Construction en bois Performance énergétique

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1 Construction en bois Performance énergétique Le cas des noeuds constructifs Antoine Tilmans, ir Division Climat, Equipement et Performance énergétique CSTC - 30/05/2012

2 Contenu Introduction La réglementation et les noeuds constructifs Exemples pratiques Pied de mur Planchers intermédiaires Jonctions avec fenêtres Pied de versant Toiture... 2

3 INTRODUCTION Noeuds constructifs et réglementation PEB 3

4 Evolution futures des exigences PEB Région wallonne 2014 : «très basse énergie» 2017 : norme «passive» ou équivalente 2019 : «zéro-net» et tendre vers des bâtiments à énergie positive + noeuds constructifs en juin 2012??? Région de Bruxelles-Capitale 2015 : Conso. énergie primaire 45 kwh/m² an pour les logements *C kwh/m² an pour bureaux et écoles Etanchéité à l air n Besoin net en énergie chauffage 15 kwh/m² an Critère surchauffe Révision de la directive EPBD (Recast) Article 9: Nearly zero energy buildings 1. Members States shall ensure that: a) by 31 December 2020, all new buildings are nearly zero energy buildings 4

5 Evolution future des exigences PEB Thermal insulation: K-level requirement Energy performance: E-level requirement 140% 120% 100%?? Future evolution?? Requirement 80% 60% 40% 20% Flanders - equiv. thermal insul. rqmt Flanders - legal EPB-requirements Brussels - equiv. thermal insul. rqmt Brussels - legal EPB-requirements Wallonia - equiv. thermal insul. rqmt Wallonia - legal EPB-requirements Future? - high?? 0% Future? - mean? Future? - low? -20% 5

6 Le niveau E : principe du calcul 1. Réduire les besoins en énergie 2. Des sytèmes Performants pour couvrir les besoins -Privilégier le renouvelable - Puis recourir aux énergies fossiles 30/05/2012 Construction en bois et nœuds constructifs 6

7 Pertes par transmission de chaleur Déperdition parois (1D) : Dépendent de : - valeurs U - surfaces - environnements + Déperdition par les noeuds constructifs (2D ou 3D) : - jonctions entre les parois - interruption de la couche isolante A ib i U i l k b k ψ e,k + b l χ e,l W K surface k valeur U facteur lié à l environnement (cave, VV,etc.) k longueur déperdition linéique l déperdition ponctuelle 7

8 Exigences d isolation des parois Toiture inclinée Pour le passif (U entre 0.1 et 0.15 W/m²K) : 30 à 50 cm! 8

9 Noeuds constructifs et réglementation PEB Entrée en vigueur Région flamande - 01/2011 Région Bxl 07/2011 Région wallonne - Juin 2012? Impact? Pour des bons détails : impact entre 2 et 4 points K Projet Koudebrug-IDEE 9

10 NOEUDS CONSTRUCTIFS Méthode de prise en compte 10

11 Objectif de la réglementation La couche d isolation doit être continue tout autour du bâtiment 11

12 Réglementation PEB 3 options pour les noeuds constructifs 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 Influence sur H T : correspond à ΔK variable 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, Ψ e,lim ), grâce à quoi un petit supplément forfaitaire suffit. Ce qui n y répond pas, est pris en compte séparément. Influence sur H T : correspond à 3 points K + ΔK variable 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 H T : correspond à 10 points K 12

13 Réglementation PEB 3 options pour les noeuds constructifs 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 Influence sur H T : correspond à ΔK variable 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, Ψ e,lim ), grâce à quoi un petit supplément forfaitaire suffit. Ce qui n y répond pas, est pris en compte séparément. Influence sur H T : correspond à 3 points K + ΔK variable 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 H T : correspond à 10 points K 13

14 Réglementation PEB Option B : règles de base Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des RÈGLES DE BASE ou Il satisfait à Ψ e Ψ e,lim RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance 14

15 Réglementation PEB Option B : épaisseur de contact minimale Les COUCHES ISOLANTES peuvent être en contact DIRECT d contact Epaisseur de contact de la couche isolante, mesurée entre les faces froide et chaude d 1 et d 2 Epaisseurs respectives de la couche isolante des deux parois qui se rejoignent EXIGENCE d contact ½ * min(d 1, d 2 ) Source : Laag-energiewoningen in houtskeletbouw, Stad Gent Milieudienst, 2010 d contact 15

16 Réglementation PEB Option B : Elements isolants interposés Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des RÈGLES DE BASE ou Il satisfait à Ψ e Ψ e,lim RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance 16

17 Réglementation PEB Option B : Element isolant interposé Exigence relative à la valeur λ λ 0,2W/mK ET Exigence relative à la valeur R R min (R 1 /2, R 2 /2, 2) ET Exigence relative à l épaisseur de contact d contact,i ½ * min(d insulating part, d x ) λ doit 0,2 W/mK Plusieurs matériaux avec λ 0,2 W/mK peuvent être considérés comme 1 élément isolant homogène! Source : Bois - systèmes constructifs, Josef Kolb, Presse Polytechniques et universitaires romandes,

18 Réglementation PEB Option B : Element isolant interposé Exigence relative à la valeur λ λ 0,2W/mK ET Exigence relative à la valeur R R min (R 1 /2, R 2 /2, 2) ET Exigence relative à l épaisseur de contact d contact,i ½ * min(d insulating part, d x ) R a R b R c R 1 R 2 La résistance thermique R de chaque élément isolant ne peut pas être plus petite que la moitié de la plus petite des valeurs R 1 et R 2 LIGNE qui R doit être mesuré PERPENDICULAIREMENT à la LIGNE DE COUPURE THERMIQUE - 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 Source : Bois - systèmes constructifs, Josef Kolb, Presse Polytechniques et universitaires romandes,

19 Réglementation PEB Option B : Element isolant interposé Exigence relative à la valeur λ λ 0,2W/mK ET Exigence relative à la valeur R R min (R 1 /2, R 2 /2, 2) ET Exigence relative à l épaisseur de contact d contact,i ½ * min(d insulating part, d x ) EXEMPLE R 1 = 5.81 m 2 K/W R 1 R a R b R c R 2 R 2 = R 1 = 5,81 m 2 K/W R a, R b et R c plus grandes ou égales à la moitié du plus petit R a,b,c 5,81/2 = 2,905 m 2 K/W? Peuvent être limitées à 2 m 2 K/W Source : Bois - systèmes constructifs, Josef Kolb, Presse Polytechniques et universitaires romandes,

20 Réglementation PEB Option B : Element isolant interposé Exigence relative à la valeur λ λ 0,2W/mK ET Exigence relative à la valeur R R min (R 1 /2, R 2 /2, 2) ET Exigence relative à l épaisseur de contact d contact,i ½ * min(d insulating part, d x ) Analogue à la RÈGLE DE BASE 1 CHAQUE raccordement i entre un élément isolant et une couche isolante, ou entre deux éléments isolants doit y satisfaire! Source : Bois - systèmes constructifs, Josef Kolb, Presse Polytechniques et universitaires romandes,

21 Réglementation PEB Option B : Chemin de moindre résistance Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des RÈGLES DE BASE ou Il satisfait à Ψ e Ψ e,lim RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance 21

22 Réglementation PEB Option B : Chemin de moindre résistance 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 (R 1,R 2 ) p.ex. débordement plancher + façade R 1 Interior p.ex. Appui de fondation R 1 Interior R 2 Exterior R 2 Exterior Heat On mesure la longueur l i du chemin de moindre résistance EXIGENCE La longueur l i 1 mètre 22

23 Réglementation PEB Option B : Valeurs limites Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des RÈGLES DE BASE ou Il satisfait à Ψ e Ψ e,lim RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance 23

24 Réglementation PEB Option B : Valeurs limites A vérifier à l aide d un calcul numérique validé : - suivant NBN EN ISO par un fabricant, une base de donnée, un calcul personnel, etc 24

25 EXEMPLES PRATIQUES 25

26 Quels détails? pied de versant acrotère traversée de toiture/paroi menuiserie faîte fenêtre de toiture plancher intermédiaire pied de mur 26

27 Pied de mur Couche isolante 1 Eléments isolants interposés PEB-CONFORME 27

28 Mur extérieur plancher intermédiaire Couche isolante 1 Eléments isolants interposés Couche isolante 2 PEB-CONFORME Photos: arch. B.Cobbaert 28

29 Baie de fenêtre Dans certaines situations, il est possible que l élément d ossature périphérique doivent être considéré comme un élément isolant interposé. C est notamment le cas dans le cas des doublages des éléments autour des fenêtres ou des panneaux de mur [ref. VEA] 29