FR2746829A1 - Thermally and acoustically insulated building wall - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à une paroi de bâtiment à isolation thermique et isolement acoustique. The present invention relates to a building wall with thermal insulation and acoustic insulation.
I1 existe un grand nombre de parois de bâtiment pourvues de moyens d'isolation thermique. On connait aussi des parois de bâtiment comportant des moyens d'absorption phonique. On connait également des parois de bâtiment comportant à la fois des moyens d'isolation thermique, et des moyens d'absorption phonique. De telles parois comprennent, par exemple, successivement un ensemble support formé de tôles perforées et nervurées avec des moyens d'absorption des sons, comme des couches de matériaux fibreux non liés entre eux, ou liés de façon à former des blocs de faible densité. La matière d'absorption phonique constitue de toute façon un ensemble à faible densité, et à porosité largement ouverte. Les ondes sonores qui traversent les perforations des tôles pénètrent dans cette matière, où le son est absorbé par des réflections multiples. There are a large number of building walls provided with thermal insulation means. Building walls are also known comprising sound absorption means. Building walls are also known comprising both thermal insulation means and sound absorption means. Such walls comprise, for example, successively a support assembly formed of perforated and ribbed sheets with sound absorption means, such as layers of fibrous materials not linked to one another, or linked so as to form low density blocks. In any case, the sound absorption material constitutes an assembly with low density, and with a largely open porosity. The sound waves which pass through the perforations of the sheets penetrate this material, where the sound is absorbed by multiple reflections.
La paroi comporte ensuite une couche d'isolation thermique formée de matière fibreuse isolée des tôles perforées et de la matière d'absorption acoustique par l'intermédiaire d'un pare-vapeur. La couche d'isolation thermique peut également être constituée par une mousse, de préférence à pores fermés. Un revêtement de finition, formant habituellement une couche imperméable, termine la paroi. The wall then comprises a thermal insulation layer formed of fibrous material isolated from the perforated sheets and the sound absorption material by means of a vapor barrier. The thermal insulation layer can also consist of a foam, preferably with closed pores. A topcoat, usually forming an impermeable layer, completes the wall.
De telles parois sont fréquemment utilisées lorsqu'il s'agit de protéger les personnes situées à l'intérieur d'un local à la fois contre le passage d'énergie thermique à travers la paroi et contre les bruits émis à l'intérieur du même local, par absorption de ces bruits. Such walls are frequently used when it comes to protecting people inside a room both against the passage of thermal energy through the wall and against the noises emitted inside the same. local, by absorption of these noises.
Lorsqu'il est question de protéger les personnes se trouvant dans un local contre des émissions sonores provenant de l'extérieur de ce local, ou bien d'éviter le passage vers l'extérieur des bruits émis à l'intérieur d'un local, on parle dans ces cas "d'isolement acoustique", une telle paroi peut se révèler d'une efficacité insuffisante. When it is a question of protecting people in a room against sound emissions coming from outside this room, or of preventing the passage to the outside of noises emitted inside a room, in these cases we speak of "acoustic insulation", such a wall may prove to be insufficiently efficient.
La cause en est attribuée au fait que l'ensemble de la paroi, à part éventuellement l'ensemble support, est formé de matériaux de faible densité, qui peuvent ne pas avoir une efficacité suffisante pour arrêter les sons qui pourraient traverser la paroi.The cause is attributed to the fact that the entire wall, apart from possibly the support assembly, is made of low density materials, which may not be sufficiently effective to stop sounds that might pass through the wall.
On peut considérer que la paroi comporte une couche d'isolement acoustique, constituée principalement par les moyens d'absorption phonique, mais que celle-ci est insuffisante, parce que les exigences concernant l'isolement acoustique et l'absorption phonique sont contradictoires en ce qui concerne la densité. It can be considered that the wall has an acoustic insulation layer, consisting mainly of the sound absorption means, but that this is insufficient, because the requirements concerning sound insulation and sound absorption are contradictory in this respect. which concerns density.
La présente invention a pour but de fournir une paroi qui fournisse à la fois une isolation thermique et un isolement acoustique, tout en étant d'obtention simple, et de prix de revient peu élevé. The object of the present invention is to provide a wall which provides both thermal insulation and acoustic insulation, while being simple to obtain, and of low cost price.
Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit une paroi de bâtiment comprenant - un ensemble support comportant une série d'éléments rigides, qui peuvent être soutenus par une structure porteuse, ou constituer eux-mêmes cette structure porteuse - une couche d'isolement acoustique supportée par l'ensemble support et/ou la structure porteuse, et - une couche d'isolation thermique placée entre les éléments rigides de l'ensemble support et la couche d'isolation acoustique, cette paroi ayant pour particularité que la couche d'isolement acoustique est constituée de panneaux de matière rigide ayant une densité d'au moins 350 Kg/m3, ces panneaux étant disposés de façon jointive entre l'ensemble support et la couche d'isolation thermique. To obtain this result, the invention provides a building wall comprising - a support assembly comprising a series of rigid elements, which can be supported by a supporting structure, or themselves constitute this supporting structure - an acoustic insulation layer supported by the support assembly and / or the supporting structure, and - a thermal insulation layer placed between the rigid elements of the support assembly and the sound insulation layer, this wall having the particularity that the insulation layer acoustic consists of panels of rigid material having a density of at least 350 Kg / m3, these panels being disposed contiguously between the support assembly and the thermal insulation layer.
De préférence, les panneaux sont constitués de panneaux de plâtre renforcé de fibres. Preferably, the panels are made of fiber reinforced plaster panels.
On connait maintenant des panneaux de plâtre renforcé de fibres, en particulier de fibres cellulosiques, qui présentent une masse volumique de 800 à 1600 Kg/m3, et qui procurent des affaiblissements acoustiques de l'ordre de trente décibels pour des épaisseurs de seulement 10 mm. De tels panneaux de plâtre renforcé de fibres présentent une résistance mécanique intéressante, qui permet de les manipuler sans précaution particulière. Lors d'un changement hydrométrique, ils présentent de faibles variations dimensionnelles, inférieures à lmm par mètre lorsque le taux d'humidité dans l'atmosphère passe de 40 à 90%, et, après séchage, ils retrouvent leurs caractéristiques physiques antérieures. We now know plaster panels reinforced with fibers, in particular cellulose fibers, which have a density of 800 to 1600 kg / m3, and which provide sound attenuations of the order of thirty decibels for thicknesses of only 10 mm. . Such fiber-reinforced plaster panels have an advantageous mechanical strength, which allows them to be handled without any particular precaution. During a hydrometric change, they show small dimensional variations, less than 1mm per meter when the humidity level in the atmosphere goes from 40 to 90%, and, after drying, they return to their previous physical characteristics.
L'utilisation, pour constituer la paroi, de panneaux de forte densité, et en particulier de panneaux de plâtre renforcé de fibres, entre l'ensemble support et les moyens d'isolation thermique, conformément à l'invention, permet une amélioration importante de l'isolement acoustique, pour une faible augmentation de l'épaisseur totale de la paroi. The use, to constitute the wall, of high density panels, and in particular of fiber-reinforced plaster panels, between the support assembly and the thermal insulation means, in accordance with the invention, allows a significant improvement in sound insulation, for a small increase in the total thickness of the wall.
Si la paroi selon 1 invention est destinée à constituer une paroi extérieure de bâtiment, elle comprend normalement un revêtement de finition protecteur, étanche, disposé sur la face de la couche d'isolation thermique qui est à l'opposé de l'ensemble support. Les moyens d'isolation thermique peuvent être constitués, de façon traditionnelle, d'une couche de matière fibreuse en panneaux, ou provenant du déroulage de rouleaux ou encore constituant un feutre. If the wall according to the invention is intended to constitute an exterior wall of a building, it normally comprises a protective, impervious finishing coating disposed on the face of the thermal insulation layer which is opposite the support assembly. The thermal insulation means can be constituted, in the traditional way, of a layer of fibrous material in panels, or coming from the unwinding of rolls or else constituting a felt.
Ils peuvent aussi être constitués de panneaux de mousse.They can also be made of foam panels.
Dans ce cas, si les moyens d'isolement acoustique sont en un matériau à bonne tenue à l'humidité, comme le plâtre renforcé de fibres, un pare-vapeur destiné à protéger les moyens d'isolation thermique est avantageusement placé entre les panneaux de plâtre renforcé de fibres et la couche d'isolation thermique.In this case, if the sound insulation means are made of a material with good resistance to humidity, such as fiber-reinforced plaster, a vapor barrier intended to protect the thermal insulation means is advantageously placed between the panels. fiber-reinforced plaster and thermal insulation layer.
On pourra aussi placer le pare-vapeur entre l'ensemble support et les moyens d'isolement acoustique. Cette solution est cependant moins intéressante, car elle prive le mur d'une partie des possibilités d'absorption phonique qui sont fournies par les moyens d'isolement acoustique comme un panneau de plâtre renforcé de fibres en plus de ses propriétés d'isolement acoustique. Elle est cependant à utiliser si la résistance à l'humidité des moyens d'isolement acoustique est jugée insuffisante, compte-tenu des contraintes hygrométriques prévues. The vapor barrier can also be placed between the support assembly and the sound insulation means. This solution is however less advantageous, because it deprives the wall of part of the sound absorption possibilities which are provided by sound insulation means such as a plasterboard reinforced with fibers in addition to its sound insulation properties. However, it should be used if the resistance to humidity of the acoustic insulation means is deemed insufficient, taking into account the expected hygrometric constraints.
L'ensemble support peut être formé de tôles continues, ou d'autres éléments, jointifs ou non. Rien ne s'oppose à ce qu'il soit formé de tôles perforées, nervurées ou non, garnies intérieurement, c'est-à-dire du côté des panneaux de plâtre renforcé de fibres, avec des matières d'absorption phonique, placées en couche continue, et/ou en éléments disposés au fond de nervures des tôles. The support assembly can be formed of continuous sheets, or other elements, contiguous or not. Nothing prevents it being formed of perforated sheets, ribbed or not, lined internally, that is to say on the side of the plaster panels reinforced with fibers, with sound absorption materials, placed in continuous layer, and / or in elements arranged at the bottom of the ribs of the sheets.
Suivant une réalisation intéressante, la couche d'isolation thermique est formée de plateaux ou plaques de verre cellulaire, disposés de façon jointive. I1 est connu que le verre cellulaire constitue par lui-même un parevapeur, à condition simplement d'un jointoyage correct entre les panneaux ou plaques. According to an interesting embodiment, the thermal insulation layer is formed of trays or plates of cellular glass, arranged contiguously. I1 is known that cellular glass itself constitutes a vapor barrier, simply on condition of correct jointing between the panels or plates.
La conjugaison du verre cellulaire avec une matière d'isolement acoustique à bonne résistance à l'humidité procure en conséquence une paroi de construction très simplifiée, par la suppression du pare-vapeur, mais cependant très efficace aussi bien thermiquement qutacoustiquement. The combination of cellular glass with an acoustic insulation material with good resistance to humidity consequently provides a wall of very simplified construction, by eliminating the vapor barrier, but nevertheless very effective both thermally and acoustically.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise à l'aide d'exemples pratiques, illustrés avec les dessins, parmi lesquels
Figure 1 est une coupe transversale d'une paroi de bâtiment comportant un ensemble support formé de tôles métalliques, et
Figure 2 est une coupe analogue dans laquelle l'ensemble support est formé de panneaux de bois.The invention will now be described more precisely with the aid of practical examples, illustrated with the drawings, among which
Figure 1 is a cross section of a building wall comprising a support assembly formed of metal sheets, and
Figure 2 is a similar section in which the support assembly is formed of wood panels.
La figure 1 montre, en vue de dessous, une toiture de bâtiment qui comprend, de bas en haut, un ensemble support formé de profilés métalliques 1, nervurés et profilés, soutenus par une charpente porteuse, non représentée. Figure 1 shows, in view from below, a building roof which comprises, from bottom to top, a support assembly formed of metal sections 1, ribbed and sections, supported by a load-bearing frame, not shown.
Des fibres d'absorption phonique 2 sont disposées dans les nervures, et une couche supplémentaire d'absorption phonique 3 recouvre l'ensemble des profilés 1. Sur la couche 3 est placée une couche d'isolement acoustique, formée de plaques 4, 4A, 4B constituées de plaques de plâtre renforcé de fibres de cellulose, qu'on peut trouver dans le commerce. Sound absorption fibers 2 are arranged in the ribs, and an additional sound absorption layer 3 covers all of the profiles 1. On layer 3 is placed an acoustic insulation layer, formed of plates 4, 4A, 4B made of plasterboard reinforced with cellulose fibers, which can be found on the market.
Ces plaques ont une épaisseur, dans le cas représenté, de lOmm, et leurs caractéristiques sont les suivantes
Masse volumique = 1200 Kg/m3
Résistance à la flexion > 5,5 N/mm2
Module d'élasticité > 3000 N/mm2
Cohésion > 0,15 N/mm2
Conductibilité thermique : 0,36 W/m. K
Perméance vapeur d'eau (g/m2.h.mm.Hg): 0,51
Facteur de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau : 11
Variation dimensionnelle lors d'un changement d'hygrométrie à 20"C : 0,5 à 0,7 mm/m (entre 40 et 90% HR)
Affaiblissement acoustique (panneau seul) : bruit route 31 dB(A)
Résistance superficielle : sous une énergie de 2,5J.These plates have a thickness, in the case shown, of lOmm, and their characteristics are as follows
Density = 1200 Kg / m3
Flexural strength> 5.5 N / mm2
Modulus of elasticity> 3000 N / mm2
Cohesion> 0.15 N / mm2
Thermal conductivity: 0.36 W / m. K
Water vapor permeance (g / m2.h.mm.Hg): 0.51
Water vapor diffusion resistance factor: 11
Dimensional variation during a change of hygrometry at 20 "C: 0.5 to 0.7 mm / m (between 40 and 90% RH)
Sound reduction (panel only): road noise 31 dB (A)
Surface resistance: under an energy of 2.5J.
l'empreinte laissée par une bille d'acier est de 9 à 11 mm.the imprint left by a steel ball is 9 to 11 mm.
Ces plaques ont la composition suivante plâtre 80% en poids fibre cellulosique 20% en poids. These plates have the following composition plaster 80% by weight cellulosic fiber 20% by weight.
De telles plaques sont souvent commercialisées pour l'isolement acoustique de zones particulières d'un local, par exemple pour constituer des séparations fixes ou mobiles entre des aires de travail. Dans ce cas, les plaques présentent une face destinée à être vue qui a subi une préparation spéciale, consistant par exemple en une injection à haute pression d'une résine silicone, suivie d'un ponçage. Une telle préparation est ici inutile, et même désavantageuse, car elle réduit les possibilités supplémentaires d'absorption phonique, qui s'ajoutent aux propriétés d'isolement acoustique pour diminuer le niveau sonore du local protégé. Such plates are often marketed for the sound insulation of particular areas of a room, for example to constitute fixed or mobile partitions between work areas. In this case, the plates have a face intended to be seen which has undergone a special preparation, consisting for example of a high pressure injection of a silicone resin, followed by sanding. Such a preparation is unnecessary here, and even disadvantageous, because it reduces the additional possibilities of sound absorption, which are added to the sound insulation properties to reduce the sound level of the protected room.
Sur les plaques 4, 4A, 4B sont collées au bitume des plaques de verre cellulaire 5, 5A, 5B commercialisées sous le nom "FOAMGLAS" par la société PITTSBURGH CORNING FRANCE. Cellular glass plates 5, 5A, 5B sold under the name “FOAMGLAS” by the company PITTSBURGH CORNING FRANCE are bonded to the plates 4, 4A, 4B with bitumen.
Ces plaques de verre cellulaire ont les caractéristiques suivantes
Masse volumique : 120 Kg/m3
Résistance à la flexion : 0,4 N/mm2
Résistance à la compression : 0,7 N/mm2
Conductivité thermique : 0,04 W/m. K
Absorption d'eau : nulle
Hygroscopicité : nulle
Capillarité : nulle
Résistance à la diffusion de vapeur d'eau : infinie
Les plaques de verre cellulaire sont disposées côte à côte, avec enduction de bitume sur leurs chants et leurs faces supérieures. Elles constituent la couche d'isolation thermique.These cellular glass plates have the following characteristics
Density: 120 Kg / m3
Flexural strength: 0.4 N / mm2
Compressive strength: 0.7 N / mm2
Thermal conductivity: 0.04 W / m. K
Water absorption: zero
Hygroscopicity: none
Capillarity: zero
Resistance to water vapor diffusion: infinite
Cellular glass plates are placed side by side, with bitumen coating on their edges and upper faces. They constitute the thermal insulation layer.
Sur la face supérieure des plaques de FOAMGLAS repose un revêtement de finition 6 constitué ici de feuilles de matériau de protection et d'étanchéité soudées entre elles, et collées sur les plaques de FOAMGLAS par le bitume mentionné plus haut. On the upper face of the FOAMGLAS plates rests a finishing coating 6 consisting here of sheets of protective and waterproofing material welded together, and glued to the FOAMGLAS plates by the bitumen mentioned above.
On observera que les caractéristiques mécaniques des plaques de plâtre renforcé de fibres et des plaques de
FOAMGLAS sont telles qu'il n'est pas besoin de prévoir des moyens de fixation particuliers pour les relier entre elles, ou pour maintenir la couche de finition. I1 n'y a donc pas de pièce métallique qui les traverse, et qui pourrait créer des ponts thermiques et/ou des moyens de transmission du bruit.It will be observed that the mechanical characteristics of the fiber reinforced plasterboards and the
FOAMGLAS are such that there is no need to provide special fixing means to connect them together, or to maintain the topcoat. There is therefore no metal part which passes through them, and which could create thermal bridges and / or noise transmission means.
On observera également que l'étanchéité à l'eau et à la vapeur d'eau du FOAMGLAS permet de se dispenser de prévoir un pare-vapeur, à condition bien entendu qu'il y ait un jointoiement correct entre les chants des plaques 5, 5A, 5B adjacentes. It will also be observed that the water and vapor tightness of FOAMGLAS eliminates the need to provide a vapor barrier, provided of course that there is a correct joint between the edges of the plates 5, 5A, 5B adjacent.
La figure 2 représente une autre paroi de bâtiment, réalisée suivant une technique plus traditionnelle. FIG. 2 represents another building wall, produced according to a more traditional technique.
L'ensemble support est ici formé d'une série de panneaux de bois lamellé 11, 11A, 11B, llC, disposés côte à côte. Sur les panneaux de bois est disposée directement une série de panneaux "FERMACELL" 12, 12A, 12B, analogues à ceux de la figure 1. Sur cette couche de panneaux de FERMACELL est prévu un pare-vapeur 13, formé de feuilles de matériau étanche. Sur le pare-vapeur, il est prévu une couche d'isolation thermique 14 formée de fibres minérales. Cellesci peuvent être remplacées par une mousse. Sur la couche d'isolation thermique 14 est fixée un revêtement de finition 15 analogue au revêtement de finition 6 de la figure 1.The support assembly is here formed of a series of laminated wood panels 11, 11A, 11B, llC, arranged side by side. A series of "FERMACELL" panels 12, 12A, 12B, similar to those in FIG. 1. On this layer of FERMACELL panels is placed a vapor barrier 13, formed of sheets of waterproof material, directly on the wooden panels. . On the vapor barrier, there is provided a thermal insulation layer 14 formed of mineral fibers. These can be replaced by a foam. On the thermal insulation layer 14 is fixed a finishing coating 15 similar to the finishing coating 6 of FIG. 1.
I1 est clair que la toiture de la figure 2 présente des propriétés d'absorption phonique bien inférieures à celles de la figure 1. La différence de prix entre les deux réalisations dépend du prix des matières premières de départ, compte-tenu du fait que dans le cas de la figure 2, il faudra prévoir des moyens de soutien de la couche de finition 15, et, de plus, réaliser un pare-vapeur 13. En revanche, les panneaux de bois 11, llA, llB, llC peuvent avoir un aspect décoratif qui ne pourra être atteint, dans le cas de la figure 1, qu'au moyen d'un faux-plafond. I1 is clear that the roof of Figure 2 has sound absorption properties much lower than those of Figure 1. The price difference between the two embodiments depends on the price of the starting raw materials, given the fact that in in the case of FIG. 2, it will be necessary to provide means for supporting the finishing layer 15, and, in addition, to produce a vapor barrier 13. On the other hand, the wooden panels 11, llA, llB, llC may have a decorative aspect which can only be achieved, in the case of FIG. 1, by means of a false ceiling.
Bien entendu, les éléments d'une des figures peuvent être remplacés par des éléments analogues pris dans l'autre figure, sans sortir de l'invention. Of course, the elements of one of the figures can be replaced by similar elements taken from the other figure, without departing from the invention.
On notera aussi que, dans le cas de fortes variations hygrométriques, un pare-vapeur peut être prévu entre l'ensemble support et les moyens d'isolement acoustique, au prix d'une réduction du pouvoir d'absorption phonique de la paroi au cas où on utilise un ensemble support formé de tôles perforées ou d'éléments non jointifs. It will also be noted that, in the case of strong hygrometric variations, a vapor barrier can be provided between the support assembly and the sound insulation means, at the cost of a reduction in the sound absorption power of the wall in the case of where a support assembly formed of perforated sheets or non-contiguous elements is used.
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-
1996
- 1996-03-28 FR FR9603889A patent/FR2746829B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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