Soirée d’information CCB-C 20 octobre 2010...pont thermique négligeable Exemples de valeurs pour...

Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

Antoine Tilmans, irDivision Climat, Equipement et Performance Energétique

CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction

Guidance Technologique Eco-Construction

Soirée d’information CCB-C20 octobre 2010

Centre Scientifique et Technique de la Construction

Causes et conséquences Définition Déperditions thermiques Problèmes d’humidité

Bâtiments neufs : réglementation PEB

Rénovation et ponts thermiques Techniques d’isolation Quelques exemples pratiques

20/10/2010 2Soirée information CCB-C : ponts thermique


Ponts thermiques : “ Endroits de l’enveloppe où le transfert de chaleur se produit en 2 ou 3 dimensions. A ces endroits on a non seulement une perte de chaleur plus élevée, maiségalement une température de surface intérieure plus faible que les éléments adjacents pendant la périodede chauffe.”



2 types de ponts thermiques :- Ponts thermiques géométriques

Angles, baies de fenêtres,...

- Ponts thermiques structurelsColonnes, balcon, ancrages,...



Déperdition parois(1D) :Dépendent de :

- valeurs U- surfaces- environnements

Déperdition ponts thermiques(2D ou 3D) :- jonctions entre les parois- interruption de la couche isolante

+


�lkbkψe,kk

+ �blχe,ll

�W

K� �AibiUi

k

surface

facteur lié à l’environnement(cave, VV,etc.)

valeur U

dépeditionlinéique

déperditionponctuelle

longueur


Densité de flux de chaleur q à travers une paroi homogène

q = U (Θi - Θe) [W / m²]

Coefficient de transmission thermique (valeur U) d’une paroiU = 1 / Rt [W / m² K]

Résistance thermique totale (d’ambiance à ambiance)Rt = Rsi + ΣRi + Rse [m² K / W]

q

Θe Θi


Rsi R1 R2 R3 R4 Rse


valeurs Ψ et χ = facteur de correction du calcul de référence de la perte par transmission

Coefficient de transmission thermique linéique Ψe [W/mK]= terme de correction linéique du flux thermique, calculé suivant la référence unidimensionnelle et pour une différence de température de 1 K entre les environnements situés de part et d’autre du nœud constructif linéaire

−Φ−Φ

=ΨmKW

TT ei

D1D2e



Ti

Te

Q2D

* Longueur nœud constructif = 1 m

−Φ−Φ

=ΨmKW

TT ei

D1D2e

à l’aide d’un calcul numérique.



Coefficient de transmission thermique linéique Ψe [W/mK] = terme de correction linéique du flux thermique calculé suivant la référence unidimensionnelle et pour une différence de température de 1 K entre les environnements situés de part et d’autre du nœud constructif linéaire

Ti

Te


−Φ−Φ

=ΨmKW

TT ei

D1D2e

SUR BASE DES DIMENSIONS EXTÉRIEURES




Ti

Te


−Φ−Φ

=ΨmKW

TT ei

D1D2e

Φ1D-toit

Φ1D-mur

Φ1D = Φ1D-toit + Φ1D-mur




Ti

Te


−Φ−Φ

=ΨmKW

TT ei

D1D2e

Φ1D-toit

Φ1D-mur



CONSÉQUENCE

De par leur dépendance à la géométrie, les valeurs Ψ et χ ne sont pas à interpréter comme des valeurs U

Des valeurs Ψ et χ peuvent être négatives Une petite valeur Ψ ou χ n’annonce pas nécessairement un détail à pont thermique négligeable

Exemples de valeurs pour une angle sortant (NBN EN ISO 14683) :

Isolation extérieure

Dimensions extérieures :

Dimensions intérieures :


Isolation intérieure


ÉTUDE SENVIVV (1995-1997)

• bâtiments avec permis de 1990 à 1993• sur base des plans• valeurs psi par défaut (NBN B 62-002:1987)


Projet Koudebrug-IDEEPour des “bons” détails : impact entre 2 et 4 points K


HEAT2

BISCO

Therm

TRISCO

, etc.

Liste de logiciels dans l’Information Paper P198 du projet européen ASIEPI : www.asiepi.eu

KOBRAwww.cstc.be/go/kobra



Ponts thermiques

Températures superficielleset internes plus basses

Risque de condensation augmente

Problèmes d’humidité



Air sec :78.08 % azote20.95 % oxygèneMoins de 1% de gaz rares (Ar, Kr,...) et CO2 (380ppm)

Air humide :

Air sec + vapeur d’eauCaratérisé par :• sa température• son humidité relative (HR):

mesure du rapport entre le contenu en vapeur d'eau de l'air et sa capacité maximale à en contenir à unetempérature et une pression donnée.



Air intérieur :20°C60% HR

Pont thermique :10°C

CONDENSATION : +-12 °C

Apparition de condensation dépend :- du climat intérieur (T° et HR)- de la température au niveau du pontthermique

Diagramme de l’air humide



T0i = 15°C

ei

ei

TTTT

−−

= 02,0τ

Ti = 20°C

Te = 0°C

Critère pour les logements : τ ≥ 0,7

75,0020015

2,0 =−−

=τ

Pour d’autres types de bâtiments le critère peut êtredifférent... dépend du climat intérieur

OK!



Idem que pour les calculs de déperditions thermiques +

MOIST

WUFI

MATCH

LATENITE

, etc.


Il s’agit de logiciel spécialisé pour les étudeshygrothermiques : pas limités aux ponts thermiques


Résidentiel Bureau & écoleNiveau E 90Niveau K 40 45Valeurs Umax/Rmin Annexe IVSurchauffe I < 17500 Kh -Exigences de ventilation Annexe VI Annexe VIIInstallations techniques Annexe VIII

Exigences

3 exigences dépendent des pertes par transmission!


Prise en compte des noeuds constructifspar encore d’application!


L’Annexe “Noeuds Constructifs” détermine le terme ‘HTjunctions’

= transfert thermique par transmission à travers les nœuds constructifs pour une différence de température de 1 Kelvin entre les environnements intérieurs et extérieurs

CONSÉQUENCE: Le transfert thermique total par transmission HT devient

La modification de HT par addition de HTjunctions influence :

Le besoin en énergie pour le chauffage (niveau E) L’indicateur de surchauffe Le besoin en refroidissement Le niveau K

L’annexe NC agit (via HTjunctions) sur chacun de ces 4 résultats !

HT = HTconstructions + HTjunctions [W K⁄ ]

La réglementation PEB ne s’intéresse qu’aux aspects thermiques (pas les problèmes d’humidité)



Par volume K, choisir 1 des 3 options ci-dessous :

OPTION A Méthode détaillée

L’effet de tous les nœuds constructifs est pris en compte ‘exactement’, soit en 3D, soit en 2D

OPTION B Méthode des nœuds PEB-conformes

Un effort est fait pour répondre le plus possible aux prescriptions pour que les détails soient à pont thermique négligeable (règles de base, Ψe,lim), grâce à quoi un petit supplément forfaitaire suffit.Ce qui n’y répond pas, est pris en compte séparément.

OPTION C Supplément forfaitaire Aucun effort n’est fait pour tenir compte de l’influence des nœuds constructifs, avec pour conséquence une pénalité forfaitaire élevée.

Influence sur HT : correspond à ΔK variable

Influence sur HT : correspond à 3 points K + ΔK variable

Influence sur HT : correspond à 10 points K



La déperdition thermique supplémentaire provoquée par les nœuds constructifs est prise en compte à l’aide d’un calcul numérique validé

AU NIVEAU BÂTIMENTCalcul tridimensionnel de l’ensemble du bâtiment

Reste difficilement réalisable en pratique Ne sera pas encore implémenté dans le software

AU NIVEAU NŒUD CONSTRUCTIFTOUS les nœuds constructifs sont pris en compte SÉPARÉMENT

CHAQUE nœud constructif linéaire : Ψe et longueur l CHAQUE nœud constructif ponctuel : χe

~ Manière ‘classique’



Exemple d’application :



Linteau de fenêtre – maçonnerie > 1mLinteau de fenêtre – maçonnerie < 1mLinteau de porteCôté de porte - maçonnerieCôté de porte cochère - maçonnerieCôté de fenêtre - boisSeuil de fenêtreSeuil de porte-fenêtreSeuil de porteSeuil de porte cochère Fondation maçonnerieFondation mur boisAngle extérieur de mursPlancher EANC <> façadeRive de toit platCloison de combles <> façadeHaut de mur maçonnerie <> toit inclinéHaut de mur bois <> toit inclinéPlancher de grenier <> façade boisPlancher de grenier <> façade maçonnerie

Plancher de grenier <> toit inclinéPlancher de grenier <> mur mitoyenMaçonnerie de façade <> finition boisHaut de façade <> toit inclinéMur extérieur <> mur mitoyenToit incliné <> mur mitoyenToit plat <> EANCToit plat <> mur de butéePlancher de l’EANC <> toitPlancher de l’EANC <> mur montantCloison de combles <> façade boisToit de l’EANC <> façade boisToit incliné <> façade boisCloison de combles <> toit inclinéRaccord fenêtre de toitureMur de l’étage <> plancher du grenierMur de l’étage <> toit inclinéMur de l’étage <> cloison de combles …



OPTION AMéthode détaillée

Supplément variable au niveau K

TOUS LES NŒUDS CONSTRUCTIFS• à répertorier• à mesurer en longueur• à calculer ou valeur par défaut• à encoder dans le logiciel

Laborieux≥ 206 mètres de nœuds constructifs à relever≥ 55 longueurs à mesurer≥ 39 Ψ et Χ à calculer en détail=> encoder dans le logiciel

…

Précis

Bons détails récompensés, Mauvais détails pénalisés



Dans cette option, les nœuds constructifs présents sont répartis en 2 sortes, chacune avec sa propre influence sur la perte par transmission

Les nœuds constructifs PEB-conformes= les nœuds constructifs ‘à pont thermique négligeable’

Sont pris en compte ensemble

Les nœuds constructifs qui ne sont pas PEB-conformes= nœuds constructifs qui sont difficiles à résoudre/à calculer

Sont pris en compte ‘de manière classique’

Supplément de 3 points au niveau K

Supplément variable au niveau K



Les nœuds constructifs PEB-conformes= les nœuds constructifs ‘à pont thermique négligeable’

Pour la réglementation, c’est un nœud qui satisfait:

AUX RÈGLES DE BASE pour qu’un détail soit À PONT THERMIQUE NÉGLIGEABLE

À la condition Ψe ≤ Ψe,lim

et/ou

= nœud constructif- qui satisfait aux bonnes pratiques constructives, - qui entraîne peu de déperditions



RÈGLE DE BASE 1Épaisseur de

contact minimale des couches

isolantes

Nœud PEB-conforme

Il satisfait à une desRÈGLES DE BASE

Il satisfait àΨe ≤ Ψe,lim

RÈGLE DE BASE 2Interposition

d’éléments isolants

RÈGLE DE BASE 3Chemin de moindre

résistance

ou



Les COUCHES ISOLANTES peuvent être en contact DIRECT

Epaisseurs respectives de la couche isolante des deux parois qui se rejoignent

Epaisseur de contact de la couche isolante, mesurée entre les faces froide et chaude

dcontact

d1 et d2

EXIGENCE

dcontact ≥ ½ * min(d1, d2)



Brussel, 6 juli 2009

d1= 9 cm

dcontact ≥ 9/2 = 4,5 cm

d1= 12 cm

d1= 9 cm

d1= 12 cm

dcontact ≥ 9/2 = 4,5 cm

EXIGENCE

dcontact ≥ ½ * min(d1, d2)

L’exigence est légèrement modifiée pour les jonctions avec chassis


Centre Scientifique et Technique de la Construction20/10/2010 36Soirée information CCB-C : ponts thermique




isolantes

Nœud PEB-conforme






résistance

ou



Les couches isolantes ne peuvent pas être en contact DIRECT, mais des ÉLÉMENTS ISOLANTS sont intercalés de telle sorte que la coupure thermique est conservée

Les éléments isolants doivent répondre à 3 exigences pour que le détail soit un nœud PEB-

conforme



Exigence relative à la valeur λ

λ ≤ 0,2W/mK

Exigence relative à l’épaisseur de contact

dcontact,i ≥ ½ * min(dinsulating part, dx)

ET ET

Exigence relative à la valeur R

R ≥ min (R1/2, R2/2, 2)

Plusieurs matériaux avec λ ≤ 0,2 W/mKpeuvent être considérés comme 1 élément isolant homogène !

λ doit ≤ 0,2 W/mK



La résistance thermique R de chaque élément isolant ne peut pas être plus petite que la moitié de la plus petite des valeurs R1 et R2

R doit être mesuré PERPENDICULAIREMENT à la

LIGNE DE COUPURE THERMIQUE

R1

R2

R

LIGNE qui

- relie 2 couches isolantes en passant à travers les éléments isolants

- autant que possible // passe par la limite entre les couches isolantes et les éléments isolants


λ ≤ 0,2W/mK



ET ET


R ≥ min (R1/2, R2/2, 2)



?

R1

R2

R

EXEMPLE

R1 = 0,20 m / 0,027 W/mK = 7,41 m2K/WR2 = 0,15m / 0,027 W/mK = 5,56 m2K/W

R plus grand ou égal à la moitié du plus petit

R ≥ 5,56/2 = 2,78 m2K/W ?

Peut être limité à 2 m2K/W


λ ≤ 0,2W/mK



ET ET


R ≥ min (R1/2, R2/2, 2)



Analogue à la RÈGLE DE BASE 1CHAQUE raccordement i entre un élément isolant et une couche isolante, ou entre deux éléments isolants doit y satisfaire !


λ ≤ 0,2W/mK



ET ET


R ≥ min (R1/2, R2/2, 2)



dcontact,1

dinsulating part

dx = d1


λ ≤ 0,2W/mK



ET ET


R ≥ min (R1/2, R2/2, 2)



dcontact,2dinsulating part

dx = d2


λ ≤ 0,2W/mK



ET ET


R ≥ min (R1/2, R2/2, 2)





isolantes

Nœud PEB-conforme






résistance

ou



Interior

HeatExterior

R1

R2Interior

Exterior

R1

R2

Chemin de moindre résistance

= le plus court trajet entre l’environnement intérieur, et l’environnement extérieur ou un EANC, et qui ne coupe jamais une couche d’isolant ou un élément isolant dont R ≥ min (R1,R2)

p.ex. débordement plancher + façade

p.ex. Appui de fondation

Idée de base : ‘la chaleur cherche le chemin le plus facile’ = PAS à travers l’isolant

= CHEMIN DE MOINDRE RÉSISTANCE



Interior

HeatExterior

R1

R2Interior

Exterior

R1

R2



On mesure la longueur li du chemin de moindre résistance

EXIGENCE

La longueur li ≥ 1 mètre





Interior

HeatExterior

R1

R2Interior

Exterior

R1

R2



Si l’exigence n’est pas satisfaite, une isolation avec R ≥ min (R1,R2) doit être ajoutée pour augmenter la longueur !

EXIGENCE

La longueur li ≥ 1 mètre





1. Mur existant. 2. Plancher isolé sur sol.3. Isolation par l'extérieur du mur de façade.4. Isolant thermique (XPS) fixé au mur enterré pour

neutraliser le pont thermique au pied de façade.5. Membrane drainante.6. Panneau de protection mécanique résistant à l'humidité.7. Drain et empierrement protégé à l'aide d'un géotextile.

Source : www.energieplus-lesite.be


http://www.energieplus-lesite.be/energieplus/page_10241.htm�

http://www.energieplus-lesite.be/�




isolantes

Nœud PEB-conforme






résistance

ou



A vérifier à l’aide d’un calcul numérique validé :- suivant NBN EN ISO 10211- par un fabricant, une base de donnée, un calcul personnel, etc



3 techniques d’isolation en rénovation



3 techniques d’isolation en rénovation Isolation extérieure



3 techniques d’isolation en rénovation Isolation extérieure Isolation par l’intérieur



3 techniques d’isolation en rénovation Isolation extérieure Isolation par l’intérieur Remplissage de la coulisse



Systèmesd’enduit sur isolant (ETICS)

Systèmesspéciaux

Bardage

Plusieurs solutions possibles



C’est la meilleure technique (quand elle estapplicable)... Comportement hygrothermique favorable Ponts thermiques limités MAIS

• Raccord aux fondations• Balcon• Tous les éléments en saillie par rapport à la

façade• ...



Quelques points d’attention...


Ok pour l’étanchéité à l’eau, mais le pont thermiquen’est pas résolu.



NIT 209, CSTC, 1998




Balcons!



Comportement hygrothermique moins favorable Ponts thermiques (quasiment inévitables) :

Planchers Murs de refend Connections avec les fenêtres ...

Souvent la seule solution!Mise en oeuvre délicate:

Pare vapeur Étanchéité à l’air Prévenir les mouvement convectifs ...



Il faut également porter attention aux élements suivants : Canalisation électrique : prévoir espace

technique et ne pas interrompre le pare vapeur Canalisation d’eau : à l’abri du gel! Support des radiateurs ...

réalisation pratique délicate...



industriel– préfabriqué : isolant +

plaque de plâtre– collé sur le mur


artisanal :isolation dans une osature


Mise en oeuvre : prévoir un retour contre la baie

http://www.energieplus-lesite.be




Mise en oeuvre : solution pour les murs de refend



Point d’attention : Encastrement d’une poutre dans la maçonnerie : risque de pourrissement

Solutions envisageables:

http://www.energieplus-lesite.be

L’APPLICATION DE PRINCIPES DE LA MAISON PASSIVE EN REGION DE BRUXELLES-CAPITALE, CERAA pour l’IBGE, 2008




O. Henz, FHW architecteshttp://lehr.be/FR-P-Eupen.htm


http://lehr.be/FR-P-Eupen.htm�


Quelques exemples pratiques...



Plancher nervuré en béton calcul 3D


Situation dans le coin calcul 3D


Τ = 0,63 < 0,51

Sans isolation ajoutée

Τ = 0,63 < 0,7

Avec isolation au plafond (5cm ép. Sur 70 cm de large)

Etude d’un pont thermique dans un logement social

Avec isolation plafond + isolation façade (5cm d’ép. Sur 30cm de hauteur)

Τ = 0,75 > 0,7



Comme pour l’isolation par l’intérieur, différentsponts thermique sont difficilement évitables : Lintaux Planchers Retours de baie Corniche ...

Possibilité de les résoudre? Attention à la mise en oeuvre : contrôle nécessaire L’impact hygrothermique est moins négatif que pour

une isolation intérieure...



Correction d’un pont thermique d’une baie de fenêtre



Le risque de condensation superficielle n’est pas augmenté!



Bon remplissage : le linteau ne touche pas la brique de façade

Exemple de mise en oeuvre



Exemple de mise en oeuvre

Linteau au dessus de la porte : pont thermiqueMauvais remplissage sous la fenêtre



Merci pour votre attention!

Questions?

CSTCGuidance Technologique Eco-Construction

Antoine [email protected]/655.77.11

mailto:[email protected]�

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