premiers moyens de fixation qui ne la traversent pas, tels qu'un collage,
- les dimensions de la plaquette sont calculées pour que les contraintes extérieures que la paroi est susceptible de supporter ne déforment pas de façon définitive la matière isolante,
- chaque plaquette est pourvue d'un moyen d'ancrage qui pénètre dans la matière isolante sans la traverser et s'oppose à un déplacement relatif de la plaquette et de la matière isolante sous l'effet des contraintes s'exerçant sur le revêtement étanche.It can be provided that each plate carries a rigid fastener. However, it may be advantageous, in particular to simplify the installation, to provide that each plate, shaped for example in the form of a strip, carries a plurality of rigid fasteners connected to the coating. According to a preferred method
the layer of insulating material is connected to the carrier element by first fixing means which do not pass through it, such as bonding,
the dimensions of the plate are calculated so that the external stresses that the wall is capable of withstanding do not permanently deform the insulating material,
each plate is provided with an anchoring means which penetrates into the insulating material without passing through it and opposes a relative displacement of the plate and of the insulating material under the effect of the stresses exerted on the waterproof coating .

De cette façon, comme on peut le constater, on peut éviter l'existence de tout pont thermique ou phonique entre les deux faces de la couche de matière isolante, ainsi que toute traversée de celle-ci, susceptible de l'altérer ou 1 'endommager. In this way, as can be seen, it is possible to avoid the existence of any thermal or sound bridge between the two faces of the layer of insulating material, as well as any crossing thereof, liable to alter it or 1 ' to damage.

Dans le cas où des contraintes importantes, climatiques par exemple, sont à craindre, on peut cependant prévoir qu'au moins certaines plaquettes sont reliées à l'élément porteur directement par des moyens de liaison rigides, qui traversent la couche de matière isolante, mais ne sont pas aptes à transmettre au support la majeure partie des contraintes. In the case where significant constraints, climatic for example, are to be feared, it can however be provided that at least certain plates are connected to the carrier element directly by rigid connecting means, which pass through the layer of insulating material, but are not able to transmit most of the constraints to the support.

Avantageusement, on prévoit qu'une couche de matière adhésive d'étanchéité-revétement, mise en place à l'état liquide ou pâteux, telle que du bitume, est intercalée entre la couche de matière isolante et le recouvrement métallique, et ladite matière adhésive d'étanchéité est également disposée entre la plaquette et la matière isolante. Advantageously, provision is made for a layer of sealing-coating adhesive material, placed in the liquid or pasty state, such as bitumen, to be interposed between the layer of insulating material and the metal covering, and said adhesive material. sealing is also arranged between the plate and the insulating material.

Avantageusement dans ce cas, on prévoit aussi qu'une matière adhésive d'étanchéité de revêtement est également disposée entre la plaquette et le revêtement métallique. Advantageously in this case, provision is also made for an adhesive coating sealing material to be also placed between the plate and the metal coating.

Cette manière d'opérer est d'autant plus avantageuse que l'usage, dans le cas d'utilisation de verre cellulaire, est de disposer celui-ci par plaques trempées préalablement dans du bitume fondu, ou revêtues au préalable de bitume sur leurs faces principales et leurs chants de façon à assurer également l'étanchéité entre plaques adjacentes. This way of operating is all the more advantageous when the use, in the case of using cellular glass, is to arrange it by plates previously tempered in molten bitumen, or previously coated with bitumen on their faces. main and their edges so as to also ensure sealing between adjacent plates.

De préférence, la plaquette est réalisée en tôle métallique, et comporte un moyen d'ancrage qui comprend au moins une partie d'un bord de la plaquette plié à peu près à angle droit pour pénétrer dans la masse de la matière isolante. Preferably, the plate is made of metal sheet, and comprises an anchoring means which comprises at least part of an edge of the plate folded at approximately right angles to penetrate into the mass of the insulating material.

De préférence, dans ce cas, la partie de bord de la plaquette qui fait partie du moyen d'ancrage se termine par une bordure dentelée calculée pour faciliter sa pénétration dans la matière isolante. Preferably, in this case, the edge part of the plate which is part of the anchoring means ends in a serrated edge calculated to facilitate its penetration into the insulating material.

Suivant une modalité avantageuse de réalisation du moyen d'ancrage, il est prévu que ce moyen d'ancrage de la plaquette est conçu pour s'opposer à un glissement de la plaquette sur la surface de la couche de matière isolante dans deux directions angulairement distinctes. According to an advantageous embodiment of the anchoring means, it is provided that this means of anchoring the wafer is designed to oppose a sliding of the wafer on the surface of the layer of insulating material in two angularly distinct directions .

Un moyen simple de réaliser cette particularité consiste à prévoir que le moyen d'ancrage comprend au moins une partie d'au moins deux bords de la plaquette formant un angle entre eux, pliés à peu près à angle droit pour pénétrer dans la masse de la matière isolante. A simple way to achieve this feature is to provide that the anchoring means comprises at least a portion of at least two edges of the plate forming an angle between them, folded at approximately right angles to penetrate the mass of the insulating material.

L'invention va maintenant être exposée de façon plus précise à l'aide d'un exemple de toiture illustré avec les figures, parmi lesquelles
Figure 1 est une vue schématique d'ensemble en perspective montrant les différentes étapes de la construction d'une toiture conforme au procédé,
Figure 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une plaquette de fixation conforme à l'invention, en vue agrandie, et en perspective,
Figure 3 est une vue en coupe, suivant la ligne III-III de la figure 1, également fortement agrandie.The invention will now be explained more precisely using an example of a roof illustrated with the figures, among which
FIG. 1 is a schematic overall view in perspective showing the different stages of the construction of a roof according to the method,
FIG. 2 is a view, on a larger scale, of a fixing plate according to the invention, in enlarged view, and in perspective,
Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 1, also greatly enlarged.

La figure 1 montre une charpente 1, de type classique, sur laquelle ont été posés des éléments porteurs formés de panneaux 2, disposés de façon à former une surface plane. Figure 1 shows a frame 1, of conventional type, on which have been placed load-bearing elements formed by panels 2, arranged so as to form a flat surface.

Ces panneaux, en bois, peuvent être remplacés par des hourdis calibrés, ou des tôles profilées, ou encore du béton, l'essentiel étant de former une surface bien plane, avec une précision de quelques millimètres. Des pièces d'arrêt 3, qui peuvent être constituées par des pièces de bois équarri, sont fixées de façon à s' opposer à toute tendance au glissement vers le bas du reste de la toiture.These wooden panels can be replaced by calibrated slabs, or profiled sheets, or even concrete, the main thing being to form a very flat surface, with an accuracy of a few millimeters. Stop pieces 3, which may consist of pieces of square timber, are fixed so as to oppose any tendency for the rest of the roof to slide downwards.

On dispose, sur la surface des panneaux 2, une quantité convenable d'adhésif, par exemple sous forme de lacets 4. A suitable quantity of adhesive is placed on the surface of the panels 2, for example in the form of laces 4.

Cet adhésif est du type adhérant à froid, et compatible avec les panneaux et plaques de verre cellulaire et avec la surface des éléments porteurs. I1 peut être aussi formé de bitume. Dans ce cas, le collage est fait à chaud. On pose alors sur l'élément porteur des panneaux de verre cellulaire 5, préalablement revêtus, sur leur face opposée à l'élément porteur, d'un revêtement thermosoudable, de type bitume, ou analogue. Les panneaux successifs sont mis en place en les serrant les uns contre les autres, par exemple en appliquant quelques coups de marteau 6 sur la tranche des panneaux, avec interposition d'une pièce de bois 7.This adhesive is of the cold adhering type, and compatible with cellular glass panels and plates and with the surface of the supporting elements. It can also be formed of bitumen. In this case, the bonding is done hot. Cellular glass panels 5, previously coated, on their face opposite the carrier element, are then placed on a carrier element with a heat-sealable coating, of the bitumen type, or the like. The successive panels are put in place by tightening them against each other, for example by applying a few hammer blows 6 on the edge of the panels, with the interposition of a piece of wood 7.

On applique alors une série de plaquettes 8, dont la forme va être exposée plus en détail en s'aidant de la figure 2, qui montre une plaquette 8 en position retournée. A series of plates 8 is then applied, the shape of which will be explained in more detail with the aid of FIG. 2, which shows a plate 8 in the inverted position.

La plaquette 8 comporte une partie principale 9 plane, de forme générale rectangulaire ou carrée, dont deux bords adjacents 10, 11 sont pliés à angle droit dans la même direction. L'extrémité 12 de chaque bord plié 10, 11 qui est à l'opposé de la partie principale 9 est biseautée, comme cela se voit le mieux à la figure 3, et elle présente une série de dents 13. En utilisation, la plaquette 8 est retournée par rapport à la disposition visible à la figure 2, si bien que, moyennant un effort assez faible, elle peut s'enfoncer dans le revêtement des panneaux de verre cellulaire 5, et s'ancrer solidement dans ces panneaux. Du fait que les deux bords pliés 10 et 11 sont à angle droit, elle oppose une résistance à peu près égale à tous les efforts tendant à la déplacer sur la surface du panneau de verre cellulaire 5, quelle que soit la direction de ces efforts.The plate 8 comprises a main flat part 9, of generally rectangular or square shape, two adjacent edges 10, 11 of which are folded at right angles in the same direction. The end 12 of each folded edge 10, 11 which is opposite to the main part 9 is bevelled, as can best be seen in FIG. 3, and it has a series of teeth 13. In use, the insert 8 is turned over with respect to the arrangement visible in FIG. 2, so that, with a fairly low effort, it can sink into the coating of the cellular glass panels 5, and anchor itself firmly in these panels. Because the two folded edges 10 and 11 are at right angles, it offers a resistance roughly equal to all the forces tending to move it on the surface of the cellular glass panel 5, whatever the direction of these forces.

Après avoir ancré les plaquettes 8 sur les panneaux de verre cellulaire 5, le long de lignes 16 parallèles à la pente et de lignes 17 perpendiculaires à la pente, on échauffe le revêtement thermofusible 14, par exemple à l'aide d'un chalumeau 18, de façon à le fondre et à obtenir une adhérence convenable des plaquettes 8 sur les panneaux 5. After anchoring the plates 8 on the cell glass panels 5, along lines 16 parallel to the slope and lines 17 perpendicular to the slope, the hot-melt coating 14 is heated, for example using a torch 18 , so as to melt it and obtain a suitable adhesion of the plates 8 on the panels 5.

Dans une opération ultérieure, on dépose sur les panneaux de verre cellulaire et les plaquettes, une membrane thermosoudable 20, par déroulage de bandes, dont les bords 21 sont ensuite soudés entre eux. Les plaquettes créent, sur la surface extérieure du bitume 20, de légères surépaisseurs 22, qui les rendent facilement repérables. On fixe alors aux plaquettes 8 des pattes d'attache 23, au moyen de vis ou rivets 24. Ces pattes d'attache servent à leur tour à fixer les tôles 25 du revêtement métallique, de façon classique. In a subsequent operation, a heat-sealable membrane 20 is deposited on the cell glass panels and the wafers, by unwinding strips, the edges 21 of which are then welded together. The plates create, on the exterior surface of the bitumen 20, slight extra thicknesses 22, which make them easily identifiable. Attachment tabs 23 are then fixed to the plates 8 by means of screws or rivets 24. These attachment tabs in turn serve to fix the sheets 25 of the metal coating, in a conventional manner.

Comme on peut le voir, la couche de plaque de verre cellulaire soutient à elle seule le support du revêtement métallique, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une liaison directe, au moyen de pièces métalliques par exemple, entre ce revêtement et l'élément porteur. As can be seen, the layer of cellular glass plate alone supports the support of the metal coating, without it being necessary to provide a direct connection, by means of metal parts for example, between this coating and the element carrier.

Dans une variante, utilisable au cas où la toiture risque de supporter des contraintes très importantes, on pourra remplacer les plaquettes par des éléments d'appui de plus grande surface, portant chacun plusieurs pattes d'attache, par exemple des bandes de longueur relativement grande, disposées selon les lignes parallèles 16 ou perpendiculaires 17 à la pente. Ces bandes seront ancrées dans la matière des plaques de verre cellulaire par un bord plié confectionné de manière analogue à un des bords 10, 11 des plaquettes décrites plus haut, ou par deux bords pliés parallèles. In a variant, which can be used in the event that the roof is liable to withstand very large stresses, the plates may be replaced by support elements of larger surface area, each carrying several attachment tabs, for example strips of relatively great length. , arranged in lines parallel 16 or perpendicular 17 to the slope. These strips will be anchored in the material of the cellular glass plates by a folded edge made analogously to one of the edges 10, 11 of the plates described above, or by two parallel folded edges.

Si on désire une robustesse encore accrue, on pourra relier ces éléments d'appui à la charpente par quelques tiges de fixation traversant les plaques de verre cellulaire pour venir s'ancrer soit dans l'élément porteur, soit dans des éléments de la charpente. Ces tiges de fixation, conçues pour s'opposer à un déplacement du revêtement métallique qui tendrait à l'écarter de la charpente, ne supportent, de toute façon, qu'une faible partie de contraintes subies par le revêtement métallique, la plus grande part de ces contraintes étant transmise à la couche de verre cellulaire. If a further increased robustness is desired, these support elements can be connected to the frame by a few fixing rods passing through the sheets of cellular glass to anchor themselves either in the support element or in elements of the frame. These fixing rods, designed to oppose a displacement of the metal covering which would tend to move it away from the frame, in any case only support a small part of the stresses undergone by the metal covering, most of it of these stresses being transmitted to the layer of cellular glass.

En particulier, pour des raisons d'isolation thermique, il est préférable que ces tiges de fixation soient de faible section. Elles présentent dans ce cas une faible résistance à la flexion. Les contraintes parallèles à la surface du toit sont alors presque totalement supportées par la couche de verre cellulaire. On a figuré en trait mixte, sous la référence 26, une telle tige de fixation à la figure 3. In particular, for reasons of thermal insulation, it is preferable that these fixing rods are of small section. In this case, they have a low resistance to bending. The stresses parallel to the roof surface are then almost completely supported by the layer of cellular glass. There has been shown in phantom, under the reference 26, such a fixing rod in FIG. 3.

Claims

1. Building wall of the type comprising a layer of insulating material having an internal face and an external face, and mounted, on the side of its internal face, on a carrier element (1, 2, 3) by first fixing means ( 4), and a waterproof covering formed of metal sheets (25), disposed on the external face of the layer of insulating material, and maintained by second fixing means, characterized in that

the second fixing means each comprise a rigid plate (8), bearing on the external face of the insulating layer and connected to the covering by a rigid fastener (23),

- And in that the mechanical and geometric characteristics of the layer of insulating material (5) and of the second fixing means are such that at least the major part of the stresses exerted on the waterproof coating are transmitted to the layer of material insulating and, through it to the carrier element.

2. Wall according to claim 1, characterized in that the plate carries a plurality of rigid fasteners (23) connected to the coating.

3. Wall according to claim 1 or 2, characterized in that

the layer of insulating material (15) is connected to the carrier element by first fixing means which do not pass through it, such as a bonding (4),

the dimensions of the plate are calculated so that the external stresses that the wall is capable of withstanding do not permanently deform the insulating material,

- Each plate is provided with an anchoring means (12) which penetrates into the insulating material without passing through it and opposes a relative displacement of the plate and of the insulating material under the effect of the stresses exerted on the waterproof coating.

4. Wall according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least some plates are connected to the support directly by rigid connecting means (26), which pass through the layer of insulating material, but are not suitable to transmit to the load-bearing element most of the constraints.

5. Wall according to one of claims 1 to 4, characterized in that a layer of sealing adhesive material, placed in the liquid or pasty state, such as bitumen (14), is interposed between the layer of insulating material and the metal covering, and in that said sealing adhesive material is also disposed between the plate (8) and the insulating material (5).

6. Wall according to claim 5, characterized in that an adhesive sealing-coating material is also disposed between the plate (8) and the metal coating (25).

7. Wall according to one of claims 1 to 6, characterized in that the plate (8) is made of metal sheet, and comprises an anchoring means (12) which comprises at least part of an edge of the plate folded at approximately right angles to penetrate the mass of the insulating material.

8. Wall according to claim 7, characterized in that the edge part of the plate which is part of the anchoring means ends in a serrated edge (13) calculated to facilitate its penetration into the insulating material.

9. Wall according to one of claims 7 or 8, characterized in that the anchoring means (12) of the plate is designed to oppose a sliding of the plate on the surface of the layer of insulating material in two angularly distinct directions.

10. Wall according to claim 9, characterized in that the anchoring means (12) comprises at least a portion of at least two edges of the plate forming an angle between them, folded at approximately right angles to penetrate into the mass of the insulating material.