Exemple de construction d un toit

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1 Exemple de construction d un toit Solution A Solution B Montage de l intérieur vers l extérieur Montage de l intérieur vers l extérieur Plaque de plâtre cartonnée ou en fibre de plâtre 12,5mm Plaque de plâtre cartonnée ou en fibres de plâtre 12,5mm Isolant en fibres minérales WLG040 20kg/m 3 40,0mm Panneau isolant en cellulose WLG040 80kg/m 3 40,0mm Lé d étanchéité à l air Lé d étanchéité à l air Isolant en fibres minérales WLG040 20kg/m 3 160,0mm Panneau isolant en cellulose WLG040 80kg/m 3 160,0mm Lé sous-toiture ouvert à la diffusion Lé sous-toiture ouvert à la diffusion Plan de la couche ventilée Plan de couche ventilée Couverture Couverture Valeur-k 0,21 W/(m 2 K) Valeur-k 0,21 W/(m 2 K) Réduction d amplitude 5 Réduction d amplitude 12 Déphasage 6 heures Déphasage 11 heures Evolution prévisible de la température sous la partie inférieure du toit (calcul de simulation d après Haindl) Evolution prévisible de la température sous la partie inférieure du toit (calcul de simulation d après Haindl) Température de la partie inférieure du toit Température extérieure Température de la partie inférieure du toit Température extérieure L isolant en cellulose et en fibres de bois : largement plus performant Des mesures prises lors de la construction d un toit par la TNO de Delft en Hollande pendant l été 97 montrent des différences notoires dans la facon dont les toits se comportent lorsque l on rajoute différents isolants A valeur-k identique le toit isolé avec les plaques de cellulose présente une beaucoup plus grande inertie quant à la conductibilité de la température qu avec un isolant en fibre minérale. Le meilleur résultat étant obtenu avec un isolant en fibre de bois. Les sauts extrêmes de température à l intérieur observés sur plusieurs jours sont généralement évités par le fait d aérer les pièces. Au cours de ces tests en Hollande on a renoncé à aérer. Les résultats de TNO montrent clairement que les calculs de simulation et le comportement du toit dans la pratique, quant à la température, sont tout à fait comparables et confirment la supériorité des panneaux isolants en fibres de bois et en cellulose pour l isolation estivale contre la chaleur. Les matériaux de construction naturels : bois, dérivés du bois (?), panneaux isolants en fibres de bois ou en cellulose, de même que les plaques de plâtre, offrent la possibilité en construction bois moderne de produire avec des coupes transversales très minces une référence pour la construction de maisons en basse énergie et de garantir en été un climat ambiant agréable et équilibré. Apport de chaleur vers l intérieur (8 août) 4

2 Pour vous les avantages d HOMATHERM signifient... Gain d énergie en hiver coûts de chauffage considérablement réduits Isolation estivale contre la chaleur température agréable dans les pièces, même quand il fait très chaud Protection incendie intégrée à la construction plus de sécurité en cas de problème grave Protection contre l humidité/equilibre du climat ambiant maintient des coefficients et confort de vie Isolation phonique meilleur repos compensatoire Ecologie hygiène de l habitat et sécurité pour l avenir HOMANN Dämmstoffwerk GmbH & Co. KG Ahornweg 1 D Berga Service renseignements: Téléphone : Fax : info@homatherm.de HOMATHERM (Suisse) SARL Boite postale CH Mittelhäusern Service renseignements: +49(0)34651/ Téléphone Fax Auteur Klaus Lange, Ingénieur diplômé, dirige le service Technique appliquée Entreprise Homann Dämmstoffwerk Fabrique d isolants à Berga HDW HOMATHERM Agence pour l Autriche Werner Kemper Kirchenstraße 49 A 9161 Maria Rain Service renseignements: +49(0)34651/ Téléphone 04227/84951 Fax 04227/ HDW

3 HOMATHERM Imprimé spécial La chaleur sous le toit

4 La chaleur sous le toit En même temps que se développe la conscience des rapports de cause à effet sur le plan écologique et que l on commence à reconnaître les avantages des matériaux naturels quant à la physique du bâtiment, le marché pour les méthodes de construction modernes est, lui aussi, en pleine croissance. En construction bois, notamment, les habitants se plaignent souvent de températures intérieures trop élevées en été. Or on peut remédier à ce problème d une part, en menant correctement projet, construction et exécution, et, d autre part, en choisissant les bons matériaux. Ainsi les utilisateurs pourront apprécier sans effets indésirables les avantages de la construction bois : consommation modérée d énergie, avec des éléments de construction minces, plus l écologie, la biologie du bâtiment et le climat ambiant. Il y a isolation et isolation Du matériel utilisé à bon escient en hiver pour réduire les dépenses de chauffage, n est pas forcément le mieux adapté pour l isolation estivale contre la chaleur. Foto: Homann Dämmstoffwerk 1

5 REPORTAGE : ISOLATION ESTIVALE CONTRE LA CHALEUR Le projet Dès l élaboration du projet on est en mesure d éliminer les effets de surchauffe en minimisant en été les apports d énergie solaire, par ailleurs si bienvenus en hiver. Ainsi, une avancée de toit importante apportera en été de l ombre au niveau des fenêtres, quand le soleil est au plus haut, tandis qu en hiver, quand le soleil est plus bas, ses rayons pourront pénétrer sans obstacle à l intérieur des pièces On obtient un effet semblable avec des accessoires apportant momentanément de l ombre comme les volets ou les stores, ou encore des plantes grimpantes comme le houblon, qui ne couvrent pas la fenêtre en hiver. D autre part, la prescription d éléments intérieurs de construction pouvant emmagasiner la chaleur permettra de réduire le degré de surchauffe. La construction Par des méthodes de construction intelligentes on laissera pénétrer nettement moins de chaleur à l intérieur. Les facades ventilées renvoient par les seules lois de la thermique déjà tant de chaleur vers l extérieur que la paroi intérieure reste beaucoup plus fraîche qu avec par exemple un système d isolation compacte avec une même valeur de k. L exécution De même que l isolation contre la chaleur et, en hiver, celle contre l humidité, l étanchéité des différents éléments et de leur assemblage est d une extrême importance. Si, en été, l air chaud pénètre de l extérieur vers l intérieur du bâtiment, cela veut dire que l efficacité de la construction est, malgré un bon projet et des matériaux appropriés, insuffisante quant à l isolation estivale contre la chaleur. Réduction d amplitude, Déphasage Pareillement à la valeur k en hiver, on peut définir des calculs pour les toits et les murs en été. Exemple d évolution de la température en exposition directe au soleil Façade ventilée Système d isolation compacte Construction d un toit avec une réduction d amplitude de facteur 10 et un déphasage de 12 heures Les paramètres déterminants sont ici la réduction d amplitude et le déphasage. Par réduction d amplitude on entend le rapport entre les variations de température extérieure et les variations de température intérieure. Pour le toit, la température extérieure est celle relevée sous la couverture et qui peut en été atteindre facilement les 70 C. Si par exemple la température extérieure varie de 30 C et que la température intérieure varie de 3 C,alors la valeur de réduction d amplitude est de 10 (30 C/3 C). En d autres termes : La variation de température est, à travers la construction, de l extérieur vers l intérieur, réduite d un dixième. Le déphasage est le laps de temps compris entre le moment où la température a été le plus élevée à l intérieur et celui où elle a été le plus élevée à l extérieur- dans l exemple ci-dessus : 12 heures (entre et 2.00 heures) Un des buts de l isolation estivale contre la chaleur est de retarder au maximum le passage de la température par un toit ou un mur, de telle facon que la plus haute température du jour n arrive de l autre côté que lorsqu il fait déjà si frais dehors qu il est possible de contrer le réchauffement de la pièce en aérant. L objectif à atteindre est un déphasage de 10 à 12 heures. Une partie de la chaleur emmagasinée est ensuite reconduite vers l extérieur. C est pourquoi la cloison n aura pas la même température du côté habitation que du côté extérieur. Le rapport entre les différences maximales de température apparaissant en extérieur et en intérieur est appelé réduction d amplitude. Selon le type de construction, l utilisation que l on en fait et l exposition, on essaiera d atteindre une réduction minimale de 10 à 15. Matériaux pour toits et murs Les matériaux appropriés pour l isolation estivale contre la chaleur sont ceux qui garantissent un passage très lent de la température, et qui ont donc un faible indice de température. a = λ cm 2 ρ c h On entend par là des matériaux qui isolent bien de la chaleur, mais ont toutefois une haute densité et une capacité particulière à garder la chaleur. 2

6 et tous les matériaux à base de bois, suivis des plaques en fibres de bois et en cellulose. A l aide de ces éléments utilisés aujourd hui en construction bois moderne, une bonne isolation estivale contre la chaleur est sans aucune difficulté compatible avec les normes de basse énergie, dans la mesure où le projet a été correctement élaboré et exécuté. Les.cloisons en bois, matériaux à base de bois et plaques de plâtre avec façade ventilée présentent déjà la plupart du temps les valeurs requises pour une faible conductivité de la chaleur. Dans ce cas les fenêtres et la facon de les ombrager jouent en outre un rôle important. Très souvent ces qualités de moindre conduction de chaleur et de haute densité entrent en contradiction. Les matériaux présentant une haute densité sont généralement de mauvais isolants. Du point de vue d un passage lent de la température, les matériaux idéaux sont le bois Evolution supposée de la température extérieure et de la température sous la couverture Température sous la couverture Température extérieure Un point particulièrement critique : les surfaces de toit Sous les combles, l importance des matériaux mis en œuvre est d un autre ordre : En raison de la pente un toit absorbe plus de chaleur qu un mur. L évacuation de chaleur par-dessous la couverture ne fonctionne pas aussi bien qu avec les facades à couche ventilée Caractéristiques de différents matériaux de construction Conductibilité Capacité thermique Indice de Densité thermique spécifique température Matériau ρ λ c a kg/m 3 [W/(mK)] J/(kg K) cm 2 /m Panneau de lammelles orienteés (OSB) 650 0, Panneaux en matériau à base de bois avec ciment , Epicéa, pin, sapin 600 0, Panneaux en matériau à base de bois 600 0, HOMATHERM HDP 040 Panneaux isolants en bois 150 0, Laine de bois panneaux constructive léger 250 0, HOMATHERM flexcl 040 Panneaux isolants en cellulose 70 0, HOMATHERM holzflex 040 Panneaux isolants en bois 55 0, HOMATHERM finefloc cellulose 50 0, Béton , Mousse de polyuréthane 30 0, Lin 30 0, Chanvre 30 0, Polystyrène compensé 20 0, Laine de verre 20 0, Laine de mouton 15 0, Acier de construction , C est pourquoi les températures peuvent aller ici jusqu à 80 C. De plus, la surface du toit, conductrice de chaleur, joue de par sa grandeur un rôle défavorable dans le rapport de volume avec l espace qui se trouve en- dessous. A l'exception de la plaque de plâtre sur la partie interne, un toit est composé essentiellement d isolants (si l on considère l espace sous la couverture). Il n existe donc pour ainsi dire pas de masse emmagasinante. Il est donc ici particulièrement important de régler la réduction d amplitude et le déphasage avec un isolant peu conducteur de chaleur. 3