Brevet FR2543608A1 — publié le 19841005

VITRAGE ENERGETIQUE "' MENUISE" La baie vitrée est une ouverture destinée à laisser pénétrer la lumière à l'intérieur de l'habitation et à permettre d'observer sans aucune modification, le monde extérieur. C'est plus précisément une continuite transparente du mur oui doit répondre aux exigences humaines et garder les notions de sécurité et de confort dans l'habitation, en toutes saisons, de jour comme de nuit Elle doit supprimer " l'effet de parois " et permettre de bénéficier au maximul de la surface habitable. Le double vitrage isolant ainsi que le survitrage ont sensiblement amélioré le confort de l'habitation Cependant, les performances énergétiques actuelles des baies sont sérieusement limitées tant au niveau du vitrage isolant qu'au niveau de la menui- serie D'autre part, les impositions et tolérances de fabrication et de montage des produits verriers dans les menuiseries ne sont pas faites pour améliorer les performances du produit fini On a trop souvent constaté que les résultats obtenus en laboratoire sur proto- types sont difficilement respectés dans la fabrication des produits dits " de séries L'analyse de la valeur d'une baie vitrée confirme, quelle que soit la nature de la menuiserie, qu'il faut revoir dans son en- semble et au niveau du produit fini, la technicité. Il faut donc impérativement, pour obtenir un produit d'un très bon rapport " qualité prix ", même en séries, profiter au maximum des caractéristiques des différents matériaux entrant dans sa composition, supprimer les multiples interventions, les juxtapositions des composants, accessoires, jeux de montage, tolérances etc paramètres négatifs à la qualité et au prix de revient Il faut au maximum faire de l'intégration. Actuellement, pour cds raisons évidentes d'économies d'énergie, l'isolation thermique est de rigueur Si le problème semble être à peu près maitrisé au niveau du gros-oeuvre, il est loin d'être satisfaisant en ce qui concerne les baies vitrées. La présente invention concerne une toute autre conception dans son ensemble de la baie vitrée, plus exactement, la création d'un Vitrage Energétique " Menuisé ", désigné abréviativement dans la suite par les lettres "V E-M ". L'innovation du "V E-M " est incontestable et touche différents domaines tels que: économique, exploitation, confort, architecture, conception du vitrage isolant et de la menuiserie, performances thermiques et acoustiques, stabilité, durabilité et garantie du rapport " qualité prix ". Economique: Diminution de la consommation d'énergie. Exploitation: Réduction considérable des dépenses de chauffage l'hiver et d'air conditionné l'été pour certains immeu- bles de bureaux La technicité du " V E-M ", sa conception ainsi que ses composants lui permettent d'assumer des fonctions poly- valentes efficaces en toutes saisons, de jour comme de nuit. Barrières aux calories extérieures l'été en façade exposée Capteur de calories gratuites en hiver et mi-saisons par apport solaire, provoquant ainsi un " effet de serre " Retenue des calories inté- rieures pendant la période d'hiver et les nuits. Ses hautes performances énergétiques permettent d'augmenter les surfaces vitrées, par conséquent: abondance de luminosité et économie d'éclairage artificiel. Confort Augmentation des surfaces vitrées dont de la lumière naturelle Suppression des points froids dans l'habi- tation Uniformité des températures Amélioration considérable du coefficient " jour nuit " Protection solaire à volonté. Architecture: Suppression des contraintes architec - turales dues aux limites dimensionnelles des ouvertures Possi- bilité d'envisager des façades entièrement vitrées avec un rendement énergétique identique et même supérieur au traditionn el. Conception du Vitrage Energétique et de la Menuiserie: La conception du " V E-M " permet la réalisation de vitrages isolants à forte épaisseur de lame d'air déshydraté pour incorpora- tion éventuelle de un ou plusieurs écrans à faible émissivité augmentant considérablement les performances thermiques et acoustiques du produit verrier. La morphologie de l'élément intercalaire permet au "V E-M " de remplir une fonction de vantaux de menuiseries fenêtres et portes-fenêtres battantes ou coulissantes à rupture de pont thermique Un système incorporé dans ce même élément j 5 évite tous risques d'explosion et d'implosion dûs à la dilatation des gaz emmagasinés dans l'enceinte étanche du produit verrier. Thermique et Acoustique: L'intégration de la menui- serie au vitrage isolant permet d'obtenir un produit fini de très haute qualité constante même en séries. La technicité du " V E-M " supprime tous les inconvé- nients rencontrés du fait de la fabrication dispersée et plus ou moins adaptée des menuiseries et des produits verriers se caractérisant par des problèmes de cumul de tolérances de fabrication, d'assemblages, de juxtaposition d'accessoires, de jeux de montage, de joints d'étanchéité, de calages etc Le " V EM " est un produit à hautes performances énergétiques Les coefficients thermiques se situent aux environs de: Produit de base (Fig 1 2 5): K env = 2,2 W/m 2 oc avec une 3 ème glace centrale (Fig 4): K env a 1, 9 avec un écran à faible émissivité (Fig 6 7 8): K env = 1 avec 2 écrans à faible émissivité (Fig 9 11 l: K env = 0, 80 " avec 2 écrans à faible émissivité et une glace centrale (Fig10): K env = 0, 70 Durabilité Stabilité Garantie: Les caractéristi- ques des différents matériaux utilisés, ainsi que la technique de conception du "V E-M" suppriment en grande partie des défauts de fabrication et permettent d'obtenir un produit d'une très grande stabilité. La durée d'efficacité des vitrages isolants actuels est limitée à 10 ans Celle du "V E-M "t est pratiquement illimitée. Un système de régénération possible permet de donner une nouvelle vie au produit verrier en remplaçant purement et simplement le déshydratant arrivé à saturation. Rapport "qualité-prix ": Le "V E-M" quelle que soit sa formule est un produit d'un excellent rapport "qualité prix ". Il est d'autant plus compétitif en formule de base de 35 mm d'épais- seur qu'il peut s'adapter, sans aucun problème, dans le cas de façades rideaux ou de menuiseries telles qu'en bois, aluminium, PVC et remplir les fonctions d'ouvrant d'une qualité " Acotherm ". La technicité ainsi que la conception du " V E-M "confirment que le produit a fait l'objet d'une-véritàble étude d'analyse de la valeur au niveau de la baie vitrée. La présente invention a pour objet un Vitrage Energétique "Menuisé" à fort e épaisseur de lame d'air réalisable par la mise au point d'un système incorporé dans l'encadrement formant l'ossature, supprimant tous risques d'explosion et d'implosion dûs à la dilatation des gaz, air déshydraté emmagasiné dans l'enceinte étanche. L'épaisseur de la lame d'air varie en fonction des per- formances énergétiques recherchées, elle permet d'incorporer un ou plusieurs composants dans l'enceinte tels qu'écrans à faible émissivité, glaces etc Le "V E-M " se distingue très nettement des produits existants du fait de sa polyvalence qui le rend efficace et rentable à tous moments, quelles que soient les conditions climatiques. Il répond, en permanence, aux exigences humaines dans le cadre du confort, de l'économie et de la fiabilité. Le Vitrage Energétique "Menuisé " (enceinte étanche) composée d'un encadrement aluminium et de 2 glaces objet de l'invention se caractérise par: I Dans le cas d'utilisation en parois fixes: a/un élément intercalaire en aluminium 2 (Fig 1 et 231 (Fig 10)à rupture de pont thermique 3 (Fig 7 et 10) soigneusement assemblé et étanché aux angles formant l'encadrement (ossature du" V E-M ". b/deux glaces 1 (Fig 1 et 24) (Fig 11 telles que recuites, trempées, feuilletées, claires ou teintées, maintenues écartées par l'élément intercalaire 2 et 23 constituant l'enceinte et définissant l'épaisseur de la lame d'air incluse à l'intérieur de ladite enceinte. La liaison des glaces est assurée par: une première barrière périphérique tel qu'en butyl extrudé à chaud 4 (Fig1)étanche à la vapeur d'eau. une deuxième barrière péri phérique, tel qu'un joint silicone extrudé 6 (Fig 1) étanche à l'eau assurant un scellement souple des glaces à l'élément intercalaire. ç/un stabilisateur de pression 13 (Fig 3 et 5) et 25 (Fig 1) incorporé dans l'élément intercalaire dont le rôle est d'absorber les variations de volume de l'air emmagasiné dans l'enceinte étanche. d/ un profilé adaptateur tel qu'en PVC (Fig 7 et 45) (Fig 10) permettant de: transformer le profilé intercalaire en tubulaire tout en le laissant en équilibre de pression avec la chambre 11 (Fig 51 de l'enceinte étanche d'emmagasiner letamis moléculaire 8 (Fig 2) déshy- dratant de I'air de l'enceinte. d'effectuer un montage souple d'une glace intermédiaire 14 (Fig 41 d'un film transparent tendu 12 (Fig 3)ou plusieurs glaces 14 (Fig 117 de supprimer le phénomène de convection lorsque le ou les écrans à faible émissivité sont baissés 18 et 19 (Fig 7 et 10). e/-un film transparent tendu 12 (Fig 3 lune ou plusieurs glaces intermédiaires 14 (Fig 4 et 11) Un écran à faible émissivité 18 (Fig 6 et 7) Deux écrans à faible émissivité 21 (Fig 9) Deux écrans 18 plus une glace intermédiaire 14 (Fig 10) II Dans le cas d'utilisation en vantaux du "V E-M "tels que f/ fenêtres ou portes-fenêtres coulissantes, adjonction de brosses d'étanchéité 27 (Fig 12 et 13), de chapes 28 et roulements 29 (Fig 13) g/ fenêtres ou portes-fenêtres battantes, adjonction d'un profil accessoire 32, de joint d'étanchéité 34, 35, 36, et paumelles 33 (Fig 14) -72543608 DESCRIPTION du "V E M" Description de la conception et de la technique d'ensemble de l'enceinte étanche Les 5 planches de dessins annexées comportent 15 figures Les figures ( 1 et 10) définissent la conception dans son ensemble de l'enceinte. Les 2 cas d'épaisseur retenus, soit 35 mm (Fig1) et mm (Fig 10), sont définis en fonction des composants incor- porés dans l'enceinte et peuvent varier. L'enceinte étanche est réalisée par un cadre intercalaire tel qu'en aluminium ou PVC rigide 2 ou 23 formant l'ossature, soigneusement assemblé et étanché aux angles. 2 glaces 1 ou 24 d'épaisseur égale ou différente suivant les dimen- sions et résultats souhaités. assemblage des deux glaces 1 ou 24 sur le cadre intercalaire 2 ou 23 par: interposition périmètrale tel qu'un butyl 4 extrudé à chaud formant une première barrière étanche à la vapeur d'eau. positionnement d'un joint silicone 6 extrudé formant une deuxième barrière étanche à l'eau et assurant un scellement souple des glaces 1 ou 24 au cadre intercalaire 2 ou 23 formant l'ossature de l'enceinte étanche. CARACTERISTIQUES TECHNIQUES ET FONCTIONNELLES DU " V E M" FAISANT OBJET DE REVENDICATIONS _ Elément intercalaire 2 ou 23 composé d'un profilé en aluminium extrudé 2 (Fif 1) et 23 (Fig 10) à rupture de pont thermique obtenu par coulage dans l'âme centrale d'une résime 3 (Fig 1 et 10), assurant la liaison des ailes du profilé 2 ou 23, constituant ainsi un encadrement d'ossature de l'enceinte à faible conductivité, après fraisage d'une partie de l'âme du profilé alu- minium 2 ou 23 Cette technique permet d'obtenir une enceinte vitrée isolante à rupture de pont thermique. Stabilisateur de pression: Pour les vitrages isolants existants, les contraintes internes dues aux variations de volume de l'air emmagasiné entre les 2 glaces " variations dues à la dilatation des gaz en fonction des différences de températures "sont absorbées par les glaces ce qui explique la limitation à 12 mm de l'épaisseur de la lame d'air des vitrages isolants actuellement commercialisés, ceci dans le but d'éviter tous risques d'explosion ou d'implosion. L'épaisseur importante de la lame d'air du " V E-M" 11 (Fig 2 et 9) de l'ordre de 27 mm (Fig 2) et de 65 mm (Fig 9)- nécessite la présence d'un dispositif absorbant les variations de volume -évitant les pressions internes de l'enceinte. Suivant l'invention, le stabilisateur de pression consti- tué par une sorte de membrane tubulaire souple 13 (Fig 3 et 5) ou (Fig 11) parfaitement étanche à la vapeur d'eau, positionnée dans la chambre de l'intercalaire 2 ou 23 ayant pour fonction d'ab- sorber, en plus ou en moins, les variations de volume de l'air emmagasiné dans l'enceinte étanche du " V E-M " Ce dispositif a a pour but d'éviter toutes contraintes internes et de supprimer tous risques d'explosion ou d'implosion. L'intérieur du dispositif 13 (Fig 3 et 5) ou 25 (Fig 11) est en équilibre constant par les orifices 16 ( Fig 3, 5 et 11) avec la pression atmosphérique. Profilé adaptateur 7 (Fig 7 et 8) ou 45 (Fig 10) permet de remplir diverses fonctions (Fig 2), il transforme le profilé intercalaire 2 en profilé tubulaire et sert de logement au tamis moléculaire 8 déshydratant de l'air de l'enceinte Son assemblage, non (étanche, au profilé intercalaire, assure léquilibre de pression entre la chambre 11 de l'enceinte (Fig 2) et l'intérieur du tube o se trouve le tamis 8 (Fig 2) Il permet (Fig 3 et 4) (Fig 10 et 15) le montage souple de glaces intermédiaires 14 transformant ainsi la chambre de l'enceinte 11 (Fig 2) en 2 lames d'air 39 et 40 (Fig 3 et 4), puis en 4 lames d'air 41, 42, 43 et 44 (Fig 15) augmentant consi- dérablement les performances thermiques et acoustiques du "V E-M ". n I assure également, dans le cas d'écrans à faible émis- sivité incorporés dans l'enceinte, un système anti-convection, latéralement et en partie inférieure. En effet, les barres de charge 19 sont en contact avec les profilés adaptateurs 7 (Fig 7 et 45) (Fig 10) Dans le cas de la Fig 10, une glace 14 peut être positionnée. Régénération Stabilité Fiabilité La majorité des fabricants de vitrage isolant garantissent la durée de vie de leurs produits à 10 ans, ce qui définit bien entendu leurs stabilité et fiabilité Il est certain qu'au bout d'une décennie, le déshydratant peut arriver à saturation et ne remplit plus son rôle. Il en résulte une altération permanente de la transparence du vitrage isolant et une diminution des performances thermiques. Le " V E-M " répond très favorablement aux critères précités Il peut techniquement être régénéré par aspiration du tamis moléculaire 8 (Fig 2) arrivé à saturation par les orifices 9 (Fig 2) et être remplacé, par injection de nouveau déshydratant, par ces mêmes orifices 9 donnant une nouvelle vie au " V E-M ", renouvelant ainsi la garantie du vitrage isolant et le maintien des performances thermiques initiales. Incorporation d'écrans à faible emissivité ou de glaces intermédiaires La réalisation possible d'enceintes étanches vitrées à épaisses lames d'air, grâce au dispositif absorbant les variations de volume d'air " stabilisateur de pression ", permet l'incorpora- tion de un ou plusieurs écrans 18 (Fig 6 et 7), puis 18 et 21 (Fig 9 et 10) et d'obtenir des vitrages isolants à hautes perfor- mances énergétiques. D'autre part, les écrans étant considérablement protégés des agents extérieurs conservent leurs caractéristiques ainsi que leurs stabilité et performances thermiques dans le temps. Entrafnement des écrans: L'entratnement du ou des écrans est incorporé dans l'intercalaire 17 (Fig 6) et 20 (Fig 9) en partie supérieure Le montage des sangles nylon sur les poulies centrales permet un enroulement inversé Les poulies sont accou- plées dans le cas de 2 écrans 20 (Fig 9) Les sangles sont reliées aux barres de charges 19 (Fig 6) et 22 (Fig 9) assurant le mouve- 2.5 ment des écrans Le fonctionnement s'effectue de haut en bas certaines lames tubulaires de l'écran 18 (Fig 7 et 10) peuvent être translucides. L'entrainement peut être assuré par moteur de 24 volts positionné à l'extérieur du "V E-M " La sortie d'entrainement sera à l'intérieur des locaux et de préférence axée. La pénétration de l'axe dans l'enceinte sera étanche par l'interposition d'une bague étudiée à cet effet La manoeuvre de l'écran pourra éventuellement être effectuée manuellement. Fabrication du "V E-M " sous pression contrôlée. Les orifices 15 (Fig 4) permettent l'injection de gaz lourd l'injection éventuelle d'air chaud déshydraté économisant de cefait l'agent déshydratant À par passage dans une étude, la réalisation de vitrages iso- lants à pression contrôlée, à savoir, pression différente à la pression atmosphérique la mise en équilibre de pression de l'enceinte étanche en fonction du site de montage "par exemple construction en haute altitude ". -Intégration des menuiseries aux vitrages isolants L'adjonction de brosses d'étanchéité 27 (Fig 12 et 13), de chapes 28 (Fig 13) équipées de roulements 29 (Fig 131 permet d'assurer au " V E-M "une fonction de vantaux fenêtres ou portes-fenêtres coulissantes d'un excellent rapport" qualité prix" et d 'une performance" Acothern ". L'adjonction d'un accessoire 32 (Fig 14) équipé de joints d'étanchéité 35 et 36 et d'un joint extérieur 34 (Fig 14) permet d'assurer au " V E-M "une fonction de vantaux fenêtres ou portes-fenêtres battantes d'un excellent rapport " qualité prix et d'une performance "Acotherm ". Le "V E-M" est un vitrage isolant auto-porteur. La rigidité de l'ossature, profilé intercalaire 23 (Fig 15) ainsi que le positionnement des glaces extérieures font du V E-M "un produit d'une très grande inertie La technicité de l'élément intercalaire permet son montage direct dans le gros- oeuvre (Fig 15) Le " V E-M" se classe dans la catégorie des produits finis auto-portants. REVENDICATIONS 1 Vitrage pour fenêtres et portes-fenêtres du genre constitué par deux vitres disposées en regard et maintenues à un écartement donné de manière à déterminer une enceinte étanche destinée à inclure en atmosphère d'air déshydraté ou autre, des éléments accessoires aussi bien transparents qu'atténuateurs de radiations, caractérisé en ce que les deux vitres constituant parois de l'enceinte sont réunies à chaque extrémité par un élément intercalaire -( 2) formant support, tel qu'en aluminium extrudé, l'un au moins desdits éléments intercalaires incluant par coulage une résine ( 3) déterminant une rupture de pont thermique, ladite enceinte ainsi constituée étant pourvue de moyens assurant la fixation desdits éléments accessoires, la stabilisation de pression entre ladite enceinte et l'extérieur et la déshydratation permanente de l'air qu'elle contient. 2 Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un joint circulaire ( 4) tel qu'en butyl extrudé à chaud est inséré entre la paroi extérieure de chacun des éléments intercalaires formant supports ( 2) et chacune des deux vitres ( 1) constituant le vitrage, tandis qu'un joint ( 6) tel qu'en silicone extrudé est disposé entre une partie formant rebord de chacun desdits éléments intercalaires et le chant'de chacune desdites vitres. 3 Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de stabilisation de pression sont constitués par un organe en un matériau compressible et extensible, l'intérieur dudit organe étant en communication avec l'air extérieur de manière à compenser automatiquement les différences de pression régnant dans l'enceinte et résultant des variations de volume dues 25436 b 8 à des causes thermiques, afin d'éviter tous risques de bris de vitre pouvant résulter desdites variations. 4 Vitrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe en un matériau compressible et extensible est une poche ( 13) logée dans une chambre ( 5) à l'intérieur d'un élément intercalaire ( 2) ladite chambre étant soumise aux mêmes pressions que l'air emmagasiné dans l'enceinte proprement dite. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément intercalaire ( 2) est pourvu d'un moyen ( 7) constituant support d'au moins un élément accessoire logeable à l'intérieur de l'enceinte, ledit/lesdits accessoire (s) étant aussi bien transparent (s) qu'atténuateur (s) de radiation et tels que vitre ( 141 (Fig 4), films ( 12) (Fig 3), écran ( 18) (Fig 2) notam- ment lesdits éléments ayant pour effet en augmentant le nombre des lames d'air à l'intérieur de l'enceinte d'y supprimer les phénomènes de convection. 6 Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déshydratation permanente de l'air inclus à l'intérieur de l'enceinte sont constitués par un produit déshydratant 8 (Fig 2) logé dans la chambre 5 d'un des éléments intercalaires 2, ladite chambre étant en communication avec l'enceinte propre- ment dite, l'introduction et l'extraction dudit produit pouvant être obtenues, aux fins de renouvellement dudit produit en cas de satu- ration de ce dernier, à travers au moins un orifice obturable 10 (Fig 2) pratiqué à l'extrémité dudit élément support intercalaire opposée à celle située dans ladite enceinte. 7 Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des rainures longitudinales sont pratiquées dans la partie extérieure des éléments intercalaires pour permettre entre autres le positionnement de brosses d'étanchéité ( 27) (Fig 13) des moyens de roulement ( 29) et chapes ( 28) étant incorporés à l'élé- ment intercalaire considéré pour permettre le coulissement du vitrage dans le cas d'ouverture et fermeture par translation. 8 Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des rainures longitudinales sont pratiquées dans la partie extérieure des éléments intercalaires pour permettre entre autres le positionnement de profils accessoires ( 32) (Fig 141, prévu. pour permettre le montage de paumelles, pivots ( 33), Fig 14) afin de permettre d'obtenir par pivotement l'ouverture et la ferme- ture de l'ensemble du vitrage, des joints d'étanchéité ( 35 361 étant prévus dans ledit profil accessoire ( 32), un joint 34 étant également prévu dans le profil intercalaire. NOMENCLATURE DES PIECES 1 Glaces claires 2 Elément intercalaire en aluminium à rupture de pont thermique 3 Rupture de pont thermique du profil intercalaire 4 Butyl lère barrière d'étanchéité du vitrage isolant Chambre fonctionnelle 6 Silicone 2 ème barrière d'étanchéité et liaison des produits verriers à l'intercalaire de l'enceinte 7 Profil adaptateur 8 Tamis moléculaire Déshydratant 9 Orifices Extraction ou injection du déshydratant, de gaz déshydraté à température contrôlée Obturateurs étanches 11 Lame d'air déshydraté 12 Films anti-convection tendu 13 Stabilisateur de pression de l'enceinte étanche 14 3 ème produit verrier Glace claire Orifices d'injection éventuel de mélange de gaz d'air plus ou moins déshydraté à température contrôlée 16 Orifices d'équilibrage de pression de l'enceinte étanche 17 Enroulement de l'écran sangle 18 _ Ecran réfléchissant éventuel 19 Barre de charge de l'écran réfléchissant _ Double enroulement de sangle des écrans réfléchissants 21 _ Double écran réfléchissant. 22 Barre de charge du double écran réfléchissant 23 Intercalaire pour vitrages à hautes performances énergétiques 24 _ Glace claire de 6 mm et plus _ Stabilisateur de pression pour vitrages à hautes performances énergétiques 26 Traverse supérieure fixe Produit verrier intégré au vantail coulissant 27 Brosses d'étanchéité 28 Chape étanche avec roulement incorporé 29 Roulement à billes du vantail coulissant Traverse inférieure de la partie fixe 31 Dormant de la menuiserie 32 _ Profil de battement transformant le produit verrier en fenêtre s ou portes-fenêtres battantes 33 _ Paumelles de l'ouvrant 34 Joint d'étanchéité extérieur Joint d'étanchéité intérieur 36 Joint de montage joint clé 37 Chambre d'équilibre de pression 38 Chambre de décompression à Lames d'air déshydraté Profil adaptateur 46 Chambre fonctionnelle