Choix et pose des menuiseries et vitrages performants

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1 Choix et pose des menuiseries et vitraes performants CSTC Laboratoire Eléments de toiture et de façade Benoît Michaux- 02/ La rélementation PEB Exiences indirectes sur les menuiseries extérieures Niveau E Niveau K Valeurs U VENTILATION Confort d été Rélementation PEB 2 1

2 La rélementation PEB Exemple : Réion wallonne bâtiments neufs 3 La rélementation PEB Les fenêtres sont soumises à une double exience : U,max = 1.6W/ W/m²K pour chaque vitrae délimitant le volume protéé du bâtiment U w,max = 2.5 W/m²K pour la moyenne pondérée par les surfaces de toutes les fenêtres du bâtiment Chaque porte délimitant le volume protéé doit satisfaire à : U D,max = 2.9 W/m²K 4 2

3 Part des fenêtres dans les déperditions Fenêtres 9% de la surface 36% des déperditions Construire avec l énerie 2010 Echantillon de 400 maisons neuves en Wallonie 5 Isolation thermique d une fenêtre Le coefficient thermique Uw (W/m 2 K): Le coefficient thermique Uw d une fenêtre est la moyenne surfacique des coefficents thermiques des composants de la fenêtre. A réaliser pour chaque châssis U w A. U A. U A A f f f l. ( W / m² K) A A (m²), U (W/m²K) : vitrae A f (m²), U f (W/m²K) : chassis l (m), (W/mK) : interaction de l intercallaire, A f 3

4 Performances énerétiques Les fonctions des vitraes sont multiples : Apport et contrôle de la lumière v Contrôle de l énerie solaire Isolation thermique Isolation acoustique Sécurité Décoration Valeur Valeur U T e T i 7 Double vitrae valeur U U Q W ( T T ) m ² K i e v Q Dbl vitrae ordinaire: U = 2,8 W/m²K T e T i + couche basse émissivité + aron U = 1,2 W/m²K 8 4

5 Valeur U : influence des paramètres (1) LARGEUR DE L ESPACEUR x [mm] 9 Valeur U : influence des paramètres (2) LARGEUR DE L ESPACEUR x [mm] 10 5

6 Rayonnement solaire : spectre d émission ENERGIE SOLAIRE Rayonnement visible UV 3 % Lumière 53 % IR proche 44 % LONGUEUR D ONDE 11 Double vitrae - solaire Rayonnement entrant (W) = Rayonnement solaire incident (W) e e = 77% Transmission indirecte 12 6

7 Double vitrae - lumière v Lumière entrante Lumière incidente Lumière: nm v v = 82% Pas de Transmission indirecte! 13 Vitrae : valeurs typiques de U, et v Facteur 5! (sur valeur U) 14 7

8 Verre (sélectif) à contrôle solaire ENERGIE SOLAIRE Rayonnement visible T( ) verre clair 1 Verre sélectif 0 LONGUEUR D ONDE 15 Double vitrae à contrôle solaire e e Transmission indirecte 16 8

9 Double vitrae à contrôle solaire Compo. U v Vitrae HR 4/15/ Vitrae de contrôle solaire - type I Vitrae de contrôle solaire - type II 6/15/ /15/ Source : FIV 17 Triple vitrae Commun dans l avenir? Ext. Int. Low-e coatin Verre clair Aron Espac. Considérations Plus épais châssis adapté (peut être un problème en rénovation) Plus lourd (encore davantae si verre feuilleté) châssis adapté Utilisation de verres extra-clairs aumentation de et v Exemple de performances de triple vitrae Compo. U v Double vitrae HR 4/15/ Triple vitrae (remplis. Aron / coatin sur float) Triple vitrae (remplis. Aron / coatin sur verre extra-clairs) 4/14/4/14/ /14/4/14/

10 Vitraes : combinaisons de et v (1) v 1 Optimal en hiver 0.5 Optimal en été Vitraes : combinaisons de et v (2) 1 v Simple vitrae Double vitrae ordinaire Double vitrae + basse émissivité + aron Vitrae à contrôle solaire

11 Vitraes «chromoènes» 21 Surchauffe - protections solaires v Double vitrae ordinaire DV + protection solaire extérieure DV + protection solaire intérieure

12 Condensation En face intérieure 23 Condensation En face extérieure 24 12

13 Vitrae en développement Vitrae sous vide (VIG = vacuum insulatin lazin) 25 Heatmirror Un coefficient de déperdition thermique U qui peut atteindre 0.48W/m2/ K

14 Valeur U d une fenêtre Profilé métallique A (m²), U (W/m²K) : vitrae A f (m²), U f (W/m²K) : châssis A p (m²), U p (W/m²K) : panneau opaque (ou autre élément, rille de ventilation) l (m), (W/mK) : interaction verreespaceur-châssis l p (m), p (W/mK) : interaction panneau opaque-espaceur-châssis U U w w A. U A. U A. U A f f A f l A f. U f Ap. U p l A A A f p.. l. p ( W / m² K) p A f. U f ( W / m² K) Avec panneau opaque NB : si on ne considère qu une seule valeur U, il faut considérer la plus défavorable 27 Valeur U f de châssis : énéralités Mesure directe selon EN (boîte chaude (hot box)) Méthode de calcul numérique selon EN ISO Profilés en bois Profilés en aluminium Profilés en plastique Valeurs tabulées Menuiseries en aluminium et PVC : valeurs énéralement obtenues par le ammiste Menuiseries en bois : valeurs tabulées souvent utilisées 28 14

15 Valeurs tabulées U f de châssis en bois U f (W/m².K) Epaisseur du Bois de feuillus Bois de résineux profilé df (mm) u = 0.18 W/m.K u = 0.13 W/m.K Valeurs U f de châssis en bois Autres cas Calculs numériques nécessaires! 30 15

16 Valeurs tabulées U f de châssis métalliques Valeurs tabulées : Profilé avec coupure thermique Valeur U f fonction de d Profilé métallique 31 Valeurs tabulées U f des châssis en plastique 32 16

17 Valeurs réelles U f des châssis U f = 1,40 W/m²K U f = 1,05 W/m²K U f = 0,84 W/m²K Source : Pierret System 33 Valeurs réelles U f des châssis U f = 1,90 W/m²K U f = 1,60 W/m²K U f = 1,30 W/m²K Source : Raico System 34 17

18 Valeurs réelles U f des châssis Source : Bieber U f = 0.76 W/m²K 35 Jonction entre châssis et vitrae (valeur Ψ ) Deux types d espaceurs : - Espaceur normal (en aluminium ou acier) - Espaceur à performance thermique améliorée ( Warm Ede ) 36 18

19 FLIR Systems Li1 Sp1:temp C Li2 25 C Label Cursor Min Max Li Li Jonction entre châssis et vitrae (valeur Ψ ) Vitrae multiple Type de profilé Vitrae sans coatin Vitraeaveccoatin avec coatin Espaceur Espaceur Espaceur Espaceur normal isolant normal isolant Bois ou PVC 0,06 0,05 0,08 0,06 Métal avec coupure thermique 0,08 0,06 0,11 0,08 Métal sans coupure thermique 0,02 0,01 0,05 0,04 Valeurs tabulées (W/mK) AU. AU f. f l. Uw ( W / m² K) A A f 38 19

20 Valeur U r des rilles de ventilation Grilles de ventilation placées dans ou autour d une fenêtre : font partie de la fenêtre, constructivement et thermiquement (convention) Aire de la rille (A r ) : surface visible projetée Pour produits connus : U r déclarée par le fabricant sur base d un essai selon NBN EN (rille en position fermée) ou calcul numérique selon NBN EN ISO Produits inconnus : valeurs par défaut : U r = 6,0 W/m²K 39 Valeur U w,t moyenne des fenêtres (calcul simplifié) Seulement pour un ensemble de fenêtres d un même bâtiment (même type de vitrae, de châssis, de panneau opaque et de rille de ventilation seulement les dimensions peuvent différer) Hypothèse : rapport fixe des aires vitrae/châssis i périmètre fixe du vitrae Valeur U w,t moyenne: tableau U U f : U w,t = 0,7.U + 0,3.U f A r.(u r -U )/ A wd + A p.(u p -U )/ A wd U >U f : U w,t = 0,8.U + 0,2.U f A r.(u r -U f )/ A wd + A p.(u p -U f )/ A wd Vitrae + châssis rille Panneau opaque U, U f (W/m².K) : valeur U de resp. vitrae et châssis; (W/m.K) : valeur jonction châssis-vitrae; A r (m²), U r (W/m²K) : aire totale et valeur U des rilles de ventilation; A p (m²), U p (W/m²K) : aire totale et valeur U des panneaux opaques; A wd (m²) : aire totale de l ensemble des fenêtres (ouverture de baie) 40 20

21 Valeurs tabulées U w,t (espaceurs normaux calcul simplifié) Vitrae Tableau éalement valable pour des fenêtres avec panneau opaque et/ou rille de ventilation, à condition que U p U et/ou U r U 41 Calcul valeur U d une fenêtre - outil Outil à disposition pour menuiseries en bois 42 21

22 Calcul valeur U d une fenêtre - outil Outil à disposition pour menuiseries en bois 43 ETANCHEITE A L AIR 44 22

23 Étanchéité à l air des bâtiments Caractéristique importante de la PEB Gain 5 points Gain 5 à 10 points Gain 1 à 3 points Les fenêtres participent aux fuites d air 45 Étanchéité à l air des fenêtres Actuellement, plus de 85% des châssis répondent à la classe C4 Debit m³/hm² P E RMEABI LITE AIR Classe 1 Classe 1 Debit m³/hm Classe Classe Classe Pression Pa 46 23

24 Contribution des fenêtres aux fuites d air Maison 4 façades 10 m x 10 m Rez+1 Volume int. 528 m³ Surface de portes et fenêtres 29.3 m² n 50 [1/h] Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe % 1.8% 0.7% 0.4% % 3.5% 1.4% 0.7% % 10.5% 4.2% 2.1% % 21.1% 1% 84% 8.4% 42% 4.2% Des châssis de classe 4 pourraient représenter 10% de le fuite d air autorisée pour une exience n /h 47 Etanchéité à l air des fenêtres La qualité des portes et châssis influe sur l étanchéité à l air. Il faut priviléier les châssis à frappe (battants, oscillo-battants battants, tombants, projetants ) Attention aux châssis où la continuité de la barrière d étanchéité à l air ne peut pas être assurée (coulissants, pivotants, châssis à doubles ouvrants ) Points particuliers: La jonction avec les murs La partie inférieure des portes 48 Menuiseries Juin

25 La jonction avec les murs 49 Menuiseries Juin La jonction avec les murs 50 Menuiseries Juin

26 Jonction murs-menuiseries CSTC 51Photos: Pro clima, Illbruck, C La partie inférieure des portes Point délicat car il faut arantir la fonction première de la porte (accès au bâtiment) Plinthe à uillotine planéité du revêtement de sol! Brosse (pas étanche à l air) 52 Menuiseries Juin

27 La partie inférieure des portes Porte fenêtre Intéressant pour l étanchéité à l air Difficilement envisaeable pour une porte d entrée (risque de déradation de la pièce d appui du dormant et risque de trébucher sur celle-ci). 53 Menuiseries Juin Révision de la NIT Menuiseries Juin

28 55 Menuiseries Juin