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EP2944738A1 - Elément de construction destiné notamment à la fabrication de parois porteuses ou de séparation d'un bâtiment - Google Patents

Elément de construction destiné notamment à la fabrication de parois porteuses ou de séparation d'un bâtiment Download PDF

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EP2944738A1
EP2944738A1 EP14167909.2A EP14167909A EP2944738A1 EP 2944738 A1 EP2944738 A1 EP 2944738A1 EP 14167909 A EP14167909 A EP 14167909A EP 2944738 A1 EP2944738 A1 EP 2944738A1
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EP
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panels
construction element
transverse panels
transverse
building
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Patrice Fiaux
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    • E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
    • E04C2/36—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by transversely-placed strip material, e.g. honeycomb panels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C2/296—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and non-metallic or unspecified sheet-material
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    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
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    • E04B2002/0256—Special features of building elements
    • E04B2002/0289—Building elements with holes filled with insulating material

Definitions

  • the present invention relates to a construction element intended in particular for the manufacture of load-bearing walls or separation of a building, said building element having an increased thermal insulation capacity.
  • a wooden house has the disadvantage compared to a stone house to be less thermally insulated from the outside due to the high thermal conductivity of the wood panels used to form the load-bearing or separating walls of the house .
  • it is often necessary to add an additional insulating layer between the wooden panels and the interior of the house. This operation therefore increases the manufacturing cost and the manufacturing time of the house.
  • this operation is poorly executed, the thermal insulation of the house is still unsatisfactory compared to that of a stone house.
  • the present invention therefore aims to provide a construction element used in the manufacture of a wooden house and to solve the aforementioned problems.
  • the construction element thus configured advantageously has a reduced thermal conductivity compared to a simple wooden panel. Furthermore, it is no longer necessary to add an additional layer of thermal insulation between the building element and the building interior. In addition, because the insulation material fills all the empty space contained within the building element, the building element has increased rigidity. This increased rigidity considerably lighten the framework based on the building components constituting the low frame of the building, thereby reducing the cost and time of manufacture of the building.
  • This building element 10 comprises a wooden front panel 11 and a wooden back panel 12, said panels being arranged parallel to one another.
  • the separation space between said front panel 11 and said rear panel 12 is segmented into a series of contiguous housings 14 by means of a plurality of transverse panels 13 orthogonally disposed to said front and rear panels.
  • Said transverse panels 13 are advantageously connected at their side edges to the front and rear panels by means of a dovetail connection.
  • the lateral edges of each of the transverse panels 13 are provided with projecting shapes 16 intended to be inserted inside corresponding cavities 15 formed inside the front and rear panels.
  • the internal space of the housing 14 is also completely filled with an insulating material (not shown) so as to give the building element increased thermal insulation and increased rigidity.
  • This insulation material may in particular be chosen from expanded polyurethane foams, expanded foam castor resin and expanded foams based on soybean oil.
  • the insulation material will be injected under pressure into the housings 14 through one or more openings in the front or rear panel.
  • the vacuum it will also be possible to use the vacuum as an insulation material.
  • the front, rear and transverse panels may be impregnated with a liquid resin formed of an aqueous dispersion of a styrene-butadiene copolymer which will prevent gaseous transfer occurring between the interior of the housings 14 and outside.
  • transverse panels 13 may advantageously be provided with through holes 17, each of the through holes communicating the internal space of two adjoining housing. As discussed in detail in the following paragraphs, these holes-provided panels 13 will have less thermal conductivity than a solid wood panel, which will, as a result, increase the thermal insulation power of the building element. 10 as a whole.
  • the transverse panels 13a are wood panels without holes having a width of 26 mm, a height of 515 mm and a thickness of 27 mm, said transverse panels being regularly spaced along the front and rear panels, the space between two adjacent transverse panels being equal to 60 cm.
  • the front and back panels are also unpainted wood panels with a height of 515 mm and a thickness of 27 mm.
  • a polyurethane foam having a thermal conductivity ⁇ i of 0.021 W / (mK).
  • the variant of the figure 2b differs from that of the figure 2a by the use of transverse panels 13b provided with five through holes 17b having a diameter of 60 mm, the width of the panels 13b being equal to 96 mm.
  • the thermal conductivity ⁇ pt of each of the transverse panels and the heat transfer coefficient U ec1 of the construction element are then successively calculated.
  • the heat transfer coefficient U ec0 of a component identical to that shown in FIG. figure 2b apart from the fact that all of its transverse panels are full instead of having holes. The results obtained are listed in Table 1 below.
  • the variant of the Figure 2c differs from that of the figure 2a by the use of transverse panels 13c provided with three through holes 17c having a diameter of 100 mm, the width of the panels 13c being equal to 146 mm and the variant of the figure 2d differs from that of the figure 2a by the use of transverse panels 13d provided with 11 through holes 17d having a diameter of 60 mm, the width of the panels 13d being equal to 196 mm.
  • Table 1 also indicates for each of the variants the surface ratio Rs between the total surface of the holes of each of the transverse panels and the total surface of each of the transverse panels.
  • Table 1 ⁇ / u> ⁇ pt (in W / (mK) U ec0 (in W / (m2K) U ec1 (in W / (m2K) RS (in%)
  • Variant Fig.2a 0.13 0.48 0
  • Variant Fig.2b 0075 0222 0206 29
  • Variant Figure 2c 0069 0155 0143
  • Variant Fig.2d 0077 0115 0106 31
  • transverse panels with holes (variant of Fig. 2b, 2c and 2d ) have a significantly lower thermal conductivity than the transverse panels without holes of the variant of the Fig. 2a .
  • the use of transverse panels provided with holes improves the thermal insulating power of the building elements as a whole.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

L'invention concerne un élément de construction (10) destiné notamment à la fabrication de parois porteuses ou de séparation d'un bâtiment, ledit élément comprenant : - un panneau avant (11), - un panneau arrière (12), lesdits panneaux avant et arrière (11, 12) étant reliés entre eux au moyen d'une pluralité de panneaux transversaux (13) disposés de manière orthogonale auxdits panneaux avant et arrière, lesdits panneaux avant, arrière et transversaux étant formés au moins partiellement en bois et définissant une série de logements contigus (14), caractérisé en ce que l'espace interne desdits logements (14) est totalement rempli par un matériau d'isolation, ledit matériau d'isolation conférant à l'élément de construction un pouvoir d'isolation thermique accru et une rigidité renforcée.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un élément de construction destiné notamment à la fabrication de parois porteuses ou de séparation d'un bâtiment, ledit élément de construction possédant un pouvoir d'isolation thermique accru.
    • Etat de la technique
  • Dans le domaine du bâtiment, la demande de maisons totalement fabriquées en bois est en constante progression. En effet, ces maisons en bois bénéficient par rapport à des maisons traditionnelles en pierre d'atouts indéniables, tant au niveau du coût de fabrication qu'au niveau de l'aspect esthétique externe. Ces maisons en bois, généralement construites par simple assemblage de panneaux de bois, sont également plus faciles à fabriquer.
  • Toutefois, une maison en bois présente l'inconvénient par rapport à une maison en pierre d'être moins isolée thermiquement de l'extérieur du fait de la forte conductivité thermique des panneaux de bois utilisés pour former les parois porteuses ou de séparation de la maison. Pour palier à ce problème, il faut souvent ajouter une couche additionnelle isolante entre les panneaux de bois et l'intérieur de la maison. Cette opération accroît donc le coût de fabrication et le temps de fabrication de la maison. Par ailleurs, lorsque cette opération est mal exécutée, l'isolation thermique de la maison s'avère être toujours insatisfaisante par rapport à celle d'une maison en pierre.
    • Divulgation de l'invention
  • La présente invention vise donc à proposer un élément de construction utilisable lors de la fabrication d'une maison en bois et permettant de résoudre les problèmes susmentionnés.
  • A cet effet, conformément à l'invention, il est proposé un élément de construction tel que défini dans la revendication 1.
  • D'autres caractéristiques importantes de l'élément de construction de la présente invention sont également définies dans les revendications dépendantes 2 à 10.
  • L'élément de construction ainsi configuré possède de manière avantageuse une conductivité thermique réduite par rapport à un simple panneau de bois. Par ailleurs, il n'est plus nécessaire d'ajouter une couche d'isolation thermique additionnelle entre l'élément de construction et l'intérieur du bâtiment. En outre, du fait que le matériau d'isolation rempli tout l'espace vide contenu à l'intérieur de l'élément de construction, l'élément de construction possède une rigidité accrue. Cette rigidité accrue permet d'alléger considérablement la charpente qui repose sur les éléments de construction constituant l'ossature basse du bâtiment, réduisant par voie de conséquence le coût et le temps de fabrication du bâtiment.
    • Brève description des dessins
  • D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à la lecture de plusieurs modes particuliers de réalisation de l'invention et en référence aux dessins dans lesquels:
    • la figure 1 représente une vue en perspective d'un élément de construction conforme à l'invention;
    • les figures 2a, 2b, 2c et 2d représentent respectivement les vues de face de quatre variantes possibles d'éléments de construction conformes à l'invention;
    Description détaillée d'un mode d'exécution de l'invention
  • En référence à la figure 1, il est représenté un élément de construction selon la présente invention. Cet élément de construction 10 comprend un panneau avant en bois 11 et un panneau arrière en bois 12, lesdits panneaux étant disposés de manière parallèle l'un par rapport au l'autre. L'espace de séparation entre ledit panneau avant 11 et ledit panneau arrière 12 est segmenté en une série de logements contigus 14 au moyen de plusieurs panneaux transversaux 13 disposés de manière orthogonale auxdits panneaux avant et arrière. Lesdits panneaux transversaux 13 sont avantageusement reliés au niveau de leurs bords latéraux aux panneaux avant et arrière au moyen d'une liaison en queue d'aronde. À cet effet, les bords latéraux de chacun des panneaux transversaux 13 sont munis de formes de saillie 16 destinées à venir d'insérer à l'intérieur de cavités 15 correspondantes formées à l'intérieur des panneaux avant et arrière. L'espace interne des logements 14 est par ailleurs totalement rempli avec un matériau d'isolation (non représenté) de manière à conférer à l'élément de construction un pouvoir d'isolation thermique accru et une rigidité renforcée. Ce matériau d'isolation pourra notamment être choisi parmi les mousses expansées de polyuréthane, les mousses expansées à base de résine de ricin et les mousses expansées à base d'huile de soja. Dans ce cas, le matériau d'isolation sera injecté sous pression à l'intérieur des logements 14 à travers une ou plusieurs ouvertures pratiquées dans le panneau avant ou arrière. Dans une autre configuration de l'invention, il sera également envisageable d'utiliser le vide comme matériau d'isolation. Dans ce cas, les panneaux avant, arrière et transversaux pourront être imprégnés d'une résine liquide formée d'une dispersion aqueuse d'un copolymère styrène-butadiène qui évitera qu'un transfert gazeux s'opère entre l'intérieur des logements 14 et l'extérieur. Par la suite, un moyen d'aspiration connecté à une ouverture pratiquée dans le panneau avant ou arrière permettra l'établissement d'un vide de -3 bars de pression à l'intérieur des logements 14. Par ailleurs, les panneaux transversaux 13 pourront avantageusement être munis de trous traversants 17, chacun des trous traversants faisant communiquer l'espace interne de deux logements contigus. Comme analysé en détail dans les paragraphes suivants, ces panneaux 13 munis de trous posséderont un conductivité thermique moindre par rapport à un panneau en bois plein, ce qui, par voie de conséquence, augmentera le pouvoir d'isolation thermique de l'élément de construction 10 dans son ensemble.
  • En référence aux figures 2a, 2b, 2c et 2d, il est représenté plusieurs configurations différentes d'éléments de construction selon la présente invention, chacune des configurations se démarquant par la structure spécifique de ses panneaux transversaux.
  • Dans la variante de la figure 2a, les panneaux transversaux 13a sont des panneaux de bois sans trou possédant une largeur de 26 mm, une hauteur de 515 mm et une épaisseur de 27 mm, lesdits panneaux transversaux étant régulièrement espacés le long des panneaux avant et arrière, l'espace entre deux panneaux transversaux adjacents étant égal à 60 cm. Les panneaux avant et arrière sont également des panneaux de bois non troués possédant une hauteur de 515 mm et une épaisseur de 27 mm. À l'intérieur des logements définis par le panneau avant, le panneau arrière et les panneaux transversaux a été injectée une mousse de polyuréthane possédant une conductivité thermique λi de 0.021 W/(mK). Au moyen d'une analyse par éléments finis, on calcule successivement la conductivité thermique λpt de chacun des panneaux transversaux et le coefficient de transfert thermique Uec0 de l'élément de construction. Les résultats obtenus ont été répertoriés dans le tableau 1 ci-dessous.
  • La variante de la figure 2b se distingue de celle de la figure 2a par l'utilisation de panneaux transversaux 13b munis de cinq trous traversants 17b possédant un diamètre de 60 mm, la largeur des panneaux 13b étant égale à 96 mm. Comme précédemment, on calcule alors successivement la conductivité thermique λpt de chacun des panneaux transversaux et le coefficient de transfert thermique Uec1 de l'élément de construction. On calcule également le coefficient de transfert thermique Uec0 d'un élément de construction identique à celui représenté sur la figure 2b, mis à part le fait que tous ses panneaux transversaux sont pleins au lieu d'être munis de trous. Les résultats obtenus ont été répertoriés dans le tableau 1 ci-dessous.
  • Les mêmes calculs sont effectués pour les variantes des figures 2c et 2d.
  • La variante de la figure 2c se distingue de celle de la figure 2a par l'utilisation de panneaux transversaux 13c munis de trois trous traversants 17c possédant un diamètre de 100 mm, la largeur des panneaux 13c étant égale à 146 mm et la variante de la figure 2d se distingue de celle de la figure 2a par l'utilisation de panneaux transversaux 13d munis de 11 trous traversants 17d possédant un diamètre de 60 mm, la largeur des panneaux 13d étant égale à 196 mm.
  • Le tableau 1 indique également pour chacune des variantes le rapport surfacique Rs entre la surface totale des trous de chacun des panneaux transversaux et la surface totale de chacun des panneaux transversaux. Tableau 1
    λpt (en W/(mK) Uec0 (en W/(m2K) Uec1 (en W/(m2K) RS (en %)
    Variante Fig.2a 0.13 0.48 0
    Variante Fig.2b 0.075 0.222 0.206 29
    Variante Fig.2c 0.069 0.155 0.143 31
    Variante Fig.2d 0.077 0.115 0.106 31
  • On constate donc au vu du tableau 1 que les panneaux transversaux munis de trous (variante des Fig. 2b, 2c et 2d) possèdent une conductivité thermique sensiblement inférieure à celle des panneaux transversaux sans trous de la variante de la Fig. 2a. Par ailleurs, en comparant les coefficients de transfert thermique Uec1 et Uec0 dans chacune des variantes, on constate également que l'utilisation de panneaux transversaux munis de trous améliore le pouvoir d'isolation thermique des éléments de construction dans leur ensemble.

Claims (10)

  1. Élément de construction (10) destiné notamment à la fabrication de parois porteuses ou de séparation d'un bâtiment, ledit élément comprenant :
    - un panneau avant (11),
    - un panneau arrière (12),
    lesdits panneaux avant et arrière (11, 12) étant reliés entre eux au moyen d'une pluralité de panneaux transversaux (13) disposés de manière orthogonale auxdits panneaux avant et arrière, lesdits panneaux avant, arrière et transversaux étant formés au moins partiellement en bois et définissant une série de logements contigus (14), caractérisé en ce que l'espace interne desdits logements (14) est totalement rempli par un matériau d'isolation, ledit matériau d'isolation conférant à l'élément de construction un pouvoir d'isolation thermique accru et une rigidité renforcée.
  2. Élément de construction (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits panneaux transversaux (13) sont percés de trous traversants (17), lesdits trous traversants étant configurés de telle sorte à diminuer la conductivité thermique desdits panneaux transversaux, améliorant ainsi le pouvoir d'isolation thermique de l'élément de construction.
  3. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux transversaux (13) possèdent des formes en saillie (16) sur leurs bords latéraux, lesdites formes en saillie étant destinées à venir s'insérer à l'intérieur de cavités (15) correspondantes des panneaux avant et arrière (11, 12), permettant ainsi une liaison en queue d'aronde entre lesdits panneaux transversaux, d'une part, et lesdits panneaux avant et arrière, d'autre part.
  4. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau d'isolation est choisi parmi une mousse expansée de polyuréthane, une mousse expansée à base de résine de ricin, une mousse expansée à base d'huile de soja, le vide.
  5. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les trous traversants (17) ont un diamètre compris entre 2 cm et 15 cm.
  6. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la surface trouée totale de chacun des panneaux transversaux (13) représente entre 25 % et 35 % de la surface totale dudit panneau.
  7. Élément de construction (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface trouée totale de chacun des panneaux transversaux (13) représente environ 30 % de la surface totale dudit panneau.
  8. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il possède un poids surfacique compris entre 20 kg/m2 et 50 kg/m2.
  9. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux avant, arrière et transversaux (11, 12, 13) sont des panneaux trois plis.
  10. Élément de construction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux avant, arrière et transversaux (11, 12, 13) sont totalement formés en bois, et de préférence en bois de sapin.
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