FR3107067A1 - Ecological modular element for the construction of a building - Google Patents
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Abstract
Elément modulaire écologique pour la construction d’un bâtiment L’élément modulaire de construction préfabriqué (2, 3, 4) est configuré pour former une enveloppe thermique d’un bâtiment (1), est constitué d’au moins un élément isolant (30) définissant des faces intérieures et extérieures, et caractérisé en ce que sa structure est constituée d’au moins une paire de montants extérieurs (10, 10’), une paire de montants intérieurs (11, 11’), deux paires d’entretoises longitudinales (12, 12’, 13, 13’), une paire d’entretoises transversales (14, 14’), deux éléments de maintien vertical (15 et 15’) et transversal (16 et 16’) de l’au moins un élément isolant (30), ainsi qu’un premier pare-pluie (25). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Ecological modular element for the construction of a building The modular prefabricated construction element (2, 3, 4) is configured to form a thermal envelope of a building (1), consists of at least one insulating element (30) defining interior and exterior faces, and characterized in that its structure consists of at least a pair of outer uprights (10, 10'), a pair of inner uprights (11, 11'), two pairs of longitudinal struts (12, 12', 13, 13 '), a pair of transverse spacers (14, 14'), two vertical (15 and 15') and transverse (16 and 16') holding elements of the at least one insulating element (30), as well as a first rain shield (25). Figure for abstract: Fig. 1
Description
La présente invention se rapporte à des éléments de construction modulaire pour ériger un bâtiment.
La consommation d’énergie finale dans le bâtiment étant très importante, en premier lieux desquelles la consommation de chauffage, il est nécessaire d’apporter dans le champ de la construction des réponses durables, peu gourmandes en énergie grise autant qu’en énergie d’exploitation et qui puissent fournir des conditions de vie les plus saines aux occupants des lieux.The present invention relates to modular construction elements for erecting a building.
As the final energy consumption in the building is very high, first and foremost the consumption of heating, it is necessary to provide sustainable solutions in the field of construction, which consume little embodied energy as much as energy. operation and which can provide the healthiest living conditions for the occupants of the premises.
Depuis le néolithique, le torchis est largement utilisé dans le monde de la construction du fait que cette technique est simple et économique. L’emploi de matériaux locaux, accessibles et facilement transformables en produits de construction finis en fait une technique très efficace en termes d’énergie grise. De plus, l’énergie de chauffage d’un tel bâtiment est réduite grâce aux qualités d’isolation thermique de la paille. Les occupants peuvent ainsi naturellement jouir d’un bâtiment sain (de par les matériaux employés), d’une très bonne régulation passive hygrothermique de l’air intérieur (via l’inertie de la terre) et d’une bonne qualité d’isolation acoustique des espaces intérieurs. Ces chantiers étaient notamment largement utilisés du fait que l’auto construction était souvent possible. Néanmoins, les aléas de construction font que les qualités de fabrication étaient assez largement différentes d’un chantier à un autre de même que les propriétés de résistance mécanique et thermique.Since the Neolithic era, cob has been widely used in the construction world because this technique is simple and economical. The use of local materials, accessible and easily transformable into finished construction products, makes it a very efficient technique in terms of embodied energy. In addition, the heating energy of such a building is reduced thanks to the thermal insulation qualities of the straw. Occupants can thus naturally enjoy a healthy building (due to the materials used), very good passive hygrothermal regulation of indoor air (via the inertia of the earth) and good quality insulation. acoustics of interior spaces. These sites were particularly widely used because self-construction was often possible. Nevertheless, construction hazards meant that the manufacturing qualities were quite different from one site to another, as were the mechanical and thermal resistance properties.
Plus récemment, les techniques modernes de l’agriculture ont permis de mettre en œuvre des ballots de paille (conductivité thermique de l’ordre de 0,06 à 0,07 W/m.K) de façon standardisée d’une section approximative de 47 x 36 cm et de longueur variable (en moyenne 80 cm) qui ont pu être utilisés dans certaines techniques de construction de bâtiments comme par exemple la technique dite «Nebraska» de paille porteuse aux Etats-Unis dès la fin du XIXèmesiècle. Cette technique procure l’avantage d’utiliser des matériaux locaux dotés d’une bonne résistance thermique et aux propriétés avérées phoniques et antisismiques. De plus, l’emploi de matériaux compressés confère à ces murs d’excellentes propriétés de résistance au feu ainsi qu’à l’intrusion de rongeurs. Cependant, cette technique nécessite de contrôler l’humidité contenue dans la paille, tant au niveau de sa construction qu’ensuite au niveau de l’exploitation du bâtiment (par condensation de vapeur d’eau ou migration par capillarité) afin d’éviter le développement de moisissures nuisibles pour la santé des occupants tant que pour la durabilité de la construction. C’est précisément cette maîtrise qu’il est très difficile de garantir sur les chantiers d’auto construction notamment du type GREB. La préfabrication de tels éléments en atelier permet de répondre à la maîtrise de l’humidité en phase de construction, pourvu que des protections adéquates permettent de maintenir le cœur isolant au sec pendant la phase d’assemblage des éléments sur site. En outre, elle permet la maîtrise des propriétés de résistance thermique pour répondre à la réglementation en vigueur en ajustant l’épaisseur des éléments à la dimension requise.More recently, modern agricultural techniques have made it possible to implement bales of straw (thermal conductivity of the order of 0.06 to 0.07 W/mK) in a standardized manner with an approximate section of 47 x 36 cm and of variable length (on average 80 cm) which could be used in certain building construction techniques such as the so-called “Nebraska” technique of carrying straw in the United States from the end of the 19th century. This technique provides the advantage of using local materials with good thermal resistance and proven phonic and anti-seismic properties. In addition, the use of compressed materials gives these walls excellent fire resistance properties and resistance to rodent intrusion. However, this technique requires controlling the humidity contained in the straw, both at the level of its construction and then at the level of the operation of the building (by condensation of water vapor or migration by capillarity) in order to avoid the development of harmful molds for the health of the occupants as well as for the durability of the construction. It is precisely this control that is very difficult to guarantee on self-construction sites, particularly of the GREB type. The prefabrication of such elements in the workshop makes it possible to respond to the control of humidity during the construction phase, provided that adequate protections make it possible to keep the insulating core dry during the assembly phase of the elements on site. In addition, it allows the control of thermal resistance properties to meet the regulations in force by adjusting the thickness of the elements to the required dimension.
Beaucoup plus récemment, on a imaginé utiliser ces ballots pour former des murs préfabriqués comme il est décrit dans le document EP 2543788 A1, lequel décrit un élément de construction modulaire composé de 2 parois rigides entre lesquels un matériau végétal isolant de type ballots de paille peut être employé. Néanmoins, cette technique propose des éléments préfabriqués qui requièrent l’emploi d’une structure porteuse annexe de type poteau poutre par exemple pour assurer la structure de l’édifice. Par ailleurs, les parois rigides latérales peuvent difficilement être employées comme surface de finition (en tout cas extérieure), le tout conduisant à une solution durable mais non optimisée.Much more recently, it has been imagined using these bales to form prefabricated walls as described in document EP 2543788 A1, which describes a modular construction element composed of 2 rigid walls between which an insulating plant material of the straw bale type can to be employed. Nevertheless, this technique offers prefabricated elements that require the use of an additional load-bearing structure of the post-beam type, for example, to ensure the structure of the building. Moreover, the rigid side walls can hardly be used as a finishing surface (in any case exterior), all leading to a durable but not optimized solution.
Afin de résoudre au moins partiellement les problèmes de l’art antérieur précité, la présente invention a pour objet de réaliser l’enveloppe d’un bâtiment par assemblage d’éléments modulaires préfabriqués suivant un mode de réalisation générique. On peut trouver trois types d’éléments modulaires: les éléments de mur (pleins), les éléments de toiture (pleins) et les éléments pourvus d’ouverture (de mur ou de toiture). L’assemblage de ces éléments de mur, de toiture et pourvus d’ouverture permet de réaliser rapidement une enveloppe étanche à l’eau en attendant la pose de la couverture extérieure (de toiture et du parement de façade).In order to at least partially solve the problems of the aforementioned prior art, the object of the present invention is to produce the envelope of a building by assembling prefabricated modular elements according to a generic embodiment. There are three types of modular elements: wall elements (solid), roof elements (solid) and elements with openings (wall or roof). The assembly of these wall and roof elements with openings makes it possible to quickly create a watertight envelope while waiting for the installation of the outer cover (roof and facade facing).
Dans la description suivante de l’élément modulaire générique, on se réfère à des axes longitudinal (L), vertical (V), et transversal (T). Ce trièdre (L, V, T) tel que représenté sur les figures est un référentiel local propre à l’élément modulaire et est donné à titre explicatif de sa structure intrinsèque. Cependant, il n’est pas représentatif de la disposition de l’élément modulaire au sein du bâtiment à l’état monté (cas des modules de toiture et des modules de mur par exemple). De plus, les termes «intérieur» et «extérieur» doivent être interprétés par rapport au positionnement de l’élément au sein du bâtiment à l’état monté de celui-ci. Ainsi, les éléments intérieurs seront au contact de l’ambiance intérieure du bâtiment alors que les éléments extérieurs seront au contact des conditions atmosphériques locales.In the following description of the generic modular element, reference is made to the longitudinal (L), vertical (V), and transverse (T) axes. This trihedron (L, V, T) as shown in the figures is a local referential specific to the modular element and is given as an explanation of its intrinsic structure. However, it is not representative of the layout of the modular element within the building in the assembled state (case of roof modules and wall modules for example). In addition, the terms "interior" and "exterior" must be interpreted in relation to the positioning of the element within the building in its assembled state. Thus, the interior elements will be in contact with the interior atmosphere of the building while the exterior elements will be in contact with the local atmospheric conditions.
L’élément modulaire de construction préfabriqué est configuré pour former une enveloppe thermique d’un bâtiment, est constitué d’au moins un élément isolant définissant des faces intérieures et extérieures, et caractérisé en ce que sa structure est constituée d’au moins:The modular prefabricated construction element is configured to form a thermal envelope of a building, consists of at least one insulating element defining interior and exterior faces, and characterized in that its structure consists of at least:
- une paire de montants extérieurs, lesdits montants extérieurs étant parallèles à un axe vertical, alignés selon un axe longitudinal (L) et possédant deux extrémités suivant l’axe (V),a pair of outer uprights, said outer uprights being parallel to a vertical axis, aligned along a longitudinal axis (L) and having two ends along the axis (V),
- une paire de montants intérieurs, lesdits montants intérieurs étant parallèles à un axe vertical (V), alignés selon un axe longitudinal (L), disposés dans un plan (L, V) séparé de celui des montants extérieurs par l’épaisseur de l’au moins un élément isolant suivant un axe transversal (T) et possédant deux extrémités suivant l’axe (V),a pair of inner uprights, said inner uprights being parallel to a vertical axis (V), aligned along a longitudinal axis (L), arranged in a plane (L, V) separated from that of the outer uprights by the thickness of the at least one insulating element along a transverse axis (T) and having two ends along the axis (V),
- deux paires d’entretoises longitudinales, dont une paire extérieure reliant les montants extérieurs et une paire intérieure reliant les montants intérieurs,two pairs of longitudinal struts, including an outer pair connecting the outer uprights and an inner pair connecting the inner uprights,
- une paire d’entretoises transversales, chaque entretoise transversale reliant un montant extérieur à un montant intérieur en regard,a pair of transverse spacers, each transverse spacer connecting an exterior upright to an facing interior upright,
- deux éléments de maintien vertical de l’au moins un élément isolant disposés aux extrémités des montants extérieurs et intérieurs dans un plan (L, T),two vertical support elements for the at least one insulating element arranged at the ends of the external and internal uprights in a plane (L, T),
- deux éléments de maintien transversal de l’au moins un élément isolant dont un extérieur disposés au contact des montants extérieurs et un intérieur disposé au contact des montants intérieurs,two transverse holding elements for the at least one insulating element, one of which is outside placed in contact with the outside uprights and one inside is placed in contact with the inside uprights,
- un premier pare-pluie disposé au contact des montants extérieurs et sur l’ensemble de la hauteur de l'élément modulaire selon le plan (L, V).a first rain barrier arranged in contact with the external uprights and over the entire height of the modular element according to the plane (L, V).
Cet élément modulaire basique peut être enrichi:This basic modular element can be enriched:
- d’un deuxième pare-pluie, disposé au contact de l’élément isolant, en continuité avec le premier pare-pluie et configuré pour protéger la face supérieure du module de mur au cours du montage du bâtiment ou la paroi en façade extérieure de l’élément de toiture,a second rainscreen, arranged in contact with the insulating element, in continuity with the first rainscreen and configured to protect the upper face of the wall module during assembly of the building or the wall on the exterior facade of the roof element,
- d’un pare-vapeur disposé au contact des montants intérieurs et s'étendant sur l’ensemble de la hauteur de l'élément modulaire selon le plan (L, V),a vapor barrier placed in contact with the interior uprights and extending over the entire height of the modular element according to the plane (L, V),
- d’un treillis de contreventement longitudinal disposé entre les montants extérieurs et/ou intérieurs selon le plan (L, V),a longitudinal bracing truss arranged between the exterior and/or interior uprights according to the plane (L, V),
- d’un treillis de contreventement transversal disposé entre un montant extérieur et un montant intérieur,a transverse bracing truss arranged between an outer upright and an inner upright,
- d’un élément de finition extérieure et/ou intérieure, ledit élément de finition extérieure étant disposé au contact des faces extérieures des montants extérieurs et celui de finition intérieure au contact des faces intérieures des montants intérieurs,an exterior and/or interior finish element, said exterior finish element being placed in contact with the exterior faces of the exterior uprights and the interior finish element in contact with the interior faces of the interior uprights,
- d’un élément extérieur additionnel composé de montants extérieurs additionnels présentant une pente comprise entre 3 et 20% par rapport aux montants extérieurs, ladite pente étant configurée pour soutenir une couverture de toiture, ledit élément extérieur présentant un troisième pare-pluie disposé au contact des montants extérieurs additionnels et destiné à être en regard du premier pare-pluie de base porté par l’élément modulaire de construction.an additional exterior element composed of additional exterior uprights having a slope of between 3 and 20% relative to the exterior uprights, said slope being configured to support a roof covering, said exterior element having a third rain barrier placed in contact with the additional external uprights and intended to face the first base rainscreen carried by the modular construction element.
Le bâtiment est réalisé par assemblage d’au moins 5 éléments modulaires de construction de sorte que l’assemblage ainsi effectué forme l’enveloppe dudit bâtiment sur un soubassement.
Cet assemblage est réalisé par fixation mécanique des éléments modulaires d’une part entre eux au niveau des montants extérieurs et intérieurs et d’autre part sur le soubassement.The building is made by assembling at least 5 modular construction elements so that the assembly thus made forms the envelope of said building on a base.
This assembly is made by mechanical fixing of the modular elements on the one hand between them at the level of the external and internal uprights and on the other hand on the base.
Dans le cas d’un bâtiment à étage, ledit étage est supporté par des solives fixées aux montants intérieurs.In the case of a two-storey building, said storey is supported by joists fixed to the interior uprights.
Selon le mode de réalisation standard, l’élément modulaire présente une structure porteuse externe faite de montants de faible section régulièrement répartis le long de l’élément modulaire. Les montants qui forment cette structure sont reliés les uns aux autres par l’intermédiaire d’entretoises longitudinales (relient les montants intérieurs entre eux et les montants extérieurs entre eux) et transversales (relient les montants intérieurs aux montants extérieurs). L’espace ainsi délimité permet d’accueillir l’élément isolant qui sera maintenu en position par deux jeux d’éléments de maintien, l’un prévenant la dérive de l’élément isolant suivant l’axe T et l’autre prévenant sa dérive suivant l’axe V. Il comporte de plus un écran pare-pluie dit «de base» appliqué de façon continue sur les montants extérieurs et au contact de l’élément isolant dans un plan (V, T) et se prolonge de façon continue dans un plan (L, T) sur la face supérieure du module (pare-pluie dit «de tête»). Afin de garantir la continuité de la protection contre la pluie lors de l’assemblage des éléments entre eux, l’agrafage du pare-pluie de base est effectué sur les montants extérieurs ainsi que sur les entretoises longitudinales extérieures. Celui du pare-pluie de tête est effectué sur les entretoises longitudinales et transversales lorsque ces dernières le permettent.According to the standard embodiment, the modular element has an external load-bearing structure made up of small section uprights regularly distributed along the modular element. The uprights that form this structure are connected to each other by means of longitudinal struts (connecting the inner uprights to each other and the outer uprights to each other) and transverse (connecting the inner uprights to the outer uprights). The space thus delimited makes it possible to accommodate the insulating element which will be held in position by two sets of holding elements, one preventing the drift of the insulating element along the axis T and the other preventing its drift. along the axis V. It further comprises a so-called "basic" rainscreen applied continuously to the external uprights and in contact with the insulating element in a plane (V, T) and is extended continuously in a plane (L, T) on the upper face of the module (so-called "head" rain barrier). In order to guarantee the continuity of the protection against the rain during the assembly of the elements between them, the stapling of the basic rain barrier is carried out on the external uprights as well as on the external longitudinal spacers. That of the head rain barrier is carried out on the longitudinal and transverse spacers when the latter allow it.
L’élément de base ainsi décrit peut être enrichi d’un écran pare-vapeur appliqué sur les montants intérieurs et au contact de l’élément isolant. Afin de garantir la continuité de la protection contre la migration de vapeur lors de l’assemblage des éléments modulaires entre eux, l’agrafage du pare-vapeur est effectué sur les montants intérieurs et sur les entretoises longitudinales intérieures.The basic element thus described can be enhanced with a vapor barrier applied to the interior uprights and in contact with the insulating element. In order to guarantee the continuity of the protection against the migration of vapor during the assembly of the modular elements between them, the stapling of the vapor barrier is carried out on the internal uprights and on the internal longitudinal spacers.
L’assemblage des éléments modulaires entre eux est effectué par fixation mécanique des montants intérieurs et extérieurs entre eux. L’axe des assemblages est ainsi réalisé suivant l’axe L.The assembly of the modular elements between them is carried out by mechanical fixing of the internal and external uprights between them. The axis of the assemblies is thus produced along the axis L.
Ces modules sont conçus pour recevoir directement les éléments de finition sans support intermédiaire lors de leur mise en œuvre.
Les éléments de finition intérieure peuvent être des plaques de carton plâtre ou de gypse par exemple qui se fixent directement sur les montants intérieurs. À noter que ces éléments de finition peuvent participer au contreventement de l’édifice. Si des enduits terre ou chaux sont choisis, alors il peut être opportun dans ce cas de disposer un treillis de contreventement longitudinal disposé entre les montants intérieurs.
De la même façon, les éléments de finition extérieure peuvent être des plaques de parement par exemple qui se fixent directement sur les montants extérieurs. À noter que ces éléments de finition peuvent participer au contreventement de l’édifice. Si des enduits chaux sont choisis, alors il peut être opportun dans ce cas de disposer un treillis de contreventement longitudinal entre les montants extérieurs.
De façon préférentielle mais néanmoins optionnelle, on prendra soin de disposer un deuxième treillis de contreventement transversal entre un montant extérieur et un montant intérieur selon un plan (V, T), de façon à garantir la stabilité transversale du module.
Ces treillis de contreventement, qu’ils soient longitudinaux ou transversaux, peuvent être réalisés à base de tasseaux préférentiellement en bois ou de câbles métalliques.These modules are designed to directly receive the finishing elements without intermediate support during their implementation.
The interior finishing elements can be plasterboard or gypsum boards, for example, which are fixed directly to the interior uprights. Note that these finishing elements can contribute to the bracing of the building. If earth or lime renderings are chosen, then it may be appropriate in this case to have a longitudinal bracing trellis arranged between the interior uprights.
In the same way, the exterior finishing elements can be facing plates, for example, which are fixed directly to the exterior uprights. Note that these finishing elements can contribute to the bracing of the building. If lime renderings are chosen, then it may be appropriate in this case to arrange a longitudinal bracing trellis between the external uprights.
Preferably but nevertheless optional, care will be taken to place a second transverse bracing lattice between an outer upright and an inner upright along a plane (V, T), so as to guarantee the transverse stability of the module.
These bracing trellises, whether longitudinal or transverse, can be made from cleats, preferably made of wood, or metal cables.
Selon un premier mode de réalisation, l’élément modulaire (disposé verticalement) est de type mural. Dans cette configuration, le pare-pluie dit «de base» vient naturellement en face verticale extérieure et celui dit «de tête» recouvre la face supérieure du module de façon à protéger l’isolant contre la pluie en phase de montage des éléments. La fixation des montants sur le mur de fondation peut être effectuée soit par l’intermédiaire de pieds (qui peuvent être le prolongement des montants intérieurs et extérieurs comme illustré sur les figures), soit par des pattes métalliques ou autres équerres. Par ailleurs, l’assemblage des éléments modulaires entre eux se fait de façon générique par assemblage des montants extérieurs et intérieurs entre eux.According to a first embodiment, the modular element (arranged vertically) is of the wall type. In this configuration, the so-called "base" rainscreen naturally comes on the outside vertical face and the so-called "head" rainscreen covers the upper face of the module so as to protect the insulation against rain during the assembly phase of the elements. Fixing the uprights to the foundation wall can be done either by means of feet (which can be an extension of the interior and exterior uprights as shown in the figures), or by metal brackets or other brackets. In addition, the assembly of the modular elements between them is done in a generic way by assembling the external and internal uprights between them.
Dans une deuxième variante de réalisation, l’élément modulaire (disposé horizontalement) représente un module de toiture de forte pente (> 20%) et présente les mêmes caractéristiques fondamentales que dans le premier exemple de réalisation. Dans cette configuration, le pare-pluie de base est disposé horizontalement sur les montants extérieurs et le pare-pluie de tête verticalement en façade extérieure de façon à assurer la continuité du pare-pluie avec le pare-pluie de base du module mural auquel ce module de toiture est assemblé.
Afin de faciliter le transport et la manipulation des éléments préfabriqués lors de la phase de montage, les caractéristiques dimensionnelles de ce module de toiture peuvent être réduites par rapport aux modules de mur, particulièrement suivant les axes L et V. Ils peuvent notamment représenter une demi-largeur de la toiture finie.
Dans ce cas, la couverture est supportée par des solutions classiques de charpente de type «fermettes» fixées directement sur les éléments modulaires de toiture. Le pare-pluie de base (horizontal pour un module de toiture) permet de protéger l’isolant contre une retombée éventuelle de gouttes de condensation préalablement formées sur l’écran de sous toiture. L’espace sous toiture étant ventilé, cette humidité résiduelle sera donc évaporée rapidement. À noter que cette configuration ne permet pas de s’affranchir d’un pare-pluie disposé dans les règles de l’art en sous face de couverture.
L’assemblage des éléments de toiture est réalisé de la même façon que pour les éléments muraux, c’est à dire par fixation mécanique des montants intérieurs et extérieurs entre eux.
L’assemblage des éléments de toiture sur les éléments de mur peut être effectué par des pattes ou des sabots métalliques qui solidarisent les montants intérieurs des éléments de toiture avec respectivement les montants intérieurs et extérieurs des éléments de mur.In a second variant embodiment, the modular element (disposed horizontally) represents a roof module with a steep slope (>20%) and has the same fundamental characteristics as in the first example embodiment. In this configuration, the base rain barrier is arranged horizontally on the exterior uprights and the head rain barrier vertically on the exterior facade so as to ensure the continuity of the rain barrier with the base rain barrier of the wall module to which it is attached. roof module is assembled.
In order to facilitate the transport and handling of the prefabricated elements during the assembly phase, the dimensional characteristics of this roof module can be reduced compared to the wall modules, particularly along the L and V axes. - width of the finished roof.
In this case, the roofing is supported by conventional structural solutions of the "farmhouse" type fixed directly to the modular roofing elements. The basic rain barrier (horizontal for a roof module) protects the insulation against possible fallout of drops of condensation previously formed on the under-roof screen. The space under the roof being ventilated, this residual moisture will therefore evaporate quickly. Note that this configuration does not make it possible to dispense with a rain barrier arranged in the rules of the art on the underside of the roof.
The assembly of the roofing elements is carried out in the same way as for the wall elements, ie by mechanical fixing of the internal and external uprights between them.
The assembly of the roofing elements on the wall elements can be carried out by metal lugs or shoes which secure the interior uprights of the roofing elements with respectively the interior and exterior uprights of the wall elements.
Selon un autre mode de réalisation, lorsque la pente de toiture est choisie à faible pente (entre 3 et 20%), l’élément modulaire représente un élément de toiture préfabriqué qui pourra avantageusement inclure la structure qui supporte la couverture. Dans cette configuration, il est possible de fixer un troisième pare-pluie sur les montants extérieurs additionnels qui suivent la pente de toiture et en regard du pare-pluie horizontal de base. De façon préférentielle mais néanmoins optionnelle, on utilisera directement la structure ainsi créée comme support pour une couverture «active» de production d’énergie solaire photovoltaïque et / ou thermique.According to another embodiment, when the roof slope is chosen with a low slope (between 3 and 20%), the modular element represents a prefabricated roof element which can advantageously include the structure which supports the roofing. In this configuration, it is possible to fix a third rainscreen on the additional external uprights which follow the slope of the roof and opposite the basic horizontal rainscreen. Preferably, but nevertheless optional, the structure thus created will be used directly as a support for an “active” cover for the production of photovoltaic and/or thermal solar energy.
Selon une autre variante de mode de réalisation, l’élément modulaire (qui peut être mural ou de toit) peut inclure des ouvertures qui peuvent intégrer des fenêtres. Les charges statiques et dynamiques sont alors reprises par les montants qui encadrent ces fenêtres et qui présentent une section plus importante que pour un élément modulaire sans ouverture.
Selon le même principe dont le mode de réalisation n’est pas représenté, ces ouvertures peuvent également être des portes, des portes fenêtres ou des fenêtres de toit.According to another alternative embodiment, the modular element (which can be wall or roof) can include openings which can incorporate windows. The static and dynamic loads are then taken up by the uprights which frame these windows and which have a larger section than for a modular element without an opening.
According to the same principle, the embodiment of which is not shown, these openings can also be doors, window doors or roof windows.
Dans le cas d’une construction à étage, les solives seront directement fixées sur les montants intérieurs par l’intermédiaire de pattes ou sabots métalliques et participeront au chaînage intermédiaire des murs.In the case of a two-storey construction, the joists will be fixed directly to the interior uprights by means of metal brackets or shoes and will participate in the intermediate chaining of the walls.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre illustratif et non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels:Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustration and not limitation, as well as the appended drawings in which:
- la figure 1 propose un exemple de bâtiment constitué par assemblage finalisé sur site des éléments modulaires muraux et de toiture,Figure 1 shows an example of a building formed by final assembly on site of the modular wall and roof elements,
- la figure 2 présente la structure d’un exemple d’élément modulaire générique de mur selon la présente invention,Figure 2 shows the structure of an example of a generic modular wall element according to the present invention,
- la figure 3 présente l’aspect d’un élément modulaire générique de mur fini en ce qu’il comporte la structure, l’isolant, le pare-pluie et le pare-vapeur,figure 3 presents the appearance of a generic modular finished wall element in that it includes the structure, the insulation, the rain barrier and the vapor barrier,
- la figure 4 précise l’assemblage des pare-pluie et pare-vapeur sur le module pour assurer la continuité de leur fonction une fois les éléments modulaires assemblés entre eux,figure 4 specifies the assembly of the rain and vapor barriers on the module to ensure the continuity of their function once the modular elements have been assembled together,
- la figure 5 présente un exemple d’élément modulaire simple de toiture fini en ce qu’il comporte la structure, l’isolant, le pare-pluie et le pare-vapeur (variante de la figure 3),Figure 5 shows an example of a simple modular roof element finished in that it includes the structure, the insulation, the rain barrier and the vapor barrier (variant of Figure 3),
- la figure 6 représente la structure d’un élément modulaire de toiture incluant la charpente qui supporte la couverture à faible pente,Figure 6 shows the structure of a modular roof element including the framework that supports the low-slope roof,
- la figure 7 présente l’aspect d’un module de toiture fini décrit en figure 6 en ce qu’il comporte la structure, l’isolant, le pare-pluie et le pare-vapeur,figure 7 shows the appearance of a finished roof module described in figure 6 in that it includes the structure, the insulation, the rain barrier and the vapor barrier,
- la figure 8 précise l’assemblage des pare-pluie et pare-vapeur sur le module décrit en figure 7 pour assurer la continuité de leur fonction une fois les éléments modulaire assemblés entre eux,figure 8 specifies the assembly of the rain and vapor barriers on the module described in figure 7 to ensure the continuity of their function once the modular elements are assembled together,
- la figure 9 présente un exemple d’élément modulaire de mur pourvu d’une ouvertureFigure 9 shows an example of a modular wall element provided with an opening
- la figure 10 précise l’assemblage des éléments muraux entre eux et sur le soubassement (vue de face),figure 10 specifies the assembly of the wall elements between them and on the base (front view),
- la figure 11 précise l’assemblage des éléments muraux entre eux et sur le soubassement (vue de dessus),figure 11 specifies the assembly of the wall elements between them and on the base (top view),
- la figure 12 précise l’assemblage des éléments de toitures entre eux,figure 12 specifies the assembly of the roof elements together,
- la figure 13 précise l’assemblage des éléments modulaires muraux et de toiture entre eux,figure 13 specifies the assembly of the modular wall and roof elements together,
- la figure 14 précise la fixation des solives qui supportent la dalle d’étage sur les montants intérieurs des modules murauxfigure 14 specifies the fixing of the joists that support the floor slab on the interior uprights of the wall modules
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références numériques.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou inter changées pour fournir d’autres réalisations.In these figures, identical elements bear the same reference numerals.
The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.
La figure 1 présente une coupe de bâtiment 1 et explicite l’architecture générale de la construction et le positionnement à l’état monté des modules de mur 2 et de toiture 3.
Les figures 2 à 4 illustrent un élément modulaire générique de mur 2. La figure 2 présente plus spécifiquement l’architecture d’un module de mur 2, identique à celle d’un module générique 2 ou 3 ou 4.Figure 1 shows a section of building 1 and explains the general architecture of the construction and the positioning in the assembled state of the wall 2 and roof 3 modules.
Figures 2 to 4 illustrate a generic modular wall element 2. Figure 2 more specifically presents the architecture of a wall module 2, identical to that of a generic module 2 or 3 or 4.
Suivant ces représentations, l’élément modulaire de construction préfabriqué 2 ou 3 ou 4 est configuré pour former une enveloppe thermique d’un bâtiment 1, est constitué d’au moins un élément isolant 30 définissant des faces intérieures et extérieures, et caractérisé en ce que sa structure est constituée d’au moins une paire de montants extérieurs 10 et 10’, lesdits montants extérieurs 10 et 10’ étant parallèles à un axe vertical V, alignés selon un axe longitudinal L et possédant deux extrémités suivant l’axe V, une paire de montants intérieurs 11 et 11’, lesdits montants intérieurs 11 et 11’ étant parallèles à un axe vertical V, alignés selon un axe longitudinal L, disposés dans un plan (L, V) séparé de celui des montants extérieurs 10 et 10’ par l’épaisseur de l’au moins un élément isolant 30 suivant un axe transversal T et possédant deux extrémités suivant l’axe V, deux paires d’entretoises longitudinales 12 et 12’, 13 et 13’, dont une paire extérieure 12 et 12’ reliant les montants extérieurs 10 et 10’ et une paire intérieure 13 et 13’ reliant les montants intérieurs 11 et 11’, une paire d’entretoises transversales 14, 14’, chaque entretoise transversale 14, respectivement 14’ reliant un montant extérieur 10, respectivement 10’ à un montant intérieur 11, respectivement 11’ en regard, deux éléments de maintien vertical 15 et 15’ de l’au moins un élément isolant 30 disposés aux extrémités des montants extérieurs 10 et 10’ et intérieurs 11 et 11’ dans un plan (L, T), deux éléments de maintien transversal 16 et 16’ de l’au moins un élément isolant 30 dont un extérieur 16 disposés au contact des montants extérieurs 10 et 10’ et un intérieur 16’ disposé au contact des montants intérieurs 11 et 11’, et un premier pare-pluie 25 disposé au contact des montants extérieurs 10 et 10’ et sur l’ensemble de la hauteur de l'élément modulaire 2 ou 3 ou 4 selon le plan (L, V).According to these representations, the modular prefabricated construction element 2 or 3 or 4 is configured to form a thermal envelope of a building 1, consists of at least one insulating element 30 defining interior and exterior faces, and characterized in that that its structure consists of at least one pair of outer uprights 10 and 10', said outer uprights 10 and 10' being parallel to a vertical axis V, aligned along a longitudinal axis L and having two ends along the axis V, a pair of inner uprights 11 and 11', said inner uprights 11 and 11' being parallel to a vertical axis V, aligned along a longitudinal axis L, arranged in a plane (L, V) separate from that of the outer uprights 10 and 10 'by the thickness of the at least one insulating element 30 along a transverse axis T and having two ends along the axis V, two pairs of longitudinal spacers 12 and 12', 13 and 13', including an outer pair 12 and 12' connecting the outer uprights 10 and 10' and an inner pair 13 and 13' connecting the inner uprights 11 and 11', a pair of transverse spacers 14, 14', each transverse spacer 14, respectively 14' connecting an upright outer 10, respectively 10' to an inner upright 11, respectively 11' facing each other, two vertical support elements 15 and 15' of the at least one insulating element 30 arranged at the ends of the outer uprights 10 and 10' and inner uprights 11 and 11' in a plane (L, T), two transverse holding elements 16 and 16' of the at least one insulating element 30, an exterior 16 of which is arranged in contact with the exterior uprights 10 and 10' and an interior 16' disposed at the contact with the interior uprights 11 and 11', and a first rain shield 25 arranged in contact with the exterior uprights 10 and 10' and over the entire height of the modular element 2 or 3 or 4 according to the plane (L, V).
En référence à la figure 2, le mode de réalisation standard de l’élément modulaire 2 ou 3 ou 4 présente une structure porteuse externe faite de montants 10 et 10’, 11 et 11’ de faible section régulièrement répartis le long de l’élément modulaire. Suivant ce mode de réalisation particulier, les montants qui forment cette structure sont reliés les uns aux autres à leurs extrémités par l’intermédiaire d’entretoises longitudinales extérieures 12 et 12’ – relient les montants extérieurs 10 et 10’ entre eux – , intérieures 13 et 13’ – relient les montants intérieurs 11 et 11’ entre eux – et transversales 14 et 14’ – relient les montants intérieurs 11, respectivement 11’, aux montants extérieurs 10, respectivement 10’. L’espace ainsi délimité permet d’accueillir l’élément isolant 30 (représenté sur la figure 3) qui sera maintenu en position par deux jeux d’éléments de maintien, l’un vertical 15 et 15’ prévenant la dérive de l’élément isolant suivant l’axe V et l’autre transversal 16 et 16’ prévenant sa dérive suivant l’axe T.Referring to Figure 2, the standard embodiment of the modular element 2 or 3 or 4 has an external supporting structure made of uprights 10 and 10 ', 11 and 11' of small section regularly distributed along the element modular. According to this particular embodiment, the uprights which form this structure are connected to each other at their ends by means of outer longitudinal struts 12 and 12' - connecting the outer uprights 10 and 10' to each other -, inner 13 and 13' – connect the inner uprights 11 and 11' to each other – and transverse 14 and 14' – connect the inner uprights 11, respectively 11', to the outer uprights 10, respectively 10'. The space thus delimited makes it possible to accommodate the insulating element 30 (shown in FIG. 3) which will be held in position by two sets of holding elements, one vertical 15 and 15' preventing the element from drifting. insulation along the V axis and the other transverse 16 and 16' preventing its drift along the T axis.
Ce type de construction modulaire étant destiné préférentiellement mais de façon non exclusive à recevoir des isolants en fibres végétales compressées (économique, écologique et bon marché), il est nécessaire de protéger cet isolant 30 par un pare-pluie dit «de base» 25 intégré au module de base 2 ou 3 ou 4 qui le préservera de toute pénétration d’eau externe au bâtiment 1 en cas de défaillance de la couverture extérieure principale. Suivant un mode de réalisation particulier décrit en référence à la figure 3, ce pare-pluie 25 est appliqué de façon continue dans un plan (L, V) sur l’intérieur des montants extérieurs 10 et 10’ et au contact de l’élément isolant 30, de façon à garantir une lame d’air ventilée entre le parement de façade et le pare-pluie 25. Cette protection pare-pluie peut être enrichie d’un second pare-pluie dit «de tête» 26 appliqué dans un plan (L, T). Dans le cas d’un module de mur 2 ou 4, cette protection correspond à la face supérieure dudit module 2 ou 4 de façon à protéger l’élément modulaire 2 ou 4 de la pluie au cours du montage. Dans le cas d’un module de toiture 3 ou 4, cette protection correspond à la paroi en façade dudit module 3 ou 4 et assure la continuité de la protection pare-pluie en façade avec celle de l’élément de mur 2 ou 4.This type of modular construction being intended preferentially but not exclusively to receive compressed vegetable fiber insulation (economical, ecological and inexpensive), it is necessary to protect this insulation 30 by a so-called "basic" rain barrier 25 integrated to the base module 2 or 3 or 4 which will protect it from any penetration of water outside building 1 in the event of failure of the main exterior cover. According to a particular embodiment described with reference to Figure 3, this rain shield 25 is applied continuously in a plane (L, V) on the inside of the outer uprights 10 and 10 'and in contact with the element insulation 30, so as to guarantee a ventilated air gap between the facade facing and the rain barrier 25. This rain barrier protection can be enriched with a second so-called "head" rain barrier 26 applied in a plane (L, T). In the case of a wall module 2 or 4, this protection corresponds to the upper face of said module 2 or 4 so as to protect the modular element 2 or 4 from the rain during assembly. In the case of a roof module 3 or 4, this protection corresponds to the wall in front of said module 3 or 4 and ensures the continuity of the rain barrier protection on the front with that of wall element 2 or 4.
De façon optionnelle mais néanmoins recommandée, il peut être judicieux d’enrichir cette structure de base d’éléments de protection contre l’humidité intérieure. La figure 3 présente comment est disposé un pare-vapeur 27. Le pare-vapeur 27 est, selon ce mode de réalisation particulier, disposé sur les faces extérieures des montants intérieurs 11 et 11’ et au contact de l’élément isolant 30, de façon à garantir l’intégrité du pare-vapeur en cas de percement de la surface de finition intérieure.Optionally but nevertheless recommended, it may be wise to enrich this basic structure with elements for protection against interior humidity. FIG. 3 shows how a vapor barrier 27 is arranged. The vapor barrier 27 is, according to this particular embodiment, arranged on the outer faces of the inner uprights 11 and 11' and in contact with the insulating element 30, so as to guarantee the integrity of the vapor barrier in the event of penetration of the interior finishing surface.
La figure 4 décrit un mode de fixation particulier des pare-vapeur 27 et pare-pluie 25 pour assurer la continuité de leur protection une fois les éléments modulaires 2 ou 3 ou 4 assemblés. Suivant cette représentation, l’agrafage du pare-vapeur 27 peut être effectué sur les extrémités latérales des montants intérieurs 11 et 11’ dans un plan (V, T) ainsi que sur les entretoises longitudinales intérieures 13 et 13’. Celui du pare-pluie de base 25 peut être effectué sur les extrémités latérales des montants extérieurs 10 et 10’ dans un plan (V, T) ainsi que sur les entretoises longitudinales extérieures 12 et 12’. Sur cette figure 4, les zones agrafées sont représentées par des surfaces hachurées.FIG. 4 describes a particular method of fixing the vapor barrier 27 and rain barrier 25 to ensure the continuity of their protection once the modular elements 2 or 3 or 4 have been assembled. According to this representation, the stapling of the vapor barrier 27 can be carried out on the lateral ends of the interior uprights 11 and 11' in a plane (V, T) as well as on the interior longitudinal spacers 13 and 13'. That of the basic rainscreen 25 can be carried out on the lateral ends of the external uprights 10 and 10' in a plane (V, T) as well as on the external longitudinal spacers 12 and 12'. In this figure 4, the stapled areas are represented by hatched surfaces.
Ces modules 2 ou 3 ou 4 sont conçus pour recevoir directement les éléments de finition sans support intermédiaire lors de leur mise en œuvre.
Les éléments intérieurs de finition peuvent être des plaques de carton plâtre ou de gypse par exemple qui se fixent directement sur les montants intérieurs 11 et 11’. L’écartement des montants intérieurs 11 et 11’ entre eux et des montants extérieurs 10 et 10’ entre eux peut être un multiple de 60 cm de façon à garantir une fixation aisée des éléments de finition intérieure et/ou extérieure directement sur les montants intérieurs 11 et 11’ et/ou extérieurs 10 et 10’. À noter que ces éléments de finition peuvent participer au contreventement de l’édifice. Si des enduits terre ou chaux sont choisis, alors il est souhaitable dans ce cas de disposer un treillis de contreventement longitudinal 17 disposé entre les montants intérieurs 11 et 11’.
De la même façon, les éléments extérieurs de finition peuvent être des plaques de parement par exemple qui se fixent directement sur les montants extérieurs 10 et 10’. À noter que ces éléments de finition peuvent participer au contreventement de l’édifice. Si des enduits terre ou chaux sont choisis, alors il peut être opportun dans ce cas de disposer un treillis de contreventement longitudinal 17 disposé entre les montants extérieurs 10 et 10’.These modules 2 or 3 or 4 are designed to directly receive the finishing elements without intermediate support during their implementation.
The interior finishing elements can be plasterboard or gypsum boards, for example, which are fixed directly to the interior uprights 11 and 11'. The spacing of the interior uprights 11 and 11' between them and of the exterior uprights 10 and 10' between them can be a multiple of 60 cm so as to guarantee easy fixing of the interior and/or exterior finishing elements directly on the interior uprights 11 and 11' and/or outdoor 10 and 10'. Note that these finishing elements can contribute to the bracing of the building. If earth or lime plasters are chosen, then it is desirable in this case to have a longitudinal bracing trellis 17 arranged between the interior uprights 11 and 11'.
In the same way, the exterior finishing elements can be facing plates, for example, which are fixed directly to the exterior uprights 10 and 10'. Note that these finishing elements can contribute to the bracing of the building. If earth or lime plasters are chosen, then it may be appropriate in this case to have a longitudinal bracing trellis 17 disposed between the outer uprights 10 and 10'.
De façon préférentielle, on prendra soin de disposer au moins un deuxième treillis de contreventement transversal 18 entre un montant extérieur 10 et 10’ et un montant intérieur 11 et 11’, de façon à garantir la stabilité transversale du module.
Ces treillis de contreventement 17 ou 18 peuvent être réalisés avec des tasseaux de bois ou des câbles métalliques.
Par ailleurs, il peut être intéressant de mettre en pression l’élément isolant 30 lors de la construction de l’élément modulaire 2 ou 3 ou 4, de façon à limiter les phénomènes de flambement des différents montants intérieurs 11 et 11’ et extérieurs 10 et 10’.
Preferably, care will be taken to arrange at least a second transverse bracing truss 18 between an outer upright 10 and 10' and an inner upright 11 and 11', so as to guarantee the transverse stability of the module.
These bracing lattices 17 or 18 can be made with wooden cleats or metal cables.
Furthermore, it may be advantageous to pressurize the insulating element 30 during the construction of the modular element 2 or 3 or 4, so as to limit the phenomena of buckling of the various interior uprights 11 and 11' and exterior uprights 10 and 10'.
Premier exemple de réalisation:First example of realization: modulemodule de murwall 22
Selon un mode de réalisation particulier représenté en figure 2, la structure du module de mur 2 présente la disposition des montants latéraux extérieurs 10 et 10’, intérieurs 11 et 11’, les entretoises longitudinales 12 et 12’, 13 et 13’ et transversales 14 et 14’ ainsi que les éléments de maintien verticaux 15 et 15’ et transversaux 16 et 16’ de l’élément isolant 30.
La structure ainsi formée peut ensuite recevoir l’isolant 30 ainsi que les éléments de protection contre l’humidité que sont les pare-vapeur 27 et pare-pluie 25 et 26 pour former l’ensemble présentée en figure 3.
Dans ce cas, la protection pare-pluie dit «de tête» 26 dans le plan (L, T) du module de mur 2 permet une protection temporaire contre la pluie en phase d’assemblage et lorsque les modules de toiture 3 ne sont pas encore montés.
Par ailleurs, le fait de disposer le pare-pluie 25 et les plaques de parement extérieur de part et d’autre des montants extérieurs 10 et 10’ – dans le plan (L, V) – permet de garantir une lame d’air pour la ventilation de l’espace entre le pare-pluie 25 et le parement de façade.
Egalement, le fait de disposer le pare-vapeur 27 et les plaques de finition intérieure de part et d’autre des montants intérieurs 11 permet de garantir l’intégrité du pare-vapeur 27 lors de la mise en œuvre de fixations sur ces plaques de finition intérieure (aménagement courant de supports de tableaux, télévisions ou autres).
Un exemple de mode de fixation par agrafage des pare-pluie et pare-vapeur sur ces modules de mur 2 est présenté en figure 4 dans laquelle les zones agrafées ont été représentées par des surfaces hachurées.
L’assemblage des modules de murs 2 entre eux est représenté sur les figures 10 et 11 par fixation mécanique des montants intérieurs 11 et 11’ et extérieurs 10 et 10’ entre eux, de préférence par boulonnage, l’axe des assemblages étant parallèle à l’axe L. À noter que le principe d’assemblage est identique pour les modules de toiture 3 ou pourvus d’ouvertures 4. L’assemblage des modules muraux 2 sur le soubassement 50 est quant à lui parallèle à l’axe T.
According to a particular embodiment shown in Figure 2, the structure of the wall module 2 has the arrangement of the outer side uprights 10 and 10 ', interior 11 and 11', the longitudinal spacers 12 and 12 ', 13 and 13' and transverse 14 and 14' as well as the vertical 15 and 15' and transverse 16 and 16' retaining elements of the insulating element 30.
The structure thus formed can then receive the insulation 30 as well as the moisture protection elements that are the vapor barrier 27 and rain barrier 25 and 26 to form the assembly shown in Figure 3.
In this case, the so-called "head" rainscreen protection 26 in the plane (L, T) of the wall module 2 allows temporary protection against rain during the assembly phase and when the roof modules 3 are not still mounted.
Furthermore, the fact of arranging the rain barrier 25 and the exterior facing plates on either side of the exterior uprights 10 and 10' – in the plane (L, V) – makes it possible to guarantee an air gap for the ventilation of the space between the rain barrier 25 and the facade facing.
Also, the fact of arranging the vapor barrier 27 and the interior finishing plates on either side of the interior uprights 11 makes it possible to guarantee the integrity of the vapor barrier 27 during the implementation of fasteners on these interior finish (current arrangement of supports for paintings, televisions or other).
An example of the mode of fastening by stapling of the rain and vapor barriers on these wall modules 2 is presented in FIG. 4 in which the stapled zones have been represented by hatched surfaces.
The assembly of the wall modules 2 between them is represented in FIGS. 10 and 11 by mechanical fixing of the interior uprights 11 and 11' and exterior uprights 10 and 10' between them, preferably by bolting, the axis of the assemblies being parallel to the axis L. Note that the assembly principle is identical for the roof modules 3 or provided with openings 4. The assembly of the wall modules 2 on the base 50 is parallel to the axis T.
Deuxième exemple d e réalisation: modul e de toiture 3 sans structure support de couverture
En référence à la figure 5, ce deuxième exemple de réalisation concerne un module de toiture 3. Ce module de toiture 3 présente une constitution similaire au module de mur 2 décrit en référence à la figure 3.
De manière spécifique pour ces modules de toiture 3, le pare-pluie de tête 26 dans le plan (L, T) et au contact de l’élément isolant 30 permet de garantir la continuité de la protection avec le pare-pluie de base 25 de l’élément modulaire mural 2 en façade.
Dans le cas standard, les modules de toiture 3 représentent une demi-largeur de la toiture finie. Si la largeur du bâtiment fini 1 est faible, le module de toiture 3 peut représenter une largeur complète de la toiture finie. Second example of e realization: modul roof 3 without support structure blanket
Referring to Figure 5, this second embodiment relates to a roof module 3. This roof module 3 has a structure similar to the wall module 2 described with reference to Figure 3.
Specifically for these roof modules 3, the head rainscreen 26 in the plane (L, T) and in contact with the insulating element 30 makes it possible to guarantee continuity of protection with the base rainscreen 25 of the modular wall element 2 on the front.
In the standard case, the roof modules 3 represent half the width of the finished roof. If the width of the finished building 1 is small, the roof module 3 can represent a full width of the finished roof.
Selon le mode de réalisation particulier de la figure 5, le module de toiture 3 présente une pente de toiture forte (supérieure ou égale à 20%). Dans ce cas, on peut recourir à des solutions classiques de charpente de type «fermettes» fixées directement sur les modules de toiture 3. Le fait de disposer d’un pare-pluie horizontal 25 permet de protéger l’isolant 30 contre une retombée éventuelle de gouttes de condensation préalablement formées sur l’écran de sous toiture. L’espace sous toiture étant ventilé, cette humidité résiduelle sera donc évaporée rapidement. À noter que cette configuration ne permet pas de s’affranchir d’un pare-pluie disposé dans les règles de l’art en sous face de couverture.According to the particular embodiment of FIG. 5, the roof module 3 has a steep roof slope (greater than or equal to 20%). In this case, it is possible to resort to conventional framework solutions of the “farmhouse” type fixed directly to the roofing modules 3. The fact of having a horizontal rainscreen 25 makes it possible to protect the insulation 30 against a possible fallout drops of condensation previously formed on the under-roof screen. The space under the roof being ventilated, this residual humidity will therefore evaporate quickly. Note that this configuration does not make it possible to dispense with a rain barrier placed according to the rules of the art on the underside of the roof.
L’assemblage des modules de toiture 3 entre eux se fait sur toute la longueur des montants intérieurs 11 et 11’ et extérieurs 10 et 10’ de base comme présenté en figure 12.
En référence à la figure 13, il est représenté l’assemblage des modules de toiture 3 sur les modules de mur 2. Cet assemblage peut être effectué par des pattes ou sabots métalliques 40 qui solidarisent les montants intérieurs 11 et 11’ des modules de toiture 3 avec respectivement les montants intérieurs 11 et 11’ et extérieurs 10 et 10’ des modules de mur 2.
The assembly of the roof modules 3 between them is done over the entire length of the interior uprights 11 and 11 'and exterior 10 and 10' base as shown in Figure 12.
With reference to FIG. 13, the assembly of the roof modules 3 on the wall modules 2 is shown. 3 with respectively the interior uprights 11 and 11' and exterior 10 and 10' of the wall modules 2.
Troisième exemple de réalisation: module de toiture 3 comportant une structure support de couverture
En référence à la figure 6, le module de toiture présente une toiture à faible pente (entre 3 et 20%). Selon ce troisième mode de réalisation, le module de toiture préfabriqué 3 comporte une structure destinée à supporter une couverture qui peut par exemple être composée de tuiles. Sur la base de cette structure et comme présenté en figure 7, il est possible de fixer un deuxième pare-pluie 28 sur les montants extérieurs additionnels 24 et 24’ qui suivent la pente de toiture et en regard du pare-pluie horizontal de base 25. Suivant un mode de réalisation particulier, l’assemblage des pare-pluies 25, 26 et 28 est par ailleurs réalisé par agrafage et représenté en figure 8 dans laquelle les zones agrafées ont été représentées par des surfaces hachurées.
Third example of realization: module roof 3 including a cover support structure
Referring to Figure 6, the roof module has a low slope roof (between 3 and 20%). According to this third embodiment, the prefabricated roof module 3 comprises a structure intended to support a covering which can for example be composed of tiles. On the basis of this structure and as shown in Figure 7, it is possible to fix a second rainscreen 28 on the additional external uprights 24 and 24' which follow the slope of the roof and opposite the basic horizontal rainscreen 25 According to a particular embodiment, the assembly of the rain shields 25, 26 and 28 is moreover carried out by stapling and represented in FIG. 8 in which the stapled zones have been represented by hatched surfaces.
Quatrième exemple de réalisation: modul e de mur avec ouverture 4
Selon le mode de réalisation présenté en figure 9, le module avec ouverture 4 peut intégrer des fenêtres. Les charges statiques et dynamiques sont alors reprises par les montants 10, 10’, 11 et 11’ qui encadrent ces fenêtres et qui présentent une section plus importante que pour un module sans ouverture 2 ou 3.
Par ailleurs, en l’absence de pare-vapeur 27 autour de la structure qui encadre ces ouvertures, l’isolation complémentaire 31 disposée entre les montants 10 et 11, respectivement 10’ et 11’, ainsi qu’entre les entretoises longitudinales 12 et 13 par exemple est effectuée par des matériaux imputrescibles, comme par exemple du polystyrène expansé.
Selon le même principe dont le mode de réalisation n’est pas représenté, ces ouvertures peuvent également être des portes ou des portes fenêtres.
Fourth example of realization: module e of wall with opening 4
According to the embodiment shown in Figure 9, the module with opening 4 can incorporate windows. The static and dynamic loads are then taken up by the uprights 10, 10', 11 and 11' which frame these windows and which have a larger section than for a module without opening 2 or 3.
Furthermore, in the absence of a vapor barrier 27 around the structure which frames these openings, the additional insulation 31 arranged between the uprights 10 and 11, respectively 10' and 11', as well as between the longitudinal spacers 12 and 13 for example is made by rot-proof materials, such as expanded polystyrene.
According to the same principle, the embodiment of which is not shown, these openings can also be doors or window doors.
Cinquième exemple de réalisation: module de mur 2 avec fixation de solives pour supporter un ou plusieurs étages
La figure 14 présente le cas d’une construction à étage et montre comment les solives 41 sont directement fixées sur les montants intérieurs 11 et participent au chaînage intermédiaire des murs. L’avantage de cette solution est qu’il n’y a pas de rupture du pare-vapeur 27 au niveau des têtes de solives, garantissant ainsi la santé du bâti pour de multiples décennies.
Fifth example of realization: module wall 2 with joist attachment to support one or many floors
Figure 14 presents the case of a two-storey construction and shows how the joists 41 are directly fixed to the interior uprights 11 and participate in the intermediate chaining of the walls. The advantage of this solution is that there is no break in the vapor barrier 27 at the joist heads, thus guaranteeing the health of the building for many decades.
Conclusion:Conclusion:
La présente invention a pour objectif de proposer une solution de construction d’un bâtiment de façon rapide, fiable et écologique. En effet, l’énergie grise peut être réduite grâce à l’emploi d’une structure de préférence en bois minimaliste, pour encapsuler l’isolant qui sera de façon préférentielle des ballots de matériaux végétaux compressés pourvus de bonnes propriétés de résistance thermique. Cette structure est néanmoins capable de supporter l’ensemble des charges mécaniques statiques et dynamiques du bâtiment (charges de toiture et résistance au vent par exemple) et permettre la manipulation de ces éléments modulaires lors de la phase d’assemblage. Cette structure permet en outre un assemblage aisé des éléments modulaires entre eux et sur le mur de fondation et surtout de disposer directement les supports de finition intérieures et extérieures sur l’élément ainsi préfabriqué en préservant l’intégrité du pare-vapeur et du pare-pluie de façon sécurisée par un écartement naturel à la surface de finition (protection contre le percement par exemple).The aim of the present invention is to propose a solution for the construction of a building in a rapid, reliable and ecological manner. Embodied energy can be reduced by using a structure, preferably in minimalist wood, to encapsulate the insulation, which will preferably be bundles of compressed plant materials with good thermal resistance properties. This structure is nevertheless able to support all the static and dynamic mechanical loads of the building (roof loads and wind resistance for example) and allow the manipulation of these modular elements during the assembly phase. This structure also allows easy assembly of the modular elements between them and on the foundation wall and above all to arrange the interior and exterior finishing supports directly on the element thus prefabricated while preserving the integrity of the vapor barrier and the vapor barrier. rain in a secure way by a natural gap to the finishing surface (protection against drilling for example).
L’intérêt de cette invention réside dans la valorisation de matériaux naturels tels que la paille (aujourd’hui sous exploitée) et le bois, matériaux reconnus sains pour les occupants des bâtiments ainsi construits si la paille est issue de filières de l’agriculture biologique qui permettent de garantir qu’elle n’est pas imprégnée de pesticides notamment. Elle permet également l’emploi d’une solution rationnelle «tout en un» (rôle structurel et d’isolation thermique en conservant une excellente protection contre l’humidité dans le temps) en utilisant des matériaux à faibles coûts (tasseaux de bois de faible section et régulièrement répartis). Le fait de pré fabriquer ces éléments en atelier permet de diminuer les temps de montage sur le chantier mais surtout grâce au pare-vapeur et au pare-pluie de garantir que l’isolant restera sec et non altéré jusqu’à la mise hors d’eau du bâtiment, c’est à dire jusqu’à l’assemblage complet des modules de mur et de toiture.The interest of this invention lies in the valorization of natural materials such as straw (today under-exploited) and wood, materials recognized as healthy for the occupants of the buildings thus constructed if the straw comes from organic farming sectors. which make it possible to guarantee that it is not impregnated with pesticides in particular. It also allows the use of a rational "all-in-one" solution (structural role and thermal insulation while maintaining excellent protection against humidity over time) using low-cost materials (low section and regularly distributed). The fact of pre-manufacturing these elements in the workshop makes it possible to reduce assembly times on the site but above all, thanks to the vapor barrier and the rain barrier, it guarantees that the insulation will remain dry and unaltered until it is put out of use. building water, i.e. until the complete assembly of the wall and roof modules.
Par ailleurs, dans le cas d’un bâtiment à étage, le fait de fixer les solives sur les montants intérieurs via des sabots métalliques permet de garantir la continuité du pare-vapeur sur toute la hauteur du bâtiment et ainsi d’éviter un endommagement de la structure du plancher par condensation de vapeur d’eau et pourrissement des têtes de solives.
In addition, in the case of a two-storey building, the fact of fixing the joists to the interior uprights using metal shoes makes it possible to guarantee the continuity of the vapor barrier over the entire height of the building and thus to avoid damage to the the structure of the floor by condensation of water vapor and rotting of the joist heads.
Claims (10)
- une paire de montants extérieurs (10, 10’), lesdits montants extérieurs (10, 10’) étant parallèles à un axe vertical (V), alignés selon un axe longitudinal (L) et possédant deux extrémités suivant l’axe (V),
- une paire de montants intérieurs (11, 11’), lesdits montants intérieurs (11, 11’) étant parallèles à un axe vertical (V), alignés selon un axe longitudinal (L), disposés dans un plan (L, V) séparé de celui des montants extérieurs (10, 10’) par l’épaisseur de l’au moins un élément isolant (30) suivant un axe transversal (T) et possédant deux extrémités suivant l’axe (V),
- deux paires d’entretoises longitudinales (12, 12’, 13, 13’), dont une paire extérieure (12, 12’) reliant les montants extérieurs (10, 10’) et une paire intérieure (13, 13’) reliant les montants intérieurs (11, 11’),
- une paire d’entretoises transversales (14, 14’), chaque entretoise transversale (14, respectivement 14’) reliant un montant extérieur (10, respectivement 10’) à un montant intérieur (11, respectivement 11’) en regard,
- deux éléments de maintien vertical (15 et 15’) de l’au moins un élément isolant (30) disposés aux extrémités des montants extérieurs (10, 10’) et intérieurs (11, 11’) dans un plan (L, T),
- deux éléments de maintien transversal (16 et 16’) de l’au moins un élément isolant (30) dont un extérieur (16) disposés au contact des montants extérieurs (10, 10’) et un intérieur (16’) disposé au contact des montants intérieurs (11, 11’),
- un premier pare-pluie (25) disposé au contact des montants extérieurs (10, 10’) et sur l’ensemble de la hauteur de l'élément modulaire (2, 3, 4) selon le plan (L, V),
- a pair of outer uprights (10, 10'), said outer uprights (10, 10') being parallel to a vertical axis (V), aligned along a longitudinal axis (L) and having two ends along the axis (V) ,
- a pair of inner uprights (11, 11'), said inner uprights (11, 11') being parallel to a vertical axis (V), aligned along a longitudinal axis (L), disposed in a separate plane (L, V) that of the outer uprights (10, 10') by the thickness of the at least one insulating element (30) along a transverse axis (T) and having two ends along the axis (V),
- two pairs of longitudinal struts (12, 12', 13, 13'), of which an outer pair (12, 12') connecting the outer uprights (10, 10') and an inner pair (13, 13') connecting the interior uprights (11, 11'),
- a pair of transverse spacers (14, 14'), each transverse spacer (14, 14' respectively) connecting an outer upright (10, respectively 10') to an inner upright (11, respectively 11') opposite,
- two vertical holding elements (15 and 15') of the at least one insulating element (30) arranged at the ends of the outer (10, 10') and inner (11, 11') uprights in a plane (L, T) ,
- two transverse holding elements (16 and 16') of the at least one insulating element (30), an exterior (16) arranged in contact with the external uprights (10, 10') and an interior (16') arranged in contact interior uprights (11, 11'),
- a first rain shield (25) arranged in contact with the outer uprights (10, 10') and over the entire height of the modular element (2, 3, 4) along the plane (L, V),
Building (1) according to any one of claims 8 or 9, characterized in that it further comprises a storey, said storey being supported by joists (41) fixed to the interior uprights (11, 11').
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|---|---|---|---|
| FR2001313A FR3107067B1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Ecological modular element for the construction of a building |
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| FR (1) | FR3107067B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114434630A (en) * | 2022-01-25 | 2022-05-06 | 深圳市科筑建筑科技有限公司 | Nomadic production method for prefabricated components of fabricated building |
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| EP2543788A1 (en) | 2011-07-06 | 2013-01-09 | Université de Picardie Jules Verne | Modular construction elements |
| WO2014053905A2 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Hengy Jacques | Structured beam and modular construction element made using said beam |
-
2020
- 2020-02-10 FR FR2001313A patent/FR3107067B1/en active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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