Brevet FR2003902A1 — publié le 19691114

On connaît le montage dans des locaux de dispositifs à plusieurs fins, telles que le chauffage et le refroidissement par rayonnement, l'aération, le conditionnement de l'air ambiant et l'insonorisation. Ces dispositifs se composent d'élé ment s individuels hétérogènes dont les uns servent à la transmission de la chaleur ou du froid à des couches rayonnantes ou à l'amenée d'air alors que d'autres sont prévus pour la fixation de parties individuelles et de l'ensemble du système contre les plafonds ou les murs. La tendance de toute l'industrie du bâtiment de se servir exclusivement ou partiellement d'éléments préfabriqués s'étend naturellement aussi aux dispositifs de chauffage et de refroidissement de locaux par rayonnement. Toutefois, on ne connait pas encore d'éléments de construction dont la conformation de base est la même et qui répondent aux exigences posées par le chauffage, le refroidissement, le conditionnement, l'insonorisation et éventuellement aussi l'éclairage. Le but de l'invention est de créer un élément de construction qui réunit en lui tous les organes nécessaires pour l'application prévue et qui peut être fixé sous forme d'un élément fini sur un élément porteur tel qu'un plafond, un mur ou un appui de fenêtre. Selon l'invention, l'élément de construction pour installations de chauffage et de refroidissement par rayonnement et/ou de conditionnement est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche isolante préfabriquée et une couche de rayonnement préfabriquée qui est appliquée, tout au moins en partie, contre la première et est reliée avec elle, en ce qu'il présente en outre au moins un dispositif de guidage pour un fluide de travail à l'intérieur de l'une des deux couches ou sur l'une d'elles de sorte que le fluide de travail peut agir sur la couche de rayonnement ou directement sur le local et en ce que, enfin, la couche isolante est réalisée comme couche porteuse pour l'en- semble de l'élément de construction. Pour obtenir une amenée avantageuse des fluides de travail, l'élément de construction suivant l'invention peut également etre réalisé sous la forme de couches superposées dans lesquelles sont placés des dispositifs pour l'entrée de l'air dans la pièce ainsi que pour la sortie de ce dernier. l'élément peut cependant présenter aussi une troisième couche colportant les passages pour le guidage d'air conditionné. De plus, l'él > ert de construction peut présenter des dispositifs de guidage supplémentaires pour un autre fluide de travail, de l'eau ou de l'énergie électrique, et il peut, par suite, servir non seulement comme élément de conditionnement, mais aussi comme élément de chauffage ou de refroidissement. Le côté extérieur de la couche rayonnante peut être'visi- ble depuis le local, mais il peut aussi servir de support à un décor. Il est, en outre, possible de prévoir des trous dans la couche de rayonnement, de sorte que cette couche peut éga liement être utilisée comme élément insonorisant. L'ensemble de l'élément de construction peut être préfabriqué en usine. En beaucoup de cas, il est cependant avantageux de préfabriquer uniquement les éléments individuels et de les assembler seulement par la suite suivant l'application prévue. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre-d'exemples non limitatifs, aux dessins annexes. La fig. 1 est une coupe d'un premier élément de construction suivant l'invention. Les fig. 2 à 5 sont des vues en perspective des parties individuelles de l'élément de construction représenté à la fig. 1. La fig. 6 est une coupe d'un second éliment de construction. les fig. 7 à 10 sont des vues en perspective de parties individuelles de l'élément de construction suivant la fig. 6. La fig. 11 est une vue en perspective d'un dispositif de guidage ou un tube chauffant électrique d'un élément de construction. La fig. 12 est une vue en perspective, partie arrachée, d'un élément de construction suivant une troisième forme de réalisation. La fig. 13 est une coupe longitudinale d'un dispositif de fixation d'un élément de constructicn suivant la fig. 12 La fig. 14 est une vue en perspective d'un élément de construction suivant une quatrième forme de réalisation ser=a- de revêtement d'une paroi. La fig. 15 est une vue en perspective d'un élément de construction suivant une cinquième forme de réalisation qui se présente sous la forme d'un élément de paroi comportant un dispositif d'aération ainsi qu'un dispositif de chauffage et de refroidissement. la fig. 16 est une vue en perspective d'un élément de construction suivant une sixième forme de réalisation qui est seulement équipé de dispositifs d'aération. La fig. 17 est une vue en perspective d'un élément de construction suivant une septième forme de réalisation servant d'éléments de plafond comportant des dispositifs d'aération. Les fig. 18 et 19 sont une vue en perspective et une coupe d'un élément de construction suivant une huitième forme de réalisation servant d'élément de revêtement de paroi et com- portant un dispositif d'aération d'un autre type. la fig. 20 est une coupe d'un élément de construction suivant une neuvième forme de réalisation qui sert de plaque de revêtement du sol. La.fig. 21 est une coupe d'un élément de construction suivant une dixième forme de réalisation servant en même temps comme élément de coffrage et comme élément de plafond. la fig. 22 représente un élément d'ancrage de l'élément de plafond suivant la fig. 21, en coupe longitudinale. L'élément de construction suivant la fig. 1 comporte une couche isolante 1 qui réalise l'isolement contre la chaleur et l'humidité. Cette couche isolante 1 est avantageusement en une matière non combustible, par exetnple les fibres d'amiante, les fibres de verre, de laine minérale, de kieselgur, de "Verniculit", de "Perlit", qui forme ensemble avec un liant non combustible et insensible à la température une couche rigide pouvant servir d'clérnent porteur. La couche isolante 1 présente sur le dessous des évidements t en forme de rainures s'étendant parallèleent en une direction ainsi eue de liai- sons transversales reliant ces rainures qui servent à la réception d'un dispositif de guidage, par exemple d'un tube S, pour un fluide de travail tel que de la vapeur, p lteau chaude ou froide ou de l'air. les tubes 5 forment avantageusement un serpentin (fig. 4) dont le début et la fin sont disposés à des endroits se trouvant en vis-à-vis. Les tubes 3 sont entourés sur une partie de leur longueur et seulement sur une partie de leur périphérie par des organes de distribution de la chaleur, par exemple des ailettes 4 (fig. 3) qui s'engagent, d'une part, avec leurs extrémités planes recourbées, sous la couche isolante 1 et qui s'appliquent, d'autre part, étroitement contre la couche rayonnante 5. les organes de distribution de la chaleur dpivent être disposés de façon à permettre une transmission correcte de la chaleur depuis le tube ou depuis un autre organe porteur d'énergie. Ils sont, de préférence, collés sur le dispositif de guidage, dans le cas présent sur le tube.Les organes de distribution de la chaleur présentent avantageusement une forme plane. Ils peuvent être en tôle, en un treillis métallique ou en métal déployé. Le dessous de la couche 5 (fig. 5) est tourné vers le local et forme la couche de rayonnement. Elle peut être, de façon connue, en métal, en plâtre ou en carton-plâtre ou en une autre matière pouvant irradier a chaleur. Il est cependant également possible que cette couche soit composée de la même matière que celle utilisée pour la couche isolante 1 et se distingue seulement de cette dernière par la densité. La couche de rayonnement 5 est reliée rigidement avec les parties planes des ailettes 4 et avec les parties de la couche isolante se trouvant entre les parties planes des ailettes, les liaisons étant avantageusement obtenues par un collage. La couche isolante 1 ainsi que la couche de rayonnement 5 présentent chacune un évidement 6 sur les bords latéraux contre lesquels s'appliquent les extrémités du serpentin 3, de sorte qu'il est possible d'effectuer le raccordement du serpentin à travers ces évidements sur une conduite d'arrivée ou de sortie existante ou sur le serpentin d'un élément de construction voisin, La liaison des serpentins peut être effectuée par exemple suivant le procédé "hoolco" suivant lequel des raccords munis d'un joint serti sont pressés sur les extrémités des tubes devant être reliées. L'évidement est fermé après le raccordement. L'élément de construction décrit est posé sous forme d'un élément préfabriqué et est fixé sur un élément porteur, par exemple sur un plafond en maçonnerie 7 (fig. 7). Il présente avantageusement sur toute sa périphérie une rainure la dans laquelle sont glissées des barrettes lb, de sorte cu'il est possible de fixer des éléments de construction voisins exactement à la même hauteur. Afin de permettre la fixation de l'élément de construction au moyen de vis ou de chevilles, il présente des rivets creux 8 ou des rails creux qui traversent les deux couches 1 et 5 ou qui sont coulés dans la couche isolante 1. Les points de fixation de l'élément de construction sur l'élément porteur, par exemple un plafond, sont déterminés par ces rivets creux. Cette fixation est décrite plus en détail dans ce qui suit. Comme déjà mentionné, la couche isolante 1 est portante, à savoir qu'elle est en mesure de supporter l'ensemble de l'é- élément, y compris la partie du serpertin se trouvant entre les raccordements et, à l'intérieur de l'élément, les organes de distribution de la chaleur ainsi que la couche de rayonnement. l'élément de construction peut soit être préfabriqué totalement et être livré dans cet état au chantier, soit la couche d'isolement avec les serpentins de chauffage et les organes de distribution de la chaleur ainsi que la couche de rayonnement sont préfabriqués séparément, auquel cas ltélémert de construction est assemblé au chantier. Il est essentiel que l'élément de construction soit posé comme élément fini. la forme de réalisation de l'élément de construction illustrée à la fig. 6 présente également les deux couches 1 et 5, de même que des organes de distribution de la chialeur, par exemple des ailettes 4. Comme dispositif de guidage d'un fluide de travail on utilise dans cet exemple un câble de chauffage électrique 9 (fig. 9) qui produit la chaleur nécessaire. Les ailettes 4 entourent le cable chauffant 9 sur la majeure partie de sa périphérie et transmettent la chaleur à la couche de rayonnement 5. A la place du câble chauffant, on peut également employer un élément Peltier pouvant produire tant de la chaleur que du froid. Il est également possible d'utiliser a 7u place du câble chauffant 9 un élément chauffant électrique plat ou usant l'apparence d'un tissu (fig. 11) qui est apt ué directement sur la couche de rayonnement 5. Il n'est dans ce cas s réces- d'utiliser des ailettes et la couche isolante 1 s'applique directement contre l'élément chauffant électrique. Ce dernier peut également être noyé totalement dans la couche isolante. La couche de rayonnement 5 peut être réalisée sur son côté tourné vers la couche isolante sous forme d'une couche d'accumulation de la chaleur, par exemple sous forme d'une couche de barytine, de sorte qu'il est possible d'accumuler la chaleur produite pendant la nuit. Les deux couches 1 et 5 de cette forme de réalisation présentent également des évidements 6 servant au montage ou à la liaison des conduites de même que des rivets creux 8 pour la fixation de l'élément de construction sur un plafond ou un mur. La fig. 12 représente un autre exemple de réalisation de l'élément de construction. Cet élément comporte les deux couches superposées 1 et 5 ainsi que le dispositif de guidage d'un fluide de travail, lequel se trouve entre les deux couches, par exemple un serpentin 3, de même que les ailettes 4 associées à celui-ci. Au milieu de l'élément de construction se trouve un évidement qui traverse la couche de rayonnement 5 et dans lequel est monté un appareil d'éclairage 11 ou un dispositif de soufflage d'air. Les câbles électriques 12 sont disposés, de préférence, entre les deux couches 1 et 5, contrairement à ce qui est indiqué à la figure. Les points de raccordement de ce câble 12 se trouvent à proximité des évide ment s 6, de sorte que le montage est simplifié. L'appareil d'éclairage 11 peut être recouvert par la couche isolante ou il peut dépasser cette couche, comme représenté au dessin. Cette dernière solution est avantageuse lors de la fabrication de l'élément de construction, surtout lorsque ce dernier est monté à une certaine distance du plafond en maçonnerie. La fixation des éléments de construction sur un plafond ou sur un autre élément porteur est réalisée par le fait que l'on introduit des chevilles à écartement 13 dans le plafond 7, après le soulèvement des éléments de construction contre ces derniers, par exemple à l'aide d'un engin de levage mécanique (fig. 13), et en engageant ensuite des vis de fixation 14 dans ces chevilles. L'élément de construction peut être disposé à la distance désirée du plafond en choisissant des vis d'une longueur appropriée et on peut également obtenir de cette façon un nivellement correct des surfaces visibles tournées vers le local. le type de fixation peut cependant varier en fonction de l'élément porteur. La fig. 14 illustre l'utilisation d'un élément de construction comme revêtement mural. l'élément de construction contenant les deux couches avec le moyen d'amenée à l'intérieur de celles-ci et servant à la conduction d'un fluide de travail, de même que d'autres éléments tels que des lignes électriques pour l'éclairage des câbles téléphoniques, des passages à air, etc., est monté sur la paroi 7 devant être revêtue au moyen d'un liant ou vissé ou cloué sur cette paroi. Plusieurs éléments de construction peuvent ainsi être disposés les uns à côté des autres et les uns au-dessus des autres, la référence 15 indiquant l'endroit où quatre éléments de construction voisins se rejoignent. Il est, en outre, visible au dessin que le raccordement de deux serpentins de chauffage voisins s'effectue dans la zone des évidements 6. La fig. 15 illustre une autre application de l'élément de construction, à savoir sous forme d'un élément formant avec plusieurs autres du même type une cloison. La couche isolante comporte, en dehors de la zone du serpentin 3, un autre dispositif de guidage sous la forme d'un passage 16 par lequel il est possible d'amener de l'air, par exemple de l'air conditionné au loch par l'intermédiaire d'une ouverture 16 se trouvant dans l'une des deux couches de rayonnement 5. Cet élé ment à cloison présente, par conséquent, deux couches de rayonnenent 5 et agit des deux côtés. La fig. 16 montre un autre élément de construction réalisé comme un élément de conditionnement consti+'nt en même temps une partie de cloison. De façon analogueàla forme de réa lisation illustrée à la fig. 15, on a disposé dans cet élément des passages dont l'un, le passage 16', sert au soufflage c'ai: conditionné à l'intérieur du local par des ouvertures 17' et dont l'autre, le passage 16", sert à l'aspl-ation d'air par des ouvertures 17".La partie inférieure de a fig. 16 illustre la façon dont il est possible d'incorporer dans un tel tr ment de construction des éauipe.erits électrintues téléphoniques de signalistion ou des équipements analogues. La fig. 17 représente un élément de conditionnement analogue pouvant servir d'élément de plafond ou, lorsqu'il est tourné de 1800, comme élément de revêtement du sol. Les ouvertures d'entrée et de sortie 17 peuvent être réalisées sous forme de grilles, de ventilateurs ou de plaques perforées. Il est également possible de disposer dans un tel passage à air des organes de distribution de la chaleur, tels que des ailettes, qui sont en liaison avec la couche de rayonnement, comme les ailettes décrites précédemment, et qui agissent en conséquence sur la couche de rayonnement lors de l'entrée d'air chaud ou d'air froid. On peut combiner l'élément de construction avec des dispositifs d'aération quelconques, notamment lorsqu'il est utilisé comme revêtement de paroi comme représenté aux fig. 18 et 19. Derrière l'élément de construction est disposé un passage 19 en forme d'entonnoir qui reçoit de l'air, par exemple de l'air conditionné-, depuis une conduite 20, cet air sortant ensuite à l'extrémité supérieure de l'élément de construction. Ce dispositif peut également être utilisé pour l'aspiration d'air depuis le local. la fig. 20 illustre l'utilisation de l'élément de construction comme plaque de revêtement du sol. L'élément de construction repose directement avec sa couche isolante 1 sur un plafond en maçonnerie brute 7. le tube chauffant 3 est disposé dans un évidement de la couche isolante 1 -et est entouré par une ailette 4, comme dans la forme de réalisation suivant la fig. 1. La transmission de la chaleur entre le tube et l'ailette est assurée par un étrier de serrage élastique 18, par exemple. Comme couche rayonnante 5 on utilise une couche de béton qui est représentée aux dessins comme une couche armée. Comme déjà mentionné, la couche isolante 1 est réalisée comme couche portante pour l'élément de construction. On peut la réaliser également de façon à ce qu'elle puisse supporter des sollicitations importantes venant de l'extérieur. Elle peut notamment être réalisée au moyen d'une armature appropriée, de façon à ce qu'elle puisse supporter des charges et que l'on puisse marcher sur elle. Lorsqu'on désire une telle conformation, on peut utiliser l'élément de construction directement comme coffrage pour une couche de béton 7 à la place d'un coffrage en bois ou en tôle (voir fig. 21). Les éléments de construction sont alors soutenus par des poutres 21 et des appuis 22. Pour la liaison de l'élément de construction avec la couche de béton 7 formée au-dessus de lui, on peut utiliser des rivets creux présentant un taraudage (voir fig. 21). Des vis d'ancrage 23 sont engagées dans ces rivets avant le début du coulage du béton, de sorte que les éléments de construction sont portés après la prise de celui-ci. La couche de rayonnement peut présenter des trous afin d'obtenir un effet d'insonorisation si cela est nécessaire. REVENDICATI08 1 - Elément de construction pour dispositifs de chauffage et de refroidissement par rayonnement et/ou de conditionnement d'air, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche isolante 1 préfabriquée et une couche de rayonnement 5 préfabriquée qui est appliquée, tout au moins en partie, contre la première et est reliée avec elle, en ce qu'il présente en outre au moins un dispositif de guidage 3, 9, 10, 16, 16', 16go, 19 pour un fluide de travail à l'intérieur de l'une des deux couches 1, 5 ou sur l'une d'elles de sorte que le fluide de travail peut agir sur la couche de rayonnement 5 ou directement sur le local et en ce que, enfin, la couche isolante 1 est réalisée comme couche porteuse pour l'ensemble de l'élément de construction. 2 - Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de guidage est un tube 3 pour un fluide froid au chaud. 3 - Elément de construction suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de guidage est disposé dans la couche isolante 1 et est au moins partiellement entouré par des organes de distribution de la chaleur qui sont en liaison de conduction avec lui, par exemple des ailettes 4, ces organes présentant également une liaison de conduction avec la couche de rayonnement 5. 4 - Elément de construction suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les organes de distribution de la chaleur sont reliés avec le tube 3 au moyen d'étriers de serrage élastiques 18. 5 - Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de guidage est un câble de chauffage électrique 9, un treillis chauffant 10 ou un élément Peltier qui présente une liaison thernique avec la couche de rayonnement 5. 6 - Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de guidage est formé par des passages 16, 16', 16" disposés dans la couche isolante et servant par exemple à la conduction d'air conditionné, les passages étant au moins partiellement ouverts du côté de la couche de rayonnement 5 et reliés aux ouvertures 17, 17', 17" de la couche de rayonnement 5 qui menent à l'extérieur. 7 - Elément de construction uit l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche ce rayonnement 5 présente une ouverture pour la réception d'un appareil d'éclairage 11 dont les fils d'arrivée électriques sont disposés de préférence entre la couche de rayonnement 5 et la couche isolante 1. 8 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente des dispositifs de guidage 3, 9, 10, 16, 16', 16", 19 pour un fluide de travail qui sont disposés à l'intérieur ou sur les deux couches 1, 5. 9 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il présente au moins deux dispositifs de guidage 3, 9, 10, 16, 16', 16", 19 pour différents fluides de travail. 10 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est traversé par des rivets creux 8 qui s'étendent à travers toutes les couches 1, 5. 11 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé an ce qu'il présente sur sa périphérie au moins une rainure la dans laquelle peuvent être glissées des barrettes lb. 12 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il présente des nervures de renfort. 13 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il présente une armature sur la couche sollicitée à la traction. 14 - Elément de construction suivant l'une quelconque des rever.dications 1 à 13, caractérisé en ce que la couche de rayonnement 5 est insonorisante et présente des trous sur le côté extérieur. 15 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractéris er. ce ':ue au n oins la couche isolante 1 est en une ratière à particules incombustible, inorganique avec un an nco-..ustible. 16 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la couche isolante 1 et la couche de rayonnement 5 sont de la même matière. 17 - Elément de construction suivant 1' une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la couche de rayonnement 5 est réalisée comme couche d'accumulation de la chaleur sur le côté tourné vers la couche isolante 1. 18 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il est réalisé comme élément de coffrage. 19 - Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il est préfabriqué dans son ensemble.