Les noeuds constructifs

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1 Les noeuds constructifs Journée d étude PEB Passif 2015 CCB-C 30 mai 2013 Antoine Tilmans Laboratoire Caractéristiques énergétiques CSTC Avec le support de la guidance technologique écoconstruction et développement durable de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par l Institut Bruxellois pour la Recherche et l Innovation (InnovIRIS) Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 1 Contenu Ponts thermiques et noeuds constructifs Calculs des ponts thermiques Noeuds constructifs et PEB Quelques noeuds à la loupe Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 2 1

2 Les déperditions thermiques d un bâtiment Déperdition parois (1D) : Dépendent de : - valeurs U - surfaces - environnements surface k A i b i U i valeur U facteur lié à l environnement (cave, VV,etc.) + Déperdition noeuds constructifs (2D ou 3D) : - jonctions entre les parois - interruption de la couche isolante k longueur l k b k ψ e,k + b l χ e,l déperdition linéique l déperdition ponctuelle W K Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 3 Les ponts thermiques Définition Endroits de l enveloppe où le transfert de chaleur se produit en 2 ou 3 dimensions. A ces endroits on peut avoir non seulement une perte de chaleur plus élevée, mais également une température de surface intérieure plus faible que les éléments adjacents pendant la période de chauffe. 1D 2D 1D Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 4 2

3 Les ponts thermiques Différents types - Ponts thermiques géométriques Angles, baies de fenêtres,... - Ponts thermiques structurels Colonnes, balcon, ancrages,... Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 5 Les noeuds constructifs Définition Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 6 3

4 Les noeuds PEB-conformes Fig.2 Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 7 Les noeuds constructifs : autres options Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 8 4

5 Les noeuds PEB-conformes Option B : Valeurs Ψ 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 Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 9 Calcul des nœuds constructifs Flux de chaleur homogène unidimensionnel Pas de correction 2D q e q i Y e = 0,000 W/mK Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 10 5

6 Calcul des nœuds constructifs Interruption de l isolant Exemple d une colonne en béton dans un mur creux l1 U1 U1 = 0.22W/m²K Y e = 0,995 W/mK Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 11 Calcul des nœuds constructifs Effet géométrique Angle sortant Les déperditions au niveau du coin sont surestimées en calcul 1D valeur y e négative = conséquence des conventions de mesurage (dimensions extérieures) 2D L 2,e U W 2 Ye U 1L1, e U 2L2, e T T mk i e L 1,e U 1 8cm isolant U 1 = U 2 = 0.30 W/m²K Y e = - 0,124 W/mK Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 12 6

7 Calcul des nœuds constructifs Interpétation des valeurs Ψ CONSÉQUENCE De par leur dépendance Isolation à la extérieure géométrie, les valeurs Isolation Ψ intérieure 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) : Dimensions extérieures : Dimensions intérieures : Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 13 Calcul des nœuds constructifs Outils disponibles BISCO TRISCO KOBRA Téléchargeable gratuitement sur le site du CSTC Base de données de détails disponibles Therm Logiciel gratuit! HEAT2, etc. Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 14 7

8 Les noeuds à la loupe faîte de toiture percements mur ext. toiture à versant Toiture-pignon mur ext. plancher intermédiaire seuil de porte mur ext. mur int. Mur extérieur - menuiserie acrotère pied de mur Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 15 Les noeuds à la loupe Jonction en pied de mur pied de mur Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 16 8

9 U 2 = 0.16 W/m²K 23/05/2013 Pied de mur construction massive Commentaires: Attention à l étanchéité à l eau! Points d attention: Pont thermique évité via le placement d un bloc isolant Solution avec membrane d étanchéité à l air mise en œuvre pas évidente Collage au béton et à la maçonnerie propreté humidité Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 17 Pied de mur U 1 = 0.13 W/m²K Architecte : A2M Si pas de bloc isolant : Promoteurs : T&P + Holcim Ψ e = W/mK Ψ e = 0.09 W/mK Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 18 9

10 Pied de mur Eléments de maçonnerie isolant Différentes solutions techniques existent Verre cellulaire Béton cellulaire Blocs isolants en terre cuite Sytèmes composites béton + isolant Béton léger MAIS pour les blocs non-homogènes : Quelle conductivité thermique? Quel critères PEB? à clarifier par les Régions. Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 19 Les noeuds à la loupe Les jonctions avec les fenêtres Mur extérieur - menuiserie Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 20 10

11 Jonctions avec les fenêtres Conventions de mesurage PHPP et PEB dimension PHPP dimension PEB Source : vademecum PHPP Les conventions de mesurage ont un impact important sur les valeurs Ψ! Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 21 Button Les jonctions avec les fenêtres Exemple de détail de seuil pour un bâtiment passif Verre cellulaire Béton cellulaire U f = 0.8 W/m²K U w = 0.16 W/m²K Ψ e = W/mK Ψ e = W/mK Architecte : A2M Promoteurs : T&P + Holcim Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 22 11

12 Valeur Psi (W/mK) U f = 1.2 W/m²K 23/05/2013 Positionnement optimal des fenêtres Isolation par l extérieur : joues de fenêtres 2 cas considérés (pour une épaisseur d isolation constante) Avec retour d isolant sur la menuiserie d U w = 0.13 W/m²K d=0cm d=10cm d=20cm Sans retour d isolant sur la menuiserie (à ne pas faire!) Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 23 Positionnement optimal des fenêtres Isolation par l extérieur PEB PEB - - Psi Psi [W/mK] [W/mK] - Avec - Avec retour retour PEB - Psi [W/mK] - Avec retour PHPP - Psi [W/mK] - Avec retour PHPP - Psi [W/mK] - Avec retour PEB/PHPP - Psi [W/mK] - Sans retour contact avec le mur porteur 0.30 Zone optimale = fenêtre posée au milieu de l isolant mais la courbe est assez plate. La performance diminue lorsque la fenêtre entre en contact avec le mur porteur Valeur limite pour le critère PEB y e pour ce nœud Résultat calculé pour 30cm d isolation et une maçonnerie de 14cm Position du châssis par rapport à l'extérieur (cm) Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 24 12

13 Les noeuds à la loupe Rive de toiture à versant Toiture-pignon Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 25 Rive de toiture à versant Evolution et impact sur les déperditions thermiques Blocs terre-cuite f = 0.66 y e = W/mK f = 0.79 y e = W/mK Blocs béton Source : CSTC contact 32 (4/2011) Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 26 13

14 8 cm source U w = 0.13 W/m²K 23/05/2013 Rive de toiture à versant Isolation entre chevrons U r = 0.16 W/m²K Points d attention: Réaliser une boucle avec le pare-vapeur pour éviter des contraintes pouvant engendrer des déchirures Longueur du lé de pare-vapeur suffisante pour assurer un lien étanche avec le plafonnage Longueur des vis de fixation de la finition! Eviter l installation de spots encastrés S il est possible de réaliser un test d infiltrométrie d orientation, placer la plaque de plâtre après celui-ci Performance acoustique dépend de la finition intérieure + position du premier chevron Ψ e = W/mK Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 27 Rive de toiture à versant Toiture sarking Commentaires: Solution surtout intéressante en rénovation Au vu du type d isolant utilisé, cette solution n est pas toujours performante acoustiquement importance de la finition intérieure Points d attention en construction neuve: Hauteur du bloc porteur à régler Pare-vapeur à laisser en attente pour raccordement ultérieur à l enduit mural Raccord sec-humide Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 28 14

15 Les noeuds à la loupe Acrotère acrotère Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 29 Acrotère Points d attention Commentaires: Etanchéité à l air assez facile à traiter en construction lourde et toiture chaude en comparaison avec le même détail réalisé en toiture légère La composition en toiture lourde est favorable pour les performances acoustiques Points d attention: Remplir les alvéoles des hourdis Raccord «bloc porteur hourdis» à soigner Choix du bloc isolant à adapter selon l isolation de la toiture et du mur (critère de la résistance minimale en PEB) Attention à la remontée d étanchéité à l eau 15cm Source : NIT 244 Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 30 15

16 Valeur psi [W/mK] 23/05/2013 Acrotère Différentes solutions de coupure thermique Pas de traitement du nœud constructif Interposition d un bloc isolant Béton cellulaire : 15cm/20cm/25 cm Verre cellulaire : 5cm/10cm Acrotère isolé Complètement emballé Hypothèses du calcul : U toiture = 0.14 W/m²K U mur = 0.13 W/m²K verre cellulaire : λ Ui = 0.05 W/mK beton cel. : λ Ui = W/mK Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 31 Acrotère Comparaison des solution d isolation (valeurs Ψ e ) Exemple de nœud conforme selon les règles de base mais non conforme via la voie calcul numérique Valeur limite pour le critère PEB y e pour ce nœud Acrotère sans coupure thermique Acrotère isolé Exemple de nœud conforme via la voie calcul numérique mais non conforme suivant les règles de base Bloc béton cellulaire Bloc béton cellulaire Bloc béton cellulaire Bloc verre cellulaire 15cm 20cm 25cm 5cm Bloc verre cellulaire 10cm Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 32 16

17 Merci de votre attention! Antoine Tilmans CSTC Centre Scientifique et Technique de la Construction Avenue Pierre Holoffe, Limelette Belgique Journée d étude PEB «passif» Les nœuds constructifs - 30/05/ Page 33 17