Brevet FR2571768A1 — publié le 19860418

"Elément préfabriqué constitutif d'une gaine technique d'un bâtlment" La présente invention a pour objet un élément préfabriqué d'une gaine technique d'un bâtiment. Les bâtiments à usage d'habitation ou de services à un ou plusieurs étages comprennent des gaines techniques qui, disposées verticalement sur toute la hauteur du bâtiment, servent au passage des colonnes d'eau froide, d'eau chaude sous pression, des évacuations, de la ventilation mécanique contrôlée ou naturelle et de la production de chaleur. La solution la plus courante consiste à construire ces gaines techniques, - soit sur le chantier, soit de manière préfabriquée dans une armature tri-dimensionnelle dans laquelle sont placés les divers conduits. Mais on se trouve confronté aux problèmes suivants: La variété des canalisations, de leurs sections et de leur positionnement ne permet pas uneiindustrialisation rationnelle de ce type de produits. Le raccordement entre deux éléments préfabriqués est délicat du fait des erreurs et imprécisions de positionnement des trémies réservées lors du coulaqe de la dalle béton. De même, ce raccordement est rendu difficile à cause des légères variations de hauteur entre les différents étages par rapport à une hauteur de référence déterminée. Enfin, le. rebouchage de la trémie qui a permis le passage de la gaine est difficile à réaliser car il nécessite un coffrage spécifique. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients: A cet effet, l'élément préfabriqué de gaine technique est décomposé en un élément "de base" et un ou plusieurs éléments "intermédiairets. Ces deux types d'éléments possèdent une armature qui est identique aussi bien pour la construction individuelle que pour le bâtiment collectif. L'élément "de base" est celui qui centralise tous les fluides depuis l'extérieur jusqu'au pied de la gaine. L'emplacement de celle-ci se trouve ainsi bien repéré. Cet élément "de base" se trouve, soit en sous-sol d'immeuble collectif ou de villa individuelle, soit en vide sanitaire de villa, soit enterré, le cas échéant. Ces fluides peuvrent se décomposer en évacuations sanitaires, alimentations d'eau froide et chaude, canalisations de gaz, cAbles d'électricité, de téléphone, de télévision. L'élément intermédiaire assure la liaison verticale de ces différents fluides d'un niveau à un autre. Sa hauteur correspond à la hauteur d'un étage, avec une certaine tolérance. Un pré-équipement pour générateur d'eau chaude électrique ou à gaz y est prévu. Par ailleurs, ces deux éléments peuvent permettre, lorsque c'est possible, la distribution horizontale de tous ces fluides vers les divers appareils sanitaires, de chauffage ou d'une autre nature. En effet, ces deux éléments ainsi définis possèdent une armature dont la structure et la mise en oeuvre permettent de solutionner les problèmes précédemment énoncés: Par opposition aux armatures paralléldpipédiques classiques dont les dimensions dépendent du nombre, de la disposition et des sections des diverses canalisations, l'armature ici est médiane et, de ce fait, indépendante de l'encombrement de ces canalisations. Si cet élément intermédiaire n'est pas porteur, il est néan moins auto-portant, et son armature/est suffisamment résistante pour sou .tenir un générateur de chaleur électrique o9 å gaz. Les moyens assurant la tenue de chaque armature en sa partie haute sur la dalle d'un étage sont constitués de deux tiges horizontales, disposées parallélement, de manière à traverser l'armature centrale de part en part. Ces tiges ayant une longueur telle qu'elles débordent suffisamment de l'armature, elles prennent appui sur la face supérieure de la dalle correspondant à un étage du bâtiment, de part et d'autre de la trémie. Ce système permet le déplacement de la gaine dans les deux dimensions du plan de la dalle, afin de compenser les défauts de verticalité des trémies d'un étage à un autre. L'armature de l'élément intermédiaire comporte en partie supérieure deux fentes longitudinales et en partie inférieure deux tiges longitudinales de manière à permettre l'emboitement des deux tiges dans les deux fentes et le guidage et l'emboitement des diverses canalisations lors de la superposition des gaines. Cet emboîtement peut, par nature, coulisser, de manière à compenser les différences de hauteur existant entre les différents étages, dans une certaine limite. De plus, un dispositif de freinage, fixé sur les fentes, permet une approche lente des deux éléments à superposer. En outre, un dispositif de verrouillage est fixé sur les fentes; il permet de solidariser deux ou plusieurs armatures d'éléments intermédiaires , de manière à constituer une gaine à plusieurs niveaux. On adjoint à l'armature un panneau de dimensions adaptées, au milieu duquel passent armature et canalisations, qui vient, soit boucher la trémie existante de façon définitive si le panneau est coupe-feu, soit tenir le rôle de fond de coffrage avec joint d'étanchéité épousant la forme de la trémie pour permettre le rebouchage de celle-ci, soit enfin tenir le rôle de fond de coffrage permettant le coulage de la dalle, dans tous les cas la trémie étant celle correspondant à la partie supérieure de la gaine. De toutes façons, l'invention sera bien comprise à laide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ces éléments. Figure 1 est une coupe d'un bâtiment dans un plan passant par les trémies perpendiculairement aux dalles. Cette vue met en évidence les diverses possibilités de raccordement entre les éléments de la gaine et les divers équipements. Figure 2 est une élévation suivant deux côtés perpendiculaires des armatures de deux éléments intermédiaires assemblés en position définitive et des armature d'un élément de base et d'un élément intermédiaire. Figures 3 à 5 sont des coupes au niveau de la trémie d'un plancher, perpendiculairement à celui-ci, montrant les différentes possibilités d'obturation de cette trémie. Figures 6 à 12 mettent en évidence un système de mise en oeuvre adapté à un bâtiment comportant un grand nombre de niveaux Dans la figure 1, les conduits d'amenée d'eau froide (1), d'eau chaude (2), d'électricité (3), de gaz (4) et d'évacuation d'eaux usées et eaux vannes (5) convergent vers l'élément de base (6), dont l'armature (7) guide le premier élément intermédiaire (8). Chaque élément possède dans sa partie inférieure, au niveau de la dalle, des collecteurs d'alimentation ou d'évacuation (9). Un réseau (10) de canalisations sanitaires, de chauffage ou d'évacuation, réparti dans la dalle (11) ou dans des plinthes (12 et 13), part de ces collecteurs jusqu'aux appareils sanitaires: évier E' (14), W.C. (15), ou de chauffage: radiateurs (16). Sur l'élément intermédiaire, on peut raccorder un ballon d'eau chaude électrique (17), une chaudière à gaz (18), ainsi qu'une bouche d'extraction (19) de ventilation mécanique contrôlée ou un réservoir de chasse pour W.C. suspendu. En terrasse, ìe dernier élément intermédiaire pourra comporter un groupe d'extraction (20) ainsi qu'un rejet à l'extérieur de l'air vicié (21) et une ventilation primaire de la colonne d'eaux vannes (22). La fixation d'un élément intermédiaire (8) sur l'élément de base (6) ou sur un autre élément intermédiaire (8) se fait de manière analogue selon les explications se rapportant à la figure 2. L'élément de base (6)-, représenté en figure 2, repose directement sur le sol. Son armature forme assise; elle centralise les diverses canalisations horizontales, les renvoie verticalement et les positionne pour l'emboitement ultérieur de ces canalisations avec celles du premier élément intermédiaire. L'armature (23) de l'élément intermédiaire préfabriqué de gaine technique représenté en figure 2 est constituée de deux montants verticaux (24), reliés entre eux par des barrettes horizontales d'une largeur correspondant à l'écartement des montants (25) ou dépassant de ceuxci (26). Ces barrettes (25 et 26) supportent les canalisations et les équipements non représentés -sur la figure. Dans la partie supérieure des deux montants (24) de l'élément intermédiaire sont fixés deux tubes (27), parallèles entre eux et perpendiculaires aux montants (24), qui reçoivent deux tiges (28) prenant appui sur les bords de la trémie et coulissant dans les deux tubes (27) afin de supporter cet élément.Dans la partie inférieure des deux montants (24), se trouvent deux tiges (29) qui coulissent dans les deux parties supérieures des montants-(30) de l'élément intermédiaire (31) afin d'emboîter l'élément intermédiaire (23) dans lté- lément intermédiaire précédent (31). Le jeu (32) entre les deux éléments intermédiaires (23 et 31) permet de compenser les variations de hauteur entre deux niveaux consécutifs. Un système de freinage (33) permet une approche lente de deux éléments intermédiaires, pour faciliter l'emboî- tement des diverses canalisations fixées sur ces deux éléments. Un système de verrouillage (34), qui peut être par exemple une clavette, traverse en même temps la tige (29) et le tube (30) et permet la solidarisation de ces deux éléments.On détermine une fois pour toutes la largeur et la longueur (35) de l'armature, qui demeure indépendante des dimensions (36) de la trémie, lesquelles sont liées à l'encombrement des diverses canalisations fixées sur l'élément intermédiaire. Le cas où la gaine technique est mise en place lors du coulage de la dalle (37) est représenté en figure 3. A l'armature (27) est fixé un panneau jouant le rôle de fond de coffrage (38), qui repose sur le coffrage (39) de la dalle (37) et qui est mis en place en même temps que la gaine. Au milieu de ce panneau traversent l'armature (31) et les différentes canalisations: eaux vannes (5), eau froide (1), ventilation (40)... Les collecteurs d'eau froide ou d'eau chaude (9) sont fixés sur l'armature à un niveau supérieur au niveau de la gaine. Dèpuis ces collecteurs, partent des canalisations (41) qui sont noyées dans la dalle, de même que les évacuations (42). Après montage définitif des parois par les cloisonneurs, les dimensions intérieures (43) de la gaine sont plus grandes que celles du fond de coffrage (38), qui est ainsi rendu invisible. Le cas ob la qaine technique est mise en place dans la trémie réservée dans la dalle est représenté en figures 4 et 5. La figure 4 représente l'obturation de la trémie par un panneau définitif coupe-feu (44), conformément à la réglementation. Ce panneau est fixé sur l'armature (27) de la gaine et il est mis en place en même temps que celle-ci. De la même façon que pour le cas représenté en figure 3, l'armature (27) et les différentes canalisations le traversent. La figure 5 représente l'obturation de la trémie par un panneau jouant le râle de fond de coffrage (45) fixé sur l'armature (31) et mis en place en même temps que la gaine. Sur ce fond de coffrage (45) est fixée une bande souple (46) épousant la forme de la trémie, ne gênant pas la descente de la gaine lors du positionnement et assurant l'étan- chéité pour le rebouchage de la trémie avec du béton (47). Dans les cas correspondant aux figures 4 et 5, des collecteurs (9) fixés à l'armature partent des canalisations (41) et des évacuations (42) dans des plinthes techniques (12). Dans le cas d'un immeuble ayant un grand nombre de niveaux, il est avantageux de stocker les gaines sur la dalle du dernier niveau (48), ainsi que le représente la figure 6. A l'aide d'un crochet de le- vage (49) emboîté dans la partie supérieure de la gaine (50) et verrouillé par une clavette (51), cette gaine est levée et mise en place dans la trémie (action 52). Une fois la gaine (50) positionnée, deux tiges (28) viennent traverser l'armature de la gaine (action 53). La gaine (50) reposant sur les deux tiges (28), comme repré senté à la figure 7, on retire (action 54) le verrouillage du crochet (49) et on enlève celui-ci (action 55). Le crochet (49) reprend alors sur le plancher de stockage (48) une autre gaine (56), comme représenté en figure 8, et vient la positionner (action 57) dans l'axe de la gaine précédente (50). Comme représenté en figure 9, la gaine (56) est ensuite descendue doucement (action 58) de manière à venir s'emboîter dans la partie supérieure de la gaine inférieure (50). Les deux gaines (50 et 56) sont ensuite solidarisées à l'aide d'une clavette (action 59). L'ensemble de ces deux gaines (50 et 56) est ensuite soulevé (action 60) par le crochet de levage (49), comme représenté en figure 10. On peut ensuite enlever les tiges (28) de la gaine inférieure (50) (action 61). Les tiges (28) sont alors introduites (action 62) dans la gaine supérieure (56), comme représenté en figure 11. L'ensemble des deux gaines (50 et 56) est ensuite redescendu (action 63) de la hauteur d'un étage, de manière à être suspendu par les deux tiges (28) sur la dalle (48). On retire le verrouillage du crochet (49) et on enlève ce dernier. A ce moment, on poursuit l'opération avec une autre gaine et l'on réitère l'ensemble des opérations décrites suivant les figures 8 à 11, en suivant l'ordre logique d'assemblage de ces gaines, jusqu'à ce que la gaine inférieure (50) de l'empilement de gaines arrive au niveau (64) du rez-de-chaussée du bâtiment et s'emboîte dans l'élément de base. Ainsi la gaine inférieure (50) correspond au rez-de-chaussée, la gaine suivante (56) au premier étage, et ainsi de suite jusqu'à la dernière qui correspond au dernier niveau équipé. L'élément de base (6) est installé sous le niveau du rez (64) de manière à guider l'arrivée de la gaine inférieure (50), comme représenté en figure 12. Au niveau du premier étage (65), on introduit les tiges (28) dans la gaine inférieure (50) après avoir enlevé le verrouillage (action 66). La gaine inférieure (50) repose alors librement sur la dalle du premier étage (65), tout en coulissant au niveau de l'emboitement (32) entre la gaine du rez-de-chaussée (50) et l'élément de base (6). La gaine inférieure (50) est alors stablisée. On répète cette série d'opérations jusqu'au dernier niveau (48). Toutes les gaines étant stabilisées, on enlève alors le verrouillage du crochet (49) et on enlève celui-ci. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un élément de gaine préfabriquée de conception simple centralisant le maximum de canalisations et de câbles, de poids réduit donc facile à manutentionner, tant lors du transport que sur le chantier, et dans lequel les raccordements sont effectués très rapidement. Elle apporte des solutions aux problèmes du passage des trémies, au niveau des positionnements et des raccordements entre gaines, et au niveau du rebouchage de ces trémies. De par sa conception, l'invention peut se mettre en oeuvre au fur et à mesure de l'avancement du chantier, ou au contraire en une seule fois lorsque le chantier est terminé. Sa polyvalence apparaît donc aussi bien au niveau des équipements possibles, qu'au niveau de la mise en oeuvre. Evidemment, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet élément de gaine décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATtQN8 1. - Elément préfabriqué constitutif d'une gaine technique d'un bâtiment, consistant, SGit en un élément de base centralisant tout ou partie des canalisations, conduits, câbles ou autres, depuis l'exté- rieur, à l'aplomb de la gaine, soit en un élément intermédiaire assurant la liaison verticale des différents conduits1 câbles et canalisations et distribuant les divers fluides et courants à chaque étage, élément caractérisé en ce qu'il comprend: - une armature médiane (23) métallique sur laquelle sont fixées les divers conduits, câbles et canalisations, - des moyens de raccordement entre les armatures et les différents conduits de ces éléments. 2. - Elément selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens assurant la tenue de chaque élément sur la dalle d'une étage sont constitués d'au moins deux tiges horizontales (27) disposées parallèiement et traversant de part en part l'armature (26) de cet élément, ces tiges ayant une longueur telle qu'elles débordent de part et d'autre d'une trémie et qu'elles prennent appui sur la face supérieure de d'une dalle correspondant à un étage d'un bâtiment. 3. - Elément selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que son armature (23) comporte en sa partie haute au moins deux fentes longitudinales (31) permettant de recevoir au moins deux tiges longitudinales (46) situées en partie basse de l'élément qu'on lui adjoint, afin de permettre l'emboîtement de deux éléments consécutifs. 4. - Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de raccordement entre les différents conduits, câbles et canalisations (36, 37 et 38) de deux éléments superposés sont agencés de manière à compenser d'éventuelles variations de distance entre deux éléments considérés. 5. - Elément selon la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisé en ce qu'un système de freinage (33) est fixé sur le système d'emboîtement de deux éléments. 6. - Elément selon l'une quelconque des revendications 3, 4 ou 5 caractérisé en ce qu'un système de verrouillage (34) vient solidariser deux éléments consécutifs. 7. - Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un panneau définitif, réalisé en matériau coupefeu vient obturer la trémie de passage de l'élément lors de. la mise en place de l'élément. 8. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un panneau jouant le rôle de fond de coffrage fixé sur l'élément est mis- en place en même temps que celui-ci.