WO1997011304A1 - Element tubulaire pour chutes sanitaires unitaires acoustiques dans le batiment - Google Patents

Element tubulaire pour chutes sanitaires unitaires acoustiques dans le batiment Download PDF

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Jean Claude Blandin
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/21—Rigid pipes made of sound-absorbing materials or with sound-absorbing structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/12—Plumbing installations for waste water; Basins or fountains connected thereto; Sinks
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    • E03C2201/00—Details, devices or methods not otherwise provided for
    • E03C2201/60—Reducing noise in plumbing systems

Definitions

  • the present invention relates to the downspouts of waste water from buildings and more particularly to a tubular element for acoustic unit sanitary falls without secondary ventilation. It aims to improve the phonic characteristics of this type of driving and to avoid the noises generated by the periodic evacuation of sanitary or household appliances (mainly washing machines).
  • FR-A-2 385 968 recommends coating a rigid plastic pipe with a soundproofing layer made of a flexible foam having at least one continuous skin.
  • This solution requires a resumption in the manufacture of the extruded rigid pipe to cover it with a thickness of foam, relatively expensive operation industrially.
  • the finished pipe obtained is relatively thick, which rather goes against the current requirements of the building, namely the increasingly small size of the technical ducts produced in the dwellings.
  • the utility certificate FR-A-2,657,945 proposes to combine the sound damping effects provided by a foam soundproofing layer formed between two rigid skins made of polyvinyl chloride (PVC), the inner layer of which comprises helical nets.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the Applicant has therefore endeavored to remedy the various drawbacks described above by proposing a tubular element for acoustic unitary sanitary falls in the building obtained by extrusion or injection of thermoplastic materials, and composed of a rigid protective external sleeve and a flexible internal acoustic sleeve.
  • the invention is characterized:
  • the protective sleeve is made of rigid PVC, lightened or not
  • the acoustic sleeve which is in contact with the effluents carried by the pipe is made of a plasticized PVC loaded having a shore A hardness of between 65 and 85, and,
  • the internal wall of the acoustic sleeve is provided with continuous helical threads made of the same acoustic material as that used for the sleeve.
  • the flexible acoustic sleeve provided with helical threads comprises fillers modifying the rheological properties in the molten state and at low shear speed of the constituent material.
  • the loads which act as a stiffener prevent the tubular blank from collapsing under its own weight and under the effect of the pressure exerted during the application of the rigid layer of the protective sleeve.
  • Such mineral fillers have a density of 2.5 to 8 and a Mohs hardness of 1 to 6.5 to improve the physical and acoustic properties of plasticized PVC.
  • the value of the thicknesses of each of the two sleeves is (excluding helical threads) between 3 and 4 mm in order to ensure sufficient rigidity for the tubular element while having optimum sound absorption. .
  • the average density of said tubular element is ⁇ 1.8 g / cm 3, this characteristic being obtainable by lightening of the constituent thermoplastic material.
  • the outer protective sleeve comprises fire-fighting additives chosen from metal oxides and in particular antimony trioxide and / or iron oxide.
  • fire-fighting additives chosen from metal oxides and in particular antimony trioxide and / or iron oxide.
  • OBPA oxy-bisphenoxyarsine
  • Figure 1 is a perspective view of the present invention with a cut away portion.
  • Figure 2 is a cross-sectional view along line A - A of Figure 1.
  • FIG. 3 is a diagram of the unit acoustic waterfall and of the acoustic cell used to carry out the measurements mentioned in Tables 1 and 2.
  • FIGs 1 and 2 there is shown a tubular element (1) for acoustic unit sanitary falls, according to the invention, in a vertical position and as implemented on the site.
  • This tubular element (1) was obtained by simultaneous extrusion of a first tubular blank in plasticized PVC called an acoustic sleeve (2), and a tubular layer of rigid PVC forming a protective sleeve (3).
  • the two angled extruders are connected to a single tool.
  • the rigid PVC is supplied along the axis of travel of the finished product.
  • the supply of plasticized PVC is substantially perpendicular to this direction.
  • the acoustic sleeve (2) comprises projecting from its inner wall helical threads (4) intended to communicate a circular movement to the waste water from the emptying of household or sanitary appliances.
  • These helical threads are made from the same thermoplastic material as that used for the acoustic sleeve, namely a plasticized PVC having a Shore A hardness of between 65 and 85.
  • fillers modifying the rheological properties in the molten state and at low shear speed of the plasticized PVC and in proportions varying from 40 to 90% by volume depending on the nature of the charge selected.
  • Such fillers which are commonly used for PVC have however been selected from the group having a density of 2.5 to 8 and a MOHS hardness of 1 to 6.5,. the value of the thickness of the acoustic sleeve (2) relative to that of the protective sleeve (3). Thicknesses for each sleeve being between 3 and 4 mm (excluding helical threads) make it possible to optimize the stiffening of the acoustic sleeve and to obtain optimum sound absorption.
  • the walls of the two sleeves are of an identical thickness of 3.5 mm.
  • fire-fighting additives namely antimony trioxide, which are intended to provide the acoustic tubular element with a Ml character both with respect to the two sleeves (2-3), have also been included. screw flames coming from outside only from inside the pipe.
  • OBPA oxy-bisphenoxyarsine
  • the tubular element for acoustic sanitary falls thus formed has an average density ⁇ 1.8 g / cm 3, so that the pipe at storey height can be easily handled on site and that the cost price of the finished product make it competitive.
  • FIG. 3 shows a diagram of the sanitary drop which has been used to test the phonic characteristics of the acoustic tube obtained according to the invention with respect to the main plastic tubes sold.
  • the household appliances, WC (11) and bath (12), are connected to the sanitary chute at the level of the 2nd floor and the incidence of the noise emitted by the emptying of the water is reported in Tables 1 and 2 below. household appliances according to the different types of tubes tested.

Abstract

L'invention concerne les chutes sanitaires unitaires acoustiques dans le bâtiment. Elle fait appel à un élément tubulaire obtenu par extrusion ou par injection de matières thermoplastiques, et composé d'un manchon externe protecteur rigide et d'un manchon acoustique interne souple. L'invention est caractérisée en ce que le manchon protecteur (3) est réalisé en PVC allégé ou non, en ce que le manchon acoustique (2) qui est en contact avec le liquide véhiculé par la conduite, est réalisé en un PVC plastifié chargé présentant une dureté Shore A se situant entre 65 et 85, et en ce que la paroi interne du manchon acoustique est munie de filets hélicoïdaux (4) continus réalisés dans la même matière acoustique que celle utilisée pour le manchon (2). Cette combinaison du manchon et des hélicoïdes acoustiques limite les bruits émis par les liquides de vidage des appareils sanitaires ou ménagers.

Description

ELEMENT TUBULAIRE POUR CHUTES SANITAIRES UNITAIRES ACOUSTIQUES DANS LE BATIMENT
La présente invention concerne les descentes d'eaux usées des Immeubles et plus particulièrement un élément tubulaire pour chutes sanitaires unitaires acoustiques sans ventilation secondaire. Elle vise à améliorer les caractéristiques phoniques de ce type de conduite et à éviter les bruits engendrés par l'évacuation périodique des appareils sanitaires ou ménagers (machines à laver essentiellement).
Les nécessités de la vie moderne imposent une évacuation d'eau toujours plus importante, ce qui entraîne de fait une utilisation de plus en plus intensive des chutes dites unitaires sur lesquelles viennent se brancher les différents appareils sanitaires ou ménagers.
II est connu de constater que les bruits de vidange des appareils domestiques ont tendance à être répercutés par les parois des tuyaux de descente et deviennent alors perceptibles à l'oreille humaine tout au long de la conduite, ce qui entraîne des nuisances phoniques plus ou moins prononcées. Cette répercussion est d'ailleurs d'autant plus sensible que tous les tuyaux ne propagent pas les sons de la même manière, les tuyaux à paroi épaisse atténuant généralement mieux les vibrations engendrées par 1'impact du fluide évacué que ceux à paroi mince et rigide.
Différentes solutions ont été apportées pour remédier à cet inconvénient. C'est ainsi par exemple que FR-A-2 385 968 préconise de revêtir un tuyau rigide en matière plastique d'une couche d'insonorisation réalisée en une mousse souple ayant au moins une peau continue. Cette solution nécessite cependant une reprise en fabrication du tuyau rigide extrudé pour le recouvrir d'une épaisseur de mousse, opération relativement onéreuse industriellement. De plus le tuyau fini obtenu est relativement épais ce qui va plutôt à l'encontre des exigences actuelles du bâtiment à savoir l'encombrement de plus en plus exigu des gaines techniques réalisées dans les habitations.
C'est ainsi également que l'on a proposé comme dans FR-A- 2.251.673 déposé par la demanderesse ou dans FR-A-1.518.630 de prévoir des dispositifs engendrant un écoulement giro- laminaire ventilé plaquant les fluides contre la paroi interne du tube afin d'atténuer les bruits d'impact engendrés par l'effet de turbulence des effluents en cours de vidage et qui sont ensuite répercutés par les parois du tube. Dans FR-A-2.251.673 ce dispositif comprend des filets hélicoïdaux disposés tout le long de la paroi interne d'un tube, tandis que dans FR-A-1.518.630, il s'agit d'un dispositif ponctuel amortisseur.
Bien que ces deux derniers dispositifs apportent une amélioration sérieuse sur le plan phonique il n'en demeure pas moins, qu'associés à un tube à paroi mince, ils ne peuvent que freiner la mise en vibration de la paroi du tube et donc ne permettent pas d'éliminer sensiblement les nuisances précédemment signalées.
Le certificat d'utilité FR-A-2.657.945 propose quant à lui de combiner les effets d'amortissement phonique procurés par une couche d'insonorisation moussée ménagée entre deux peaux rigides en chlorure de polyvinyle (PVC) dont la couche interne comprend des filets hélicoïdaux.
Cette solution qui permet certes d'atténuer les sons engendrés par la paroi interne du tube rigide demeure néanmoins imparfaite dès lors que la dite paroi interne n'est pas réalisée en un matériau phonique et qu'elle a de ce fait tendance à transmettre non seulement les bruits d'impact des effluents entrant dans la conduite mais également les bruits d'écoulement qui se produisent tout au long de cette paroi ainsi que des hélicoïdes.
La demanderesse s'est donc efforcée de remédier aux différents inconvénients décrits ci-dessus en proposant un élément tubulaire pour chutes sanitaires unitaires acoustiques dans le bâtiment obtenu par extrusion ou injection de matières thermoplastiques, et composé d'un manchon externe protecteur rigide et d'un manchon acoustique interne souple. L'invention est caractérisée :
. en ce que le manchon protecteur est réalisé en PVC rigide allégé ou non,
. en ce que le manchon acoustique qui est en contact avec les effluents véhiculés par la conduite, est réalisé en un PVC plastifié chargé présentant une dureté shore A se situant entre 65 et 85, et,
. en ce que la paroi interne du manchon acoustique est munie de filets hélicoïdaux continus réalisés dans la même matière acoustique que celle utilisée pour le manchon.
Grâce à cette caractéristique du manchon acoustique il est possible de réduire à la source l'émission des sons et d'éviter qu'ils s'amplifient ensuite par le simple fait du frottement des effluents contre les filets hélicoïdaux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le manchon acoustique souple muni de filets hélicoïdaux comprend des charges modifiant les propriétés rheologiques à l'état fondu et à basse vitesse de cisaillement du matériau constitutif. Les charges qui font office de raidisseur évitent à l'ébauche tubulaire de s'affaisser sous son propre poids et sous l'effet de la pression exercée lors de l'application de la couche rigide du manchon protecteur. De telles charges minérales présentent une densité de 2,5 à 8 et une dureté Mohs de 1 à 6,5 pour améliorer les propriétés physiques et acoustiques du PVC plastifié. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la valeur des épaisseurs de chacun des deux manchons se situe (hors filets hélicoïdaux) entre 3 et 4 mm afin d'assurer une rigidité suffisante à l'élément tubulaire tout en présentant un amortissement phonique optimum.
Pour faciliter la mise en oeuvre de la conduite (poids du tuyau à manutentionner) et rester dans des plages acceptables de prix de revient, la densité moyenne dudit élément tubulaire est < à l,8g/cm3, cette caractéristique pouvant être obtenue par l'allégement de la matière thermoplastique constitutive.
Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention et pour conférer à l'élément tubulaire le caractère Ml recherché pour ce type d'utilisation dans le bâtiment, le manchon protecteur extérieur comprend des additifs anti-feu choisis parmi les oxydes métalliques et notamment le trioxyde d'antimoine et/ou l'oxyde de fer. Par caractère Ml, il faut entendre le classement feu du matériau constitutif de l'élément tubulaire, tel que défini suivant les modalités de l'essai décrit dans l'Arrêté Ministériel Français du 19 novembre 1994.
De même pour éviter la propagation des flammes par l'intérieur de la conduite, il s'avère utile d'inclure également dans le manchon acoustique des agents anti-feu identiques ou similaires à ceux précédemment cités.
Pour certaines applications de descentes d'eaux usées, il est également conseillé de prévoir dans le manchon acoustique l'ajout de biocides prévenant la dégradation des plastifiants et notamment des oxy-bisphenoxyarsine (OBPA).
L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple non limitatif qui suit d'un mode de réalisation de l'invention comparé aux principaux tubes plastiques standard pour descentes sanitaires (Tableau 1) et aux principaux tubes plastiques phoniques pour descentes sanitaires (Tableau 2), ainsi que des figures annexées parmi lesquelles : . La figure 1 est une vue en perspective de la présente invention avec une partie découpée.
. La figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne A - A de la figure 1.
. La figure 3 est un schéma de la chute sanitaire unitaire acoustique et de la cellule acoustique utilisée pour réaliser les mesures mentionnées dans les tableaux 1 et 2.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté un élément tubulaire (1) pour chutes sanitaires unitaires acoustiques, conforme à l'invention, en position verticale et tel qu'il est mis en oeuvre sur le chantier.
Cet élément tubulaire (1) a été obtenu par extrusion simultanée d'une première ébauche tubulaire en PVC plastifié dite manchon acoustique (2), et d'une couche tubulaire en PVC rigide formant manchon protecteur (3) .
Les deux extrudeuses en équerre sont raccordées à un outillage unique.
L'alimentation du PVC rigide se fait suivant l'axe de défilement du produit fini.
L'alimentation du PVC plastifié est sensiblement perpendiculaire à cette direction.
On remarque sur les figures 1 et 2 que le manchon acoustique (2) comprend en saillie de sa paroi interne des filets hélicoïdaux (4) destinés à communiquer un mouvement circulaire aux eaux usées provenant du vidage d'appareils ménagers ou sanitaires. Ces filets hélicoïdaux sont réalisés à partir de la même matière thermoplastique que celle utilisée pour le manchon acoustique, à savoir un PVC plastifié présentant une dureté Shore A se situant entre 65 et 85.
Afin d'assurer une rigidité suffisante du manchon acoustique (2) lors de sa phase d'extrusion et pour supporter sans s'affaisser l'application simultanée de la couche rigide du manchon protecteur (3) deux éléments ont été combinés :
. l'ajout de charges modifiant les propriétés rheologiques à l'état fondu et à basse vitesse de cisaillement du PVC plastifié et dans des proportions variant de 40 à 90 % en volume suivant la nature de la charge retenue. De telles charges qui sont couramment utilisées pour le PVC ont toutefois été sélectionnées dans le groupe présentant une densité de 2,5 à 8 et une dureté MOHS de 1 à 6,5, . la valeur de l'épaisseur du manchon acoustique (2) par rapport à celle du manchon de protection (3). Des épaisseurs pour chaque manchon se situant (hors filets hélicoïdaux) entre 3 et 4 mm permettent d'optimiser la rigidification du manchon acoustique et d'obtenir un amortissement phonique optimum. Dans le présent exemple, les parois des deux manchons sont d'une épaisseur identique de 3,5 mm.
Outre les charges rheologiques précédemment citées, il a également été inclus dans les deux manchons (2-3) des additifs anti-feu, à savoir du trioxyde d'antimoine, destinés à procurer à l'élément tubulaire acoustique un caractère Ml tant vis à vis des flammes provenant de 1'extérieur que de l'intérieur du tuyau.
Pour éviter la dégradation du manchon acoustique (2) par les micro-organismes pouvant se développer dans les conduites, l'on a prévu dans la couche en PVC plastifié l'ajout de biocides sous la forme d'oxy-bisphenoxyarsine (OBPA).
Les deux manchons (2-3) extrudés successivement sont ensuite parachevés à l'état malléable à l'aide du dispositif décrit dans EP-A-302 922 déposé par la demanderesse. Ce dispositif prévu en aval proche des extrudeuses permet de rendre hélicoïdaux les filets acoustiques extrudés linéairement.
L'élément tubulaire pour chutes sanitaires acoustiques ainsi constitué présente une densité moyenne < à l,8g/cm3, de sorte que le tuyau à hauteur d'étage commercialisé puisse être facilement manutentionnable sur le chantier et que le prix de revient du produit fini le rende compétitif.
L'on a représenté sur la figure 3 un schéma de la chute sanitaire qui a été mise en oeuvre pour tester les caractéristiques phoniques du tube acoustique obtenu suivant l'invention vis à vis des principaux tubes plastiques commercialisés.
Sur ce schéma on remarque : la chute unitaire sanitaire acoustique verticale (5) qui part du 2ème étage d'un bâtiment pour traverser successivement le 1er étage (6) puis le rez-de-chaussée transformé en cellule acoustique (7) équipée d'un sonomètre (8), pour déboucher dans le collecteur (9) prévu en sous-sol (10).
Les appareils ménagers, WC (11) et baignoire (12), sont branchés sur la chute sanitaire au niveau du 2ème étage et l'on a reporté dans les tableaux 1 et 2 ci-après 1'incidence du bruit émis par le vidage des appareils ménagers en fonction des différents types de tubes testés.
Dans les tableaux 1 et 2, les termes abrégés présents dans la description doivent être compris comme suit : PVC = chlorure de polyvinyle PE ≈ polyethylène
ASA ≈ acrylonitrile - styrène - acrylique PP ≈ polypropylène
TABLEAU 1 : Comparaison de l'invention par rapport aux principes tubes plastiques standard pour descentes sanitaires :
Figure imgf000010_0001
TABLEAU 2 : Comparaison de l'invention par rapport aux principaux tubes plastiques phoniques pour descentes sanitaires.
Figure imgf000010_0002
L'on constate sur ces tableaux que les niveaux sonores enregistrés en dB (A) de 43,1 pour le vidage de WC eau claire par le tube acoustique rainure conforme à 1'invention sont nettement inférieurs à ceux des tubes plastiques rigides munis ou non d'hélicoïdes, voire même des tubes plastiques phoniques commercialisés pour ce type d'application. Les chiffres montrent l'influence particulièrement intéressante de la combinaison dans une chute sanitaire d'un manchon interne et de rainures hélicoïdales réalisées dans une même matière formant isolant acoustique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément tubulaire pour chutes sanitaires unitaires acoustiques dans le bâtiment obtenu par extrusion ou injection de matières thermoplastiques, et composé d'un manchon externe protecteur rigide et d'un manchon acoustique interne souple, caractérisé : en ce que le manchon protecteur (3) est réalisé en chlorure de polyvinyle rigide allégé ou non, . en ce que le manchon acoustique (2) est réalisé en chlorure de polyvinyle plastifié chargé présentant une dureté Shore A se situant entre 65 et 85, et en ce que la paroi interne du manchon acoustique est munie de filets hélicoïdaux continus réalisés dans la même matière acoustique que celle utilisée pour le manchon.
2. Elément tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur des épaisseurs de chacun des deux manchons (2-3) se situe, hors filets hélicoïdaux (4), entre 3 et 4 mm.
3. Elément tubulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la densité moyenne du tube (1) est inférieure à 1,8 g/cm3.
4. Elément tubulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon protecteur extérieur (3) comprend des additifs anti-feu choisis parmi les oxydes métalliques et notamment le trioxyde d'antimoine et/ou l'oxyde de fer.
5. Elément tubulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon acoustique intérieur (2) comprend des charges minérales de densité 2,5 à 8 et d'une dureté Mohs de 1 à 6,5 modifiant les propriétés rheologiques à l'état fondu et à basse vitesse de cisaillement de sa matière constitutive.
6. Elément tubulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que le manchon acoustique (2) comprend outre des agents anti-feu, des biocides prévenant la dégradation des plastifiants et notamment des oxy-bisphenoxyarsine (OBPA).
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