Brevet FR2421344A1 — publié le 19791026

La présente invention a pour objet un procédé de climatisation intégrée de batiment et la conception structurale s'y rapportant. La présente invention a pour but premier d'arliorer le conditionnement de l'air dans des bâtiments dont l'exploitation nécessite tout ou partie des conditions ci-après définies - renouvellement de l'air, - correction ddétat hygrométrique, - correction de température, - isolation thermique, et pour lesquels une économie de construction est recherchée. Cn peut citer à titre d1exeniples, les bâtiments d'éleyage tels que porcheries, étables, bergeries, poulaillers etc..., mais également les bâtiments à usages divers : habitations, bureaux, locaux industriels ..., notamment sous' des clirnats extrêmes et en particulier tropicatt. La présente invention a pour but subsidiaire de définir une conception structurelle optimisant et intégrant au mieux à la fonction mécanique de la structure les fonctions de climatisation et d'isolation indiquées- çi-dessus, et ceci en ayant,dans toute la mesure du possible, recours à des matériaux ou à des éléments capables d'assurer simultanément plusieurs fonctions. Conformément à l'invention, le procédé, dans l'un de ses modes typiques de réalisation, se caractérise, dans le-cas d'un bâtiment à deux pentes, par l'aménagement selon les deux versants de deux veines de circulation d'air 5, de section rectangulaire (fig.3) convergeant au niveau du faite et limitées d'une.part par un panneau composite 2, support de la couverture 4, et un panneau de plapnnage 3 sensiblement parallèle au premier (les deux participant à l'isolation au bâtiment) et 2'autre part par les flancs des arbalétriers-des fermes Ces veines sont ouvertes en partie basse sur le volume interne du bâtiment et/ou sur l'extérieur, gràce à un système de volets à plusieurs positions 11. En partie haute (faîtage), ces veines stouvrent dans un dispositif aérodynamique (Venturi) 10, créant en cas de vent une dépression dans les veines 5. Des panneaux d'obturation 9, portés par les entraits des ferres e et munis d'orifices 15 délimitant, conjointement aux panneaux de plafonnage 3, un volume prisraatique triangulaire ou "saine" de ventiiation 6 continue sur la longueur du bâtiment. Au niveau des orifices 15 de la gaine, des batteries de chauffage associees à des ventilateurs et éventuellement des humi- dificateurs peuvent être installées. Ainsi donc, sous les effets conjoints ou isolés de la dépression créée au niveau du faîtage 10 par le vent et de la sur? ession créée au niveau des orifices t5 par les ventilateurs, une circulation d'air peut s'établir telle cue représentée à la figure 1 et pouvant correspondre à une situation hivernale. Grâce aux différentes positions pouvant être données aux valets 11/12 et éventuellement 13/14 (figure 5), des configurations de climatisation très diverses peuvent être obtenues en -fonction aes résultats recherchés, de l'intensité et de ltorientation du vent, de la température extérieure. On citera tout particulièrement les situations types suivantes : (figure 5) - situation 3, correspondant à un effet de double toiture ventilée, améliorant le confort thermique d'été par exemple, - situation ou IIJ isolant la veine a'air et lui donnant une fonction de renforcement de l'isolation par exemple pour les phases de montées en température ou les périodes de froids extrêmes. - situation 4 ou ,permettant une ventilation de te traitionnel par une comraunication directe entre l'extérieur et l'intérieur du bâtiment. Des réglages intermédiaires peuvent être obtenus par des co1binaisons différentes (par exemple effet Venturi de la situation 2 (figure 5), qui améliore le pompage aérodynamique) et des corrections ou compléments apportés par les volets inférieurs classiques 12. Du point de vue structurel, ltossature est conçue de manière à permettre une mise en oeuvre aisée réduisant la main d'oeuvre ce montage et à donner aux matériaux constitutifs des fonctions r.lulti- ples dans toute la mesure du possible, afin de réduire les colts correspondants. On citera en particulier - la préfabrication des fermes 1 (par exemple selon le procédé COUSQUER) en un ou plusieurs scus ensembles à assembler sur chantier, - le montage des ferrures d'ancrage 7 des fermes sur un axe horizontal parallèle à la ferme, permettant un montage et un levage des fermes aisés après fixation au sol, - la conception des panneaux de support ae couverture 2 et des panneaux inférieurs 3, qui permet leur conditionnement, transport et mise en oeuvre en un élément unique, dont les deux parties,maintenues en contact par un assemblage provisoire, sont désolidarisées en place au cours du montage pour reconstituer la veine 5. - la constitution en caisson des fermes, assurant un cloisonnement transversal (par rapport à l'axe du bâtiment) des veines 5 d'air et la modulation éventuelle des schémas de ventilation en différentes sections de bâtiment, - la disposition des membranes ou "peaux", limitant la veine d'air, assurant des parois lisses (donc de faibles pertes de charge aéroaynamiques), constituant, dans les panneaux auxquels elles appartiennent 2 eut 3, des lames d'air participant l'isolation et faisant office ae pare-vapeur. Les descriptions données précédemment ne consti-tuent qu'un exemple indicatif des réalisations conforme à l'invention ; de nombreuses variantes intéressantes à de multiples égards sont possibles. On citera çi-après les principales - séparation longitudinale verticale au bâtiment au voisinage du faîtage, chacune des deux parties conservant un comportement quasi identique au cas précédent du fait de la dispo- sition axiale des arrivées et évacuations d'air principales, - réalisation de bâtiments à une seule pente, présentant des caractéristiques analogues à celles des zones définies au précédent alinéa. - veines d'air 5 à épaisseur variable (parois non parallèles) pouvant améliorer la circulation de l'air, - tout ou partie des équipements ae chauffage, humidification et misé en pression. du bâtiment peuvent être disposes et éventuellement groupés en amont des orifices 15, soit dans la gaine ó, soit dans une installation annexe la desservant, - l'extraction d'air à la partie supérieure des veines peut être créée ou accélérée par des moyens mecanlques. be choix de ce type de fonctionnement ou de celui décrit à l'alinéa précédent ou dans le cas étudié initialement, permet d'obtenir un fonctionnement en dépression ou surpression du bâtiment par rapport à la pression atmosphérique externe. - la veine 5 peut être allongée verticalement par un volet suspendu 13, laissé libre : situation ; ce volet peut être accroché à l'une des parois (paroi verticale ou plafond 3): situations ou - les panneaux extérieurs 2 peuvent supporter ou être constitués d'une couverture rigide, isolante, formée de plaques ondulées ou nervurées, par exemple en métal, munies en sous-face d'une couche d-'un rnatériau isolant y adhérant, - le panneau intérieur 31 formant plafond et parci interne de la veine d'air, peut être constitué de plaques ondulées ou nervurées,munies sur leur face interne à la veine d'air d'une couche d'un matériau isolant y adhérant , se supportant ellesmêmes sur la portée entre fermes du fait de leur rigidité propre, - les fermes constituant l'ossature porteuse principale du bâtiment peuvent être réalisées selon toute technique connu REVENDICATIONS 1. -Installation pour le renouvellement de l'air d'un bâtiment et plus spécialement d'un local d'élevage tel qu'une porcherie, ce bâtiment Drésentant-une toiture à au moins un versant surmontant des murs, caractérisé :: - en ce que le ou les) versant(s) comporte(nt!, entre deux fermes consécutives, un panneau composite intérieur ae plafond et un panneau composite extérieur de toiture, ces deux panneaux étant sensiblement parallèles l'un à l'autre afin ae délimiter une veine montante de circulation d'air, - en ce que la veine débouche, à sa partie supérieure, sur le faîte de la toiture pour évacuer dans l'atmosphère l'air d'ambiance du bâtiment, - en ce que cette veine communique, à sa partie inférieure, de façon réglable, avec l'extérieur et/ou l'intérieur dudit bâtiment, - et en ce que les fermes supportent sous le panneau de plafond une gaine s'étendant sur toute la longueur de ce bâtiment et communiquant, d'une part, à au moins l'une de ses extrémités, avec l'extérieur pour aspirer l'air atmosphérique et, d'autre part, par au moins une ouverture intermédiaire, avec l'intérieur du bâtiment pour y remplacer l'air ambiant. 2. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la gane-et/ou les:veines coopèrent avec des moyens de circu- lation forcée d'air. 3. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la (ou les) ouverture(s) de la gaine coopèreÇnt) avec des moyens de conditionnement d'air (chauffage, rafraîchissement, humi- dification, etc...). 4. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque ferme est constituée par un portique, dont les arbalétriers (et éventuellement les poteaux) sont réalisés en poutre-caisson à paroi travaillante en contreplaqué et par un entrait horizontal participant au fonctionnement mécanique de la ferme et facilitant l'axe nagement d'une gaine de ventilation longitudinale. 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ceractCrisée en ce que le panneau extérieur de toiture est constitué de cadres préfabriqués en bois formant panne de support de la couverture, incorporant un matériau isolant rigiae (tel du polystyrène expansé) monté en feuillure, et une peau tendue en sousface (par exemple un film de polyéthylène) ménageant une lame d'air, renforçant l'isolaticn,entre elle-rriême et le matériau isolant rigide, et for.-oant la paroi externe ce la veine d'air de ventilation. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couverture est constituée de plaques en métal ondulées ou nervurées, munies en sous-face d'une couche de mousse isolante (polyuréthane par exemple) y adhérant, le tout reposant sur un dispositif tel que celui défini dans la revendication 5 ou tout autre type de pannelage, ou encore se supportant lui-même sur la portée entre fermes du fait de sa rigidité propre. 7. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le panneau intérieur, formant plafond et paroi intérieure de la veine d'air, est constitué de cadres préfabriqués en bois supportant d'une part, sur sa face inférieure, un matériau en plaques (tel que du panneau de particules de bois par exemple) formant revêtement de plafond et assurant, éventuellement, le contreventement du bâtiment ; et d'autre oart, sur sa face supérieure, une peau tenue (par exemple un film de polyéthylène) ménageant une lame d'air (renfcrçant l'isolation) entre elle-même et le revêtement de plafond,et formant la paroi interne de la veine dtair de ventilation. 8. - Installation selon l'une auelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le panneau intérieur formant plafond et paroi interne de la veine d'air est constitué de plaques de métal ondulées ou nervurées, munies sur leur face interne à la veine d'air dune couche de mousse isolante (polyvêthane par exemple) y adhérant et se supportant elles-mêmes, sur la portée entre fermes, du fait de leur rigidité propre. 9. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la gaine d'air de ventilation longitudinale est délimitée par un panneau sensiblement horizontal et par le panneau interne de la veine de ventilation, ainsi qu'un mur. 10. - installation selon l'une quelconque des revendication 1 à 8, caractérisée en ce que ia gaine ci'air de ventilation longitudinale est Zélimitée par un panneau sensiblement horizontal et par deux panneaux internes des veines de ventilation (dans le cas de bâtiment à deux pentes par exer.1ple). 11. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le réglage de l'ouverture, établie entre la veine d'air et l'extérieur et/ou l'intérieur du bâtiment, est réalisé à l'aide d'un volet mobile, dont l'axe est situé de telle manière qu'il permette le plus grand nombre de combinaisons de ventilation. 12. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le réglage de la (ou les) ouverture(s) de la veine d'ai-sur l'extérieur et l'intérieur du batiment est réalisé à l'aide de deux volets mobiles, dont les axes, parallèles et éventuellement confondus, sont situés de telle manière qu'ils permettent le plus grand nombre de combinaisons de ventilation et, entre autres, l'obturation complète de l'extrémité basse de la veine. 13. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le réglage de l'ouverture établie entre la veine d'air et l'intérieur du bâtiment est réalisée à l'aide d1un volet suspendu par son axe de rotation au voisinage de la lèvre interne de l'ouverture basse de la veine d'air, de manière sensiblement parallèle à la paroi latérale du bâtiment, et pouvant être fixé, par sa partie inférieure libre, soit à la dite:paroi afin d'isoler l'intérieur du bâtiment de la veine, soit à la paroi inférieure (plafond) de la toiture afin d'accélérer la ventilation directe entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment ; ou encore être laissée libre afin d'allonger la veine d'air, en sa partie basse, le long de la paroi latérale du bâtiment. 14. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'extrémité supérieure de la (ou les) veine(s) d'ai (par exemple au faîtage dans le cas d'un bâtiment à deux pentes) est ouverte sur l'extérieur du bâtiment par l'intermédiaire d'un dispositif naturel (effet Venturi) ou mécanique (ventilation par exemple), susceptible d'accélérer la circulation d'air en maintenant cette zone en dépression par rapport à la gaine de distribution d'air longitudinale du bâtiment. 15. - installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que la différence de pression entre l'intérieur du bâtiment et l'extrémité supérieure des veines ateva- cuation est assurée ou augmentée par une surpression dans la gaine d'arrivée longitudinale ou par une ventilation mécanique située au niveau des orifices de passage d'air faisant communiquer cette gaine et l'intérieur du bâtiment. 16. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que, afin de faciliter le montage des fermes, leur ferrure d'ancrage au sol est munie d'une articulation à axe horizontal, parallèle au plan de la ferme, ce dispositif étant éventuellement complété par un moyen de blocage provisoire de la ferme dans sa position verticale. 17. --Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que les fermes sont préfabriquées en deux éléments principaux (par exemple symétriques), assembles-sur chantier. 18. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que, au cours de leur transport et présentation, les panneaux composant les parois haute et basse des veines dtair (panneau couverture et panneau plafond) sont maintenus en contact par un assemblage provisoire et désolidarisés, en place, au cours du montage, pour reconstituer la veine.