FR2753469A1

FR2753469A1 - Thermal insulation building structure between partitions

Info

Publication number: FR2753469A1
Application number: FR9611380A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-03-20
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: FR2753469B1

Abstract

The structure comprises micro-pillars (7) which pass through insulating material and which transmit forces from one partition to the other. The number of micro-pillars per square metre is determined by the load and the degree of thermal insulation required. The micro-pillars are truncated cones with the smaller end at the bottom. They are always made of concrete. A slab of reinforced concrete (3) protecting a layer of insulation is placed on a load bearing structure. The slab is made of prefabricated slabs (4) with a layer of insulation (6) and can be handled manually. Each slab has a minimum of one micro pillar and a number of slabs are joined together by a network of joints (8) filled with concrete and reinforced.

Description

la présente invention conçerne l'isolation thermique des structures courantes,et est utilisable dans la construction neuve ou ançienne.the present invention designs the thermal insulation of current structures, and can be used in new or old construction.

les matériaux d'isolation thermique dont la conductivité utile se situe entre 0,04 et Q,G6 W/m2.cO sont très légers,assez fragiles et déformables;cerfains d'entre eux sont combustibles;cette vulnérabilité aux agressions,acçidentelles ou autres,impose de leur adjoindre une protection efficaçe,adaptée à chaque mise en oeuvre. Pour les ouvrages verticaux,tels que les murs en élévation, il est bien connu et pratiqué de plaçer l'isolant fragile et (ou) combustible en sandwich, entre deux parois étanches et résistantes,qui en assurent la protection et en garantissent la durabilité; ces parois sont des maçonneries traditionnelles ou des éléments préfabriqués;on utilise également des plaques minçes inconbustibles et dans certains cas,des enduits renforçés par une armature.thermal insulation materials with a useful conductivity between 0.04 and Q, G6 W / m2.cO are very light, fairly fragile and deformable; some of them are combustible; this vulnerability to attack, accidental or otherwise , requires them to add an effective protection, adapted to each implementation. For vertical structures, such as elevated walls, it is well known and practiced to place the fragile and / or combustible insulation in sandwich, between two watertight and resistant walls, which ensure its protection and guarantee its durability; these walls are traditional masonry or prefabricated elements; non-combustible thin plates are also used and in some cases, plaster reinforced by a reinforcement.

pour isoler les toitures et les combles,on connait et on pratique de nombreux proçédés,traditionnels ou industrialisés,destinés à maintenir l'isolant dans la position souhaitée,et de le protéger contre les dégradations, notamment du feu quand la nature de l'isolant 1' exige,au moyen de plaques minçes et résistantes, solidaires de la structure du comble.to insulate roofs and roof spaces, we know and we practice many processes, traditional or industrialized, intended to maintain the insulation in the desired position, and to protect it against degradations, in particular of fire when the nature of the insulation 1 'requires, by means of thin and resistant plates, integral with the roof structure.

Aucune de ces utilisations ne néçessite de l'isolant qu'il présente une particulière,voire forte résistance mécanique en compression,en traction ou au çisaillement,pour la raison que dans ces différents emplois,il ne subira que les contraintes générées par son poids propre,qui est très faible,ou par des déformations limitées,dues à la mise en oeuvre.None of these uses requires the insulator that it has a particular, or even strong mechanical resistance in compression, in tension or in shearing, for the reason that in these different jobs, it will only undergo the stresses generated by its own weight , which is very small, or by limited deformations, due to the implementation.

I1 n'en est pas de même quand ce matériau d'isolation, présenté habituellement sous la forme de panneaux d'épaisseur rarement inférieure à 40 mm,est inséré,ou plaçé en sandwich entre deux éléments de construction rigides et lourds, tels que à titre d'exemple,un plancher d'étage et une dalle minçe en béton armé, dite "indépendante",dont l'utilité est de protéger l'isolant,tout en répartissant, grâce à son armature, les charges qui lui sont appliquées. It is not the same when this insulation material, usually presented in the form of panels of thickness rarely less than 40 mm, is inserted, or sandwiched between two rigid and heavy construction elements, such as by way of example, a first floor and a reinforced concrete slab, called "independent", the purpose of which is to protect the insulation, while distributing, thanks to its reinforcement, the loads applied to it.

Dans nctre exemple, l'isolant va en effet supporter seul le poids de la dalle indépendante de 5 cm d'épaisseur,auquel s'ajoute çelui du revêtement de sol et de sa chape,des cloisons de distribution, sans oublier les solliçitations dynamiques répétitivrs dues à la circulation des usa & ers,charges variant ,selon la destination des locaux, entre I50 et 400 Kg par m2,voire d'avantage.In our example, the insulation will in fact support the weight of the independent slab 5 cm thick, to which is added the floor covering and its screed, distribution partitions, without forgetting the repetitive dynamic stresses due to traffic in the USA, loads varying, depending on the destination of the premises, between 150 and 400 kg per m2, or even more.

Cet ensemble important de charges est imposé directement à l'isolant inséré entre la structure porteuse - dans notre exemple un plancher dalle pleine en béton arméet la dalle indépendante de protection et de répartition des charges; cet isolant ainsi plaçé en sandwich doit assurer deux fonctiens : l'isclation thermique de la dalle pleine,ou structure porteuse,et aussi constituer un support ferme et permanent pour la totalité des charges qui lui sont appliquées; on devra donc impérati vement utiliser un matériau isolant dont la déformation sous charge sera faible, ou pratiquement nulle,coame par exemple un plastique alvéolaire moulé de masse volumique au moins égale à 25 Kg par mètre cube.Il tombe sous le sens qu'un iso layent présentant cette masse volumique,qui lui permet d'allier une conductivité thermique très faible à une résistance mécanique en compression de l'ordre de
I,2 bar, va néçessairement coûter plus cher qu'un simple isolant de masse volumique de l'ordre de,par exemple,9 Kg par mètre cube,qui aura en conséquence une résistance en compression très inférieure.This large set of loads is imposed directly on the insulation inserted between the supporting structure - in our example a solid slab floor in reinforced concrete and the independent slab for protection and load distribution; this insulator thus placed in a sandwich must ensure two functions: the thermal isolation of the full slab, or supporting structure, and also constitute a firm and permanent support for all the loads which are applied to it; it is therefore imperative to use an insulating material whose deformation under load will be low, or practically zero, such as molded cellular plastic with a density of at least 25 Kg per cubic meter. layent having this density, which allows it to combine a very low thermal conductivity with a mechanical resistance in compression of the order of
I, 2 bar, will necessarily cost more than a simple density insulator of the order of, for example, 9 Kg per cubic meter, which will consequently have a much lower compressive strength.

partant de cette observation, la présente invention,par les dispositions constructives qu'elle décrit et revendique,permet d'utiliser,pour les isolations insérées entre deux parois rigides et lourdes,de simples isolants offrant l'avantage d'être moins coûteux,mais que leur insuffisante résistance en compression ferait normalement écarter de ce type de réalisation.starting from this observation, the present invention, by the constructive provisions which it describes and claims, makes it possible to use, for the insulations inserted between two rigid and heavy walls, simple insulators offering the advantage of being less expensive, but that their insufficient compressive strength would normally rule out this type of achievement.

Ces dispositions constructives effectuées selon 1' invention, ont pour résultat de transmettre ou de transférer directement à la structure porteuse la totalité des efforts,prinçipalement verticaux mais qui peuvent, sans sortir du cadre de la présente invention,être horizontaux ou obliques; cette transmission ou transfert direct de l'effort,quelqu'en soit le sens ou la direction,est opérée au moyen d'un certain nombre de micro-piliers selon l'invention,qui ont une forte résistance mécanique unitaire et une section très réduite,pour limiter l'influence des ponts thermiques qu'ils génèrent inévitablement. Ces micro-piliers transmettent ou transfèrent,comme on l'a dit, la totalité des efforts d'une paroi lourde à l'autre,et de ce fait déchargent entièrement 1' isolant,qui n est plus aucunement solliçite en compression. Ainsijla présence des micro-piliers selon l'invention garantit absolument la conservation et la pérennité du volume occupe par l'isolant entre les parois rigides et lourdes, et cela pour une durée égale à celle de l'ouvrage.These constructive arrangements carried out according to the invention have the result of transmitting or transferring directly to the support structure all the forces, mainly vertical but which may, without departing from the scope of the present invention, be horizontal or oblique; this direct transmission or transfer of the force, whatever the direction or direction, is effected by means of a certain number of micro-pillars according to the invention, which have a strong unitary mechanical resistance and a very reduced section , to limit the influence of the thermal bridges they inevitably generate. These micro-pillars transmit or transfer, as has been said, the totality of the forces from one heavy wall to the other, and therefore fully discharge the insulator, which is no longer in any way stressed in compression. Thus, the presence of the micro-pillars according to the invention absolutely guarantees the conservation and durability of the volume occupied by the insulation between the rigid and heavy walls, and this for a period equal to that of the structure.

parce qu'ils relient directement, dans notre exemple de la page I, la dalle indépendante à la structure porteuse,les micro-piliers communiquent à çelle-çi, en mê- me temps que les solliçitations transmises ou transférées, des flux caloriques ponctuels dont 11 addition produit,comme nous l'avons évoqué,une perte globale de chaleur dont il est utile d'évaluer l'importance. L'inçidence de cette déperdition sur l'ensemble de l'ouvrage peut être calculée avec la formule de l'article 2.23 du D.T.U.Th K. Dans les hypothèses courantes d'agplicatiorode la présente invention,cette formule montre que la présence de micro-piliers en béton ordinai re,générant des ponts thermiques ponctuels,conduit à une perte de chaleur de l'or- d-e de 5 4, perte qu'on peut négliger, ou façilement compenser Quand les micropiliers sont constitués d'un matériau dont la conductivité est inférieure à celle du béton ordinaire,et la résistance méca.iopae suffisante pour les efforts à transférer ou transmettre, on arrive aisément à une déperdition globale de Tordre de
I d: à 2 40. la figure I représente, pour bien définir le problème résolu par la présente invention, un ouvrage classique et ccnnu,qui est la réalisation, sur une structure porteuse (I) quelconque,d' une isolation thermique (2) rapportée et pro tétée par une dalle indépendante (3) armée.because they directly link, in our example on page I, the independent slab to the load-bearing structure, the micro-pillars communicate to it, at the same time as the stresses transmitted or transferred, punctual caloric flows including The addition produces, as we have mentioned, an overall loss of heat, the importance of which is useful to assess. The incidence of this loss on the entire structure can be calculated with the formula in article 2.23 of DTUTh K. In the current hypotheses of aggricatiorode the present invention, this formula shows that the presence of micro-pillars in ordinary concrete, generating punctual thermal bridges, leads to a heat loss of the order of 5 4, a loss that can be neglected, or easily compensated When the micro-pillars are made of a material whose conductivity is lower than that of ordinary concrete, and the mechanical strength sufficient for the forces to be transferred or transmitted, one easily arrives at an overall loss of the order of
I d: at 2 40. FIG. I represents, in order to define the problem solved by the present invention, a conventional and common work, which is the realization, on any load-bearing structure (I), of thermal insulation (2 ) reported and protected by an independent armed slab (3).

la figure 2 représente l'élément prinçipal du premier mode préférentiel de réalisation de l'inventicn,mode façilitant,par la préfabrication,l'éxécution d'une isola tlon thermique protégée,rapportée sur une structure porteuse (I) ,ouvrage représenté,dans sa version classique et connue,par la figure I
Cet élément prinçipal du premier et préférentiel mode de réalisation de l'inven tiop représenté par la figure 2, est un ensemble composé d'une dallette (4),solidaire d'une embase isolante (6); la dallette (4) est de préférence rectangulaire et constituée de béton ordinaire, ses dimensions permettent, toujours de préférence,une mise en oeuvre manuelle et ses faces verticales comportent des gorges (5), de préférence horizontales,continues et de section demi-circulaire. L'embase isolante (6) est une plaque de quelques cm d'épaisseur, faite d'un matériau à très faible conductivité thermique, elle comporte au moins un micro-pilier (7) selon l'invention. Le micro-pilier (7) a, de préférence, la forme d'un tronc de cône posé sur sa petite base, il est de préférence fait de béton ordinaire,mais d'autres matériaux ou corps sont utilisables et prévus dès qu'ils concourrent au but recherché selon l'invention, qui est de transmettre ou de transférer un maximum d'effort au prix d'une perte de chaleur la plus réduite possible.FIG. 2 represents the main element of the first preferred embodiment of the invention, a method which facilitates, by prefabrication, the execution of a protected thermal insulation, attached to a support structure (I), work shown, in its classic and known version, by figure I
This main element of the first and preferential embodiment of the invention tiop represented by FIG. 2, is an assembly composed of a slab (4), integral with an insulating base (6); the slab (4) is preferably rectangular and made of ordinary concrete, its dimensions allow, always preferably, a manual implementation and its vertical faces include grooves (5), preferably horizontal, continuous and of semi-circular section . The insulating base (6) is a plate a few cm thick, made of a material with very low thermal conductivity, it comprises at least one micro-pillar (7) according to the invention. The micro-pillar (7) preferably has the shape of a truncated cone placed on its small base, it is preferably made of ordinary concrete, but other materials or bodies can be used and provided as soon as they contribute to the aim sought after according to the invention, which is to transmit or transfer a maximum of effort at the cost of the lowest possible heat loss.

L'embase isolante (6) a sensiblement la même forme que la dallette (4),mais avec une surface un peu supérieure; cet écart dimenSionnel crée un réseau croisé de joints (8) entre les dallettes (4),quand celles-çi, solidaires de leurs embases isolantes (6)sont disposées jointivement sur la structure porteuse (I) à isoler.The insulating base (6) has substantially the same shape as the slab (4), but with a slightly larger surface; this dimensional deviation creates a crossed network of joints (8) between the slabs (4), when these, integral with their insulating bases (6) are placed contiguously on the supporting structure (I) to be insulated.

Dans ces joints (8) croisés, séparant et enserrant àla fois les dallettes (4), on dispose une armature pour béton armé, et on finit l'ouvrage en les remplissant complètement avec du béton fin de consistance plastique.In these crossed joints (8), separating and enclosing both the slabs (4), there is a reinforcement for reinforced concrete, and the work is finished by completely filling them with fine concrete of plastic consistency.

Les gorges (5) ménagées dans les façes verticales des dalle t tes (4) ont pour utilité de claveter le réseau de joints (8) en béton armé ainsi constitué, ceçi permet de considérer l'ensemble des dallettes (4) et des joints (S! armés comme une dalle indépendante (7) pratiquement monolithique.The grooves (5) formed in the vertical faces of the slabs (4) have the utility of keying the network of joints (8) in reinforced concrete thus formed, this makes it possible to consider all of the slabs (4) and joints (S! Armed like an independent slab (7) practically monolithic.

La figure 3 représente, en perspective et en coupe, un tel ensemble en cours de réalisation; en plus des avantages liés au prinçipe même de l'invention, et déja énonçés,ce premier mode de réalisation offre l'intérèt de réduire le temps d'éxécution des ouvrages, et permet aussi d'en confier la mise en oeuvre à du personnel non spéçialisé, sans que cela influence la qualité de l'isolation obtenue, pas plus que celle de la protection réalisée.Figure 3 shows, in perspective and in section, such an assembly in progress; in addition to the advantages linked to the very principle of the invention, and already stated, this first embodiment offers the advantage of reducing the execution time of the works, and also makes it possible to entrust the implementation thereof to personnel not specialized, without this influencing the quality of the insulation obtained, no more than that of the protection provided.

la figure 4 représente un second et non linitStif mode de réalisation de la présente invention : Sur une structure porteuse (I) que l'on veut isoler, cn dispose jointivement des panneaux isolants (c) oui sont équipés au préalable d'un certain nombre de micro-piliers (7) tels qu'ils sont décrits au prenier, et préféren- tiel mode de réalisation de l'invention. FIG. 4 represents a second and not a linitStif embodiment of the present invention: On a supporting structure (I) which we want to insulate, cn has insulating panels joined (c) yes, they are equipped beforehand with a certain number micro-pillars (7) as described below, and preferential embodiment of the invention.

le nombre par mètre carré de ces micro-piliers (7) et leur répartition sont calculés pour éviter, d'une part à leur matériau constitutif, des contraintes exçessives et de l'autreP, qu la perte globale de chaleur reste acçeptable. the number per square meter of these micro-pillars (7) and their distribution are calculated to avoid, on the one hand with their constituent material, excessive stresses and on the other hand, that the overall loss of heat remains acceptable.

Sur ces panneaux isolants (o) ainsi équipés, on réalise comme habituellement une dalle indépendante (3) armée, de 5 à 6 cm d'épaisseur.On these insulating panels (o) thus equipped, an independent reinforced slab (3), 5 to 6 cm thick, is produced as usual.

Durant la coulée et le règlage de la dalle indépendante (3) armée, les éxécutants circulent sur des chemins de planches, pour ne pas détèriorer l'isolant, qui est très compressible; la présence de nombreux micro-piliers (7) offre à ces planches des appuis solides bien que ponctuels,évitant ainsi à l'isolant des déformations dont une partie pourrait conserver, par manque d'élastiçité, un caractère permanent.During the pouring and adjustment of the independent slab (3) armed, the performers circulate on plank paths, so as not to deteriorate the insulation, which is very compressible; the presence of numerous micro-pillars (7) provides these boards with solid, albeit punctual, supports, thus preventing deformation of the insulation, part of which could retain, due to lack of elasticity, a permanent character.

Après durçissement de la dalle indépendante (x) armée,l'isolant utilisé est mis à l'abri de toute déformation et de tout tassement, et çela pour une durée pratiquement illimitée.After hardening of the independent reinforced slab (x), the insulation used is protected from any deformation and any settlement, and this for a practically unlimited duration.

En variante de ce second, et non limitatif mode de réalisation de la présente invention, il est prévu d'utiliser, dans le même but, des panneaux isolants (9) préparés à l'avance, dans lesquels on a seulement pratiqué un certain nombre de perforations traversantes (IO) reproduisant, de préférence,la forme et la section,en négatif, ou en creux, des micro-piliers (7) selon l'invention.As a variant of this second, and non-limiting embodiment of the present invention, provision is made to use, for the same purpose, insulating panels (9) prepared in advance, in which only a certain number have been practiced. through perforations (IO) preferably reproducing the shape and the section, negative or hollow, of the micro-pillars (7) according to the invention.

Dans cette variante simplifiée du deuxième mode non limitatif de réalisation de l'invention, c'est le béton utilisé pour couler la dalle indépendante (3) qui va remplir et combler, par gravité et pression statique, ces perforations traversant tes (IO) que le durçissement du béton transformera en quelques heures en micropiliers (7) selon l'invention. Si l'on utilise, par souçi d'économie, des panneaux isolants (9) très compressibles, l'usage des chemins de planches sera abandonné au profit d'une méthode de mise en oeuvre différente : on proçêdera en recu land, par bandes sucçessives de faible largeur, pour que les éxécutants puissent armer, couler et règler la dalle indépendante (3) sans marcher sur l'isolant fragile; celui-çi n'aura à supporter - jusqu'à la prise du béton de la dalle indépendante (3) et des micro-piliers (7),qui a lieu en même temps - que la charge statique de 5 à 6 cm de béton plastique,ch & rge insuffisante pour réaliserssdans un isolant très compressible,mais supportant aisément dix fois plus, un tassement permanent et significatif. In this simplified variant of the second nonlimiting embodiment of the invention, it is the concrete used to pour the independent slab (3) which will fill and fill, by gravity and static pressure, these perforations crossing your (IO) that the hardening of the concrete will transform in a few hours into micro-pillars (7) according to the invention. If one uses, for reasons of economy, insulating panels (9) very compressible, the use of the plank paths will be abandoned in favor of a different implementation method: one will proceed in receipt land, by bands successive of small width, so that the executants can arm, sink and adjust the independent slab (3) without stepping on the fragile insulation; this one will only have to bear - until the concrete of the independent slab (3) and the micro-pillars (7) takes place, which takes place at the same time - only the static load of 5 to 6 cm of concrete plastic, insufficient cost to realize in a very compressible insulation, but easily supporting ten times more, a permanent and significant compaction.

Claims

REVEM) 1ICATI S

I) Constructive arrangements characterized in that they aroused the risk of compression of the thermal insulators between two guides and curved walls, by transferring or transmitting directly from one wall to another all of the forces possibly imposed, whatever 'in either the direction or the direction, thus, the insulation is completely discharged of its role of carrier material.

2) Constructive arrangements according to claim I, characterized in that the direct transmission of forces from one wall to the other, is effected by means of micropiles (7) passing through the entire thickness of the insulation, and stinks number per m2, their constitution and their distribution are determined according to the forces to be transmitted, and the thermal insulation to be obtained.

3) Constructive arrangements according to claims I and 2, characterized in that the micro-pillars (7) have a small section, and preferably the shape of a truncated cone placed on its small base, and in that they are, preferably always, made of ordinary concrete.

4) Constructive arrangements according to the first three claims, characterized in that the production of an independent slab (3) of reinforced concrete, protecting an insulator attached to any load-bearing structure (I) is carried out, to facilitate the execution of this type of structure, with a wall of prefabricated saints, slabs (4) integral with insulating bases (6), the dimensions of which preferably allow manual implementation.

5) Constructive arrangements according to claims I to 4, characterized in that each slab (4) integral with its insulating base (6), comprises at least a micro-pillar (7) and in that the slabs (4) are linked together by a network of joints (8), filled with fine concrete, and provided with reinforcements.

6) Constructive arrangements according to all of the preceding claims, characterized in that the four vertical faces of the slabs (4) have grooves (5) preferably in the form of horizontal gutters, or any other cavities or projections suitable for keying the network of reinforced joints (8) formed between the slabs (4), the assembly thus being made monolithic.

7) Constructive arrangements according to the first three claims, characterized in that the micro-pillars (7) are arranged in advance in the insulating panels (9) or, alternatively, obtained during the casting of the independent slab (3) reinforced, the semi-liquid concrete filling, by gravity, through perforations (IO) reproducing, preferably and hollow, in the insulating panels (g), the shape of the micro-pillars (7).