Rénovation des fenêtres existantes

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1 Rénovation des fenêtres existantes Approche énergétique Benoît Michaux - Page 1 Contenu Différentes performances Solutions possibles et la thermique Risque de condensation Gestion des apports solaires Ventilation hygiénique 30 Rénovation des fenêtres 2 Benoît Michaux - Page 2 1

2 Différentes performances Etanchéité à l air Isolation thermique Facteur solaire et protection solaire ransmission lumineuse Attention les autres performances restent primordiales car elles permettent de garantir la durabilité et la fonctionnalité 30 Rénovation des fenêtres 3 Benoît Michaux - Page 3 Performances des menuiseries extérieures Perméabilité à l air - NBN EN 1026 Benoît Michaux - Page 4 2

3 Performances des menuiseries extérieures Perméabilité à l air - NBN EN 1026 Exigences en Belgique cfr cahier des charges Fenêtres Portes extérieures NBN B SS 53.1 Hauteur Perméabilité à l'air (NBN EN 12207) Rugosité de terrain Région (EN ) boisée 0-10 m m m m Ville IV errain plat Bord de Mer III II I Etanchéité (NBN EN 12207) Porte d entrée 1 Porte de terrasse 1 Benoît Michaux - Page 5 Possibilité de nouvelles classes. Benoît Michaux - Page 6 3

4 FLIR Systems Li1 Sp1:temp C Li2 25 C Label Cursor Min Max Li Li Benoît Michaux - Page 8 Double vitrage valeur U U Q W ( ) m² K i e v Q Dbl vitrage ordinaire: U = 2,8 W/m²K e i + couche basse émissivité + argon U = 1,2 W/m²K + Krypton U = 1,1 W/m²K 9 Benoît Michaux - Page 9 4

5 Valeur U : influence des paramètres (1) LARGEUR DE L ESPACEUR x [mm] 10 Benoît Michaux - Page 10 Valeur U : influence des paramètres (2) LARGEUR DE L ESPACEUR x [mm] 11 Benoît Michaux - Page 11 5

6 Performances énergétiques Les fonctions des vitrages sont multiples : Apport et contrôle de la lumière Contrôle de l énergie solaire Isolation thermique Isolation acoustique Sécurité Décoration Rayonnement électromagnétique e i Benoît Michaux - Page Rayonnement solaire : spectre d émission ENERGIE SOLAIRE Rayonnement visible UV 3 % Lumière 53 % IR proche 44 % LONGUEUR D ONDE 13 Benoît Michaux - Page 13 6

7 Double vitrage - solaire Rayonnement entrant (W) g = Rayonnement solaire incident (W) re t e ransmission indirecte g = 77% 14 Benoît Michaux - Page 14 Double vitrage - lumière Lumière entrante t v Lumière incidente Lumière: nm r v t v = 82% Pas de ransmission indirecte! 15 Benoît Michaux - Page 15 7

8 Vitrage : valeurs typiques de U g, g et t v Facteur 5! (sur valeur U) Benoît Michaux - Page Verre (sélectif) à contrôle solaire ENERGIE SOLAIRE Rayonnement visible (l) verre clair 1 Verre sélectif 0 LONGUEUR D ONDE 17 Benoît Michaux - Page 17 8

9 Vitrages : combinaisons de g et t v (1) t v 1 Optimal en hiver 0.5 Optimal en été g Benoît Michaux - Page 19 Vitrages : combinaisons de g et t v (2) 1 t v Simple vitrage Double vitrage ordinaire Double vitrage + basse émissivité + argon Vitrage à contrôle solaire g Benoît Michaux - Page 20 9

10 Surchauffe - protections solaires t v Double vitrage ordinaire DV + protection solaire extérieure DV + protection solaire intérieure g Benoît Michaux - Page 21 Solutions de rénovation et référence Benoît Michaux - Page 22 10

11 rio architecture Solutions : remplacement Avantages Performances Garanties Adaptées aux besoins spécifiques Durabilité Inconvénients Modification d aspect Réfection des finitions intérieures (Coût) Possible perte d apport solaire (lumière et énergie) Benoît Michaux - Page 23 Solutions : amélioration de l étanchéité à l air Avantages Réduction des pertes énergétiques Amélioration du confort thermique Amélioration de l acoustique Amélioration de l étanchéité à l eau Inconvénients Impact faible Nécessite la dépose des ouvrants Impact sur le climat intérieur ventilation! Benoît Michaux - Page 24 11

12 Solutions : double fenêtre Pose d une seconde fenêtre du côté intérieur Parfois la seule solution! Avantages Performances très élevées Acoustiques hermiques, Fenêtre existante conservée Bonne combinaison avec isolation par l intérieur Benoît Michaux - Page 25 Solutions : double fenêtre Inconvénients Solution coûteuse Fenêtre existante dans des conditions plus sévères Risque de condensation Soigner l étanchéité à l air de la nouvelle fenêtre Prévoir une légère ventilation de l espace entre les deux fenêtres par de l air ext. Réduction de la transmission lumineuse et solaire Benoît Michaux - Page 26 12

13 Source : Centre Urbain, Bruxelles Les Solutions fenêtres : remplacement du vitrage Elargissement de la feuillure et pose de pare-closes OU profilé d adaptation (double vitrage) Possibilité double vitrage d épaisseur réduite : l espaceur Source : Saint-Gobain Glass Source : Saint-Gobain Glass A l avenir, vitrages sous vide de faible épaisseur à très haute performance?! Benoît Michaux - Page 27 Solutions : remplacement du vitrage Avantages Bonne amélioration des performances (thermique et éventuellement acoustiques) Châssis existant conservé Intervention limitée Coût Inconvénients Augmentation du poids Modification de l esthétique Réduction du tranfert lumineux et solaire Drainage de la feuillure de vitrage et durabilité Benoît Michaux - Page 28 13

14 Solutions : survitrage Survitrage sur cadre ouvrant ou fixe Avantages Amélioration des performance Intervention simple et discrète Conservation fenêtre existante Inconvénients Augmentation du poids Modification de l esthétique (intérieur) Réduction tranfert lumineux et solaire Risque de condensation entre vitrages Benoît Michaux - Page 29 Solutions : films et vitrage basse émissivité Diminution des pertes de chaleurs par rayonnement par remplacement du vitrage (ou application d un film) Avantages Rapidité Coût Faible impact esthétique Inconvénients Diminution de la transmission visuelle Impact thermique limité Benoît Michaux - Page 30 14

15 Scénario de rénovation : châssis bois 1. Situation initiale : - Fenêtre de 1,23m x 1,48 m - 70% de vitrage - Châssis en chêne de 45mm - Simple vitrage U w = 4,7 W/m²K 1.1 Simple vitrage amélioré (ou film) Couche basse émissivité côté intérieur (ε = 0.15) U w = 3,3 W/m²K (-30%) 1.2 Survitrage Ajout d un vitrage basse émissivité Risque de condensation entre vitrages 1.4 Double fenêtre Pose d une fenêtre avec U w = 1.6 W/m²K U w = 1,2 W/m²K (-75%) Risque de condensation sur vitrage existant U w = 2,1 W/m²K (-55%) 1.3 Remplacement de vitrage Pose d un double vitrage U g 1.1 avec profilé d adaptation U w = 1,7 W/m²K (-64%) Pose d un double vitrage mince (16mm) dans feuillure (U g 1.7) U w = 2,1 W/m²K (-57%) Drainage sous vitrage Benoît Michaux - Page 31 Scénario de rénovation : châssis métal 2. Situation initiale : - Fenêtre de 1,23m x 1,48 m - 80% de vitrage - Châssis métallique - Simple vitrage U w = 5.7 W/m²K 2.1 Simple vitrage amélioré (ou film) Couche basse émissivité côté intérieur (ε = 0.15) U w = 4.1 W/m²K (-30%) 2.2 Survitrage Ajout d un vitrage basse émissivité Risque de condensation entre vitrages 2.4 Double fenêtre Pose d une fenêtre avec U w = 1.6 W/m²K U w = 1,3 W/m²K (-78%) Risque de condensation sur vitrage existant U w = 2,76 W/m²K (-52%) 2.3 Remplacement de vitrage Pose d un double vitrage U g 1.1 avec profilé d adaptation U w = 2,3 W/m²K (-60%) Pose d un double vitrage mince (16mm) dans feuillure (U g 1.7) U w = 2,8 W/m²K (-52%) Drainage sous vitrage Benoît Michaux - Page 32 15

16 Les fenêtres Risque de condensation 20 C 10 C 9 C 9,3 C 13,8 C 15,2 C -1,6 C 0 C -2,4 C -6,4 C -7,9 C -8,4 C ext : -10 C Air intérieur : 20 C 50% HR Fenêtre existante Survitrage Remplacement vitrage Double fenêtre Mur maçonné en brique C de 30 cm d épaisseur : température de surface intérieure = 11 C Benoît Michaux - Page 33 Les fenêtres Impact des interventions sur le climat intérieur Les fenêtres anciennes ont un impact important sur le climat intérieur Ventilation (incontrolée) par les fuites d air Déshumidification par condensation sur le vitrage Amélioration énergétique des fenêtres déplacement de la condensation vers d autres points froids Il est important de prévoir un système de ventilation! Benoît Michaux - Page 34 16

17 Placement des châssis Resserrage Benoît Michaux - Page 35 Resserrage: Conformité PEB Pertes par transmission 2D et 3D Au travers des parois (surfacique) Noeuds constructifs Raccords toiture Pieds de parois Resserrage de menuiseries. Benoît Michaux - Page 36 17

18 Resserrage des menuiseries: EPB H [W/K]= ransfert de chaleur total de perte par K de différence de température entre l intérieur et l extérieur H Constructions Jonctions Um H H H A U K 100 U m m,ref U ref m, f ( Compacité) Chaque déperdition surfacique déterminée sur les Valeurs U Au travers des noeuds constructifs Linéaires ou ponctuels Benoît Michaux - Page 37 Comment prendre en compte l influence des nœuds constructifs sur les pertes par transmission thermique? Exposé du problème Cadre physique Méthodologie globale OPION A Méthode détaillée H junctions 3 options Supplément variable aux niveaux K et E OPION B Méthode des nœuds PEBconformes Nœuds PEBconformes Supplément aux niveaux K et E correspondant à 3 points K + Nœuds PEB-non conformes (+ nœuds plus performants que les nœuds PEBconformes) Supplément variable OPION C Supplément forfaitaire Supplément aux niveaux K et E correspondant à 10 points K 38 MODULE I Benoît Michaux - Page 38 18

19 Qu est-ce qu un nœud constructif? Option B o = PEB-CONFORME - RÈGLES DE BASE - Satisfait à ψ lim o PEB-CONFORME Il satisfait à une des RÈGLES DE BASE Nœud PEB-conforme 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 39 MODULE II Benoît Michaux - Page 39 Qu est-ce qu un nœud constructif? RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes Option B o = PEB-CONFORME - RÈGLES DE BASE RÈGLE DE BASE 1 Châssis sans coupure RÈGLE DE BASE 2 RÈGLE DE thermique BASE 3 - Satisfait à ψ lim o PEB-CONFORME Dans le cas de CHÂSSIS de fenêtre et de porte: règle de base 1 adaptée Châssis avec coupure thermique d contact ½ * min(d 1, d 2 )! d 1 = ép. du cadre fixe du châssis 40 MODULE II La couche isolante doit être en contact avec toute l épaisseur de la coupure thermique Benoît Michaux - Page 40 19

20 Qu est-ce qu un nœud constructif? Option B o = PEB-CONFORME - RÈGLES DE BASE - Satisfait à ψ lim o PEB-CONFORME Il satisfait à une des RÈGLES DE BASE Nœud PEB-conforme 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 41 MODULE II Benoît Michaux - Page 41 Qu est-ce qu un nœud constructif? RÈGLE DE BASE 2 Interposition d éléments isolants Option B Exigence relative à la o = PEB-CONFORME - RÈGLES DE valeur BASE λ RÈGLE DE λ BASE 0,2W/mK 1 RÈGLE DE BASE 2 RÈGLE DE BASE 3 E Exigence relative à la valeur R R min (R 1 /2, R 2 /2, 2) E Exigence relative à l épaisseur de contact d contact,i ½ * min(d insulating part, d x ) - Satisfait à ψ lim o PEB-CONFORME λ doit 0,2 W/mK Plusieurs matériaux avec λ 0,2 W/mK peuvent être considérés comme 1 élément isolant homogène! 42 MODULE II Benoît Michaux - Page 42 20

21 Placement des fenêtres Resserrage: Noeuds constructifs PEB-conforme Quelques exemples de solutions Benoît Michaux - Page 43 Construction massive basse énergie Retour de maçonnerie - Précadre multiplex Membrane pare/frein Vapeur 2 Précadre 3 Plafonnage 4 Plaque plâtre 5 Profil d arrêt 6 Joint d étanchéité Kit de resserrage (mastic/silicone) 8 Isolation 9 Console de reprise de linteaux maçonnerie 10 Console avec rupture thermique 11 Console soutien de seuil 12 Console avec rupture thermique 13 Pare-pluie Benoît Michaux - Page 44 21

22 c 5 Membrane pare/frein Vapeur 2 Précadre 3 Plafonnage 4 Plaque plâtre 5 Profil d arrêt 6 Joint continu d étanchéité 9 Soutien de linteau et maçonnerie: Chaque fixation est un noeud ponctuel Détermination numérique Valeur par défaut 7 7 Kit de resserrage (mastic/silicone) 8 Isolation 9 Console de reprise de linteaux maçonnerie 10 Console avec rupture thermique 8 11 Console soutien de seuil 12 Console avec rupture thermique 13 Pare-pluie Benoît Michaux - Page Rupture de l isolation par élément métallique (pour un exemple de profil I 9 Valeur par défaut Benoît Michaux - Page 46 22

23 Exigence relative à la valeur λ λ 0,2W/mK Règle 2 Matériau intermédiaire isolant Multiplex ρ= 500 kg/m 3 λ = 0.15 W/mK Laine minérale λ = 0.05 W/mK 0.2 W/mK OK Benoît Michaux - Page 47 Règle de base 2 Partie isolant 100 mm 200mm R 1 Multiplex ρ= 500 kg/m 3 λ = 0.15 W/mK Laine minérale λ = 0.05 W/mK 235 mm Exigence relative à la valeur R R min (R 1 /2, R 2 /2, 2) R 1 = d/λ = 0.2 m/0.05 W/mK = 4.0 m 2 K/W R i 1.5 m 2 K/W R multiplex = m/0.15 W/mK = 1.56 m 2 K/W R MW = 0.1 m/0.05 W/mK = 2.0 m 2 K/W 1.5 m 2 K/W OK Benoît Michaux - Page 48 23

24 Règle de base 2 Contact des isolants mm Exigence relative à l épaisseur de contact d contact,i ½ * min(d insulating part, d x ) 100 mm 50 mm 80 mm 3 D contact 1 (= mm) min (d isolant, d x )/2 (= 50.0 mm) D contact 2 (= mm) min (d isolant, d x )/2 (= 50.0 mm) D contact 3 (= 50.0 mm) min (d isolant, d x )/2 (= 40.0 mm) OK Benoît Michaux - Page Placement des ancrages c Membrane pare/frein Vapeur 2 Précadre 3 Plafonnage 4 Plaque plâtre 5 Profil d arrêt 6 Joint continu d étanchéité 7 Kit de resserrage (mastic/silicone) 8 8 Isolation 9 Console de reprise de linteaux maçonnerie 10 Console avec rupture thermique 11 Console soutien de seuil 12 Console avec rupture thermique 13 Pare-pluie Benoît Michaux - Page 50 24

25 Retour de maçonnerie : ancrage de seuil Soutien de seuil: Noeuds constructifs ponctuels (Χ e ): Χ e Déterminé numériquement ou Valeur par défaut Benoît Michaux - Page 51 Retour de maçonnerie : ancrage de seuil Possibilité 1: Noeuds ponctuels χ e déterminés numériquement: Χ e peut être déterminé par les données du fabricant (dépend de la mise en oeuvre): χ e H H Contstructions H Junctions U m H A U K 100 U m m,ref Benoît Michaux - Page 52 25

26 Retour de maçonnerie : ancrage de seuil Possibilité 2: Noeuds ponctuels χ e Déterminés par défaut: ableau 3 Annexe VIII Regl 19 novembre 2010 H H Contstructions H U m Junctions H A U K 100 U m m,ref U m, ref f ( Compacthei d ) Benoît Michaux - Page 53 Contact Benoît Michaux avenue P. Holoffe Limelette él Fax benoit.michaux@bbri.be La reproduction ou la traduction, même partielle du texte, n est permise qu avec l autorisation de l éditeur responsable (CSC Jan Venstermans Rue du Lombard 42, 1000 Bruxelles). Les présentations et les copies des notes de cours d'une façon générale ne font pas parties d'une des séries des publications officielles du CSC et ne peuvent donc être utilisées comme référence ; la reproduction ou la traduction, même partielle de ces notes, n'est permise qu'avec l'autorisation du CSC. Benoît Michaux - Page 54 26

27 Merci pour votre attention! 30 Rénovation des fenêtres 55 Benoît Michaux - Page 55 27