Performances énergétiques

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1 Performances énergétiques Gains thermiques avec les solutions POROTHERM Performance thermique globale Pour un bilan thermique performant, le choix ne doit pas se porter uniquement sur le coefficient de déperditions surfacique du mur mais également par le traitement des ponts thermiques en fonction du type de mur et de l about. Si pour 1 m² de mur on considère l'ensemble des déperditions de la paroi et du pont thermique du plancher intermédiaire, on obtient un coefficient de déperditions total Ut. Ut = h Avec : - = coefficient de déperditions surfaciques de la paroi [W/(m².K)] = cœfficient de déperditions linéiques du plancher intermédiaire [W/(m.K)] - h = distance entre 2 planchers intermédiaires [m] - Ut = cœfficient de déperditions total [W/(m².K)] Part des ponts thermiques Part des murs = 0,29 W/(m 2.K) + = 0,99 W/(m.K) (valeur Th-U) Ut = 0,69 W/(m 2.K) = 0,28 W/(m 2.K) + = 0,75 W/(m.K) (valeur Th-U avec Rp = 0,10) Ut = 0,58 W/(m 2.K) = 0,24 W/(m 2.K) + = 0,44 W/(m.K) (Calcul CSTB avec Rp = 0,50) Ut = 0,42 W/(m 2.K) = 0,22 W/(m 2.K) + = 0,38 W/(m.K) (valeur Th-U avec Rp 0,50) Ut = 0,37 W/(m 2.K) = 0,20 W/(m 2.K) + = 0,30 W/(m.K) (Calcul CSTB avec Rp = 0,86) Ut = 0,32 W/(m 2.K) 0,70 0,60 U t ( W / m ². K ) 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 58% 42% 52% 43% 48% 57% 41% 37% 59% 63% 0 Béton Agglo POROTHERM GF R20 Mur à Isolation Thermique Intérieure POROTHERM R20 Th+ ou GF R20 Th+ Mur Hybride POROTHERM R25 Th+ 30

2 Hypothèses Les valeurs ci-dessous sont indiquées avec les hypothèses suivantes : sont données pour un plancher intermédiaire en dalle béton de 20cm - Mur à Isolation Thermique Intérieure = paroi doublée avec doublage thermique Th R = 3,15m².K/W - Mur Hybride = paroi doublée avec doublage thermique Th R = 3,15m².K/W - Mur Bioclimatique avec enduit plâtre intérieur. - Mur à Isolation Extérieure Durable : isolant Th32, ép. 100 mm, R = 3,10m 2.K/W. Avantages des solutions WIENERBERGER - Amélioration de la performance thermique de la paroi. - La correction des ponts thermiques de planchers avec les abouts POROTHERM allie simplicité de mise en œuvre et efficacité. - La réduction des déperditions par les ponts thermiques ( 1 + 2) par rapport aux déperditions de la paroi () limite les risques de condensation, source de moisissures et d'inconfort. = 0,31 W/(m 2.K) + = 0,19 W/(m.K) (valeur Th-U avec Rp+isolant 1,50) Ut = 0,38 W/(m 2.K) = 0,25 W/(m 2.K) + = 0,19 W/(m.K) (valeur Th-U avec Rp+isolant 1,50) Ut = 0,33 W/(m 2.K) = 0,18 W/(m 2.K) + = 0,19 W/(m.K) (valeur Th-U avec Rp+isolant 1,50) Ut = 0,26 W/(m 2.K) = 0,21 W/(m 2.K) + = 0,07 W/(m.K) (valeur Th-U) Ut = 0,24 W/(m 2.K) = 0,28 W/(m 2.K) + = 0,07 W/(m.K) (valeur Th-U) Ut = 0,31 W/(m 2.K) 20% 24% 9% 80% 76% 30% 70% 12% 88% 91% POROTHERM R37 POROTHERM R42 POROTHERM PR42 Brique pleine TERCA & POROTHERM GF R20 Th+ Brique pleine TERCA & Béton Mur Bioclimatique Mur à Isolation Extérieure Durable 31

3 Performances énergétiques Les informations sont données à titre indicatif. Dans tous les cas, il y a lieu de se référer aux textes et réglementations en vigueur. Rappels de la Réglementation Thermique 2005 Toute construction neuve doit satisfaire un niveau de performance thermique minimale. Ces dispositions sont définies par l arrêté du 24 mai Les principales exigences de la réglementation sont : La limitation de la consommation Cep Cep réf La consommation d énergie primaire doit être inférieure à la consommation d énergie primaire de référence pour le projet étudié. Cep Cep max La consommation d énergie primaire doit être inférieure à une consommation d énergie maximale. Une bonne isolation thermique de l enveloppe Ubât k x Ubât-base (k compris entre 1,2 et 1,5 selon le type de bâtiment) La performance thermique de l enveloppe du bâtiment doit être inférieure au niveau de référence pondéré. max Le coefficient de transmission thermique de chaque paroi doit être inférieur ou égal à un niveau défini «garde-fou». Valeurs de pour les murs en W/(m 2.K) Zones climatiques Niveau de référence Maximum garde-fou H1, H2 0,36 0,45 H3 0,40 0,45 max Le coefficient de transmission linéique dû à la liaison de deux parois doit être inférieur ou égal à un niveau défini «garde-fou». Valeurs de Psi pour les liaisons plancher/mur Liaison plancher Maison individuelle Autres bâtiments Niveau Maximum Niveau Maximum référence garde-fou référence garde-fou haut/mur 0,50 0,65 0,60 1,00 (1) intermédiaire/mur 0,55 0,65 0,60 1,00 (1) bas/mur 0,40 0,65 0,40 1,00 (1) (1) Pour les bâtiments à usage autre que d habitation, cette valeur est de 1,20 W/m.K. 32

4 Le confort d été Tic Tic réf La température intérieure conventionnelle Tic doit être inférieure à la température intérieure conventionnelle de référence Tic réf. Le label BBC (Bâtiment Basse Consommation) Dès 2005 un groupe de travail prépare la création de l association «Collectif Effinergie», en prenant pour point de départ les succès suisse de «Minergie» et allemand de PassivHaus et en les adaptant au contexte français (climat, réglementation, ). La Fédération Française des Tuiles et Briques (FFTB) est membre de l association. Les objectifs de l association Promouvoir les constructions basse énergie (neuf et rénovation), Développer des référentiels de performance énergétique, Fédérer les acteurs (professionnels, industriels, collectivités, banques, organismes de formation ), Mutualiser les initiatives et les compétences, Assurer la coordination entre les initiatives régionales et nationales, Apporter de la lisibilité dans le secteur de l efficacité énergétique (enjeux, principes, solutions), Démontrer la faisabilité économique de la basse énergie. Le label est la marque de promotion du label officiel «Bâtiment Basse Consommation énergétique, BBC 2005», mis en place par l arrêté du 8 mai 2007 publié au J.O. du 15 mai L association n a pas pour vocation de délivrer elle-même le label. Elle s appuie sur quatre organismes certificateurs reconnus par l Etat et accrédités par le COFRAC qui vont utiliser la marque pour la certification. Organismes certificateurs (source : ) Certificateur Type de Marque de certification Champ de la Pour en savoir construction Bâtiment neuf certification plus Maisons individuelles en secteur diffus Maisons individuelles en secteur diffus et groupées. Logements collectifs Label Haute Performance Energétique délivré dans le cadre des certifications NF Maison Individuelle, NF Maison Individuelle Démarche HQE et Maison Haute Performance Label Haute Performance Energétique délivré en option des certifications Qualitel et Habitat & Environnement Accordé au constructeur pour l ensemble de sa production pour les marques NF ou NF HQE et par opération pour le label Certification multicritère accordée par opération Pour les particuliers : Pour les professionnels : Bâtiments tertiaires Label Haute Performance Energétique délivré dans le cadre des certifications NF Bâtiments Tertiaires Démarche HQE et NF Bâtiments tertiaires Certification multicritère accordée par opération Maisons individuelles en secteur diffus et groupées. Logements collectifs Label Haute Performance Energétique délivré dans le cadre du Label performance LABEL PERFORMANCE Accordé opération par opération sur la performance énergétique ou au 3620 dites PROMOTELEC promotelec.com 33

5 Performances énergétiques Le label BBC (suite) Les exigences à atteindre (bâtiments neufs) H1a a = 1,3 L arrêté du 8 mai 2007 définit le label Bâtiment Basse Consommation Energétique, BBC H2a H1b a = 1,1 a = 1,3 Pour les bâtiments d habitation, l exigence Pour obtenir le label principale est de ne pas dépasser une valeur de consommation d énergie primaire (Cep) de : 50 kwhep par m2 de SHON et par an. H2b a=1 H1c a = 1,2 Les calculs sont faits en utilisant la méthode Th-CE qui est celle de la Réglementation Thermique On tient compte de la diversité des climats en multipliant cette valeur de 50 par un coefficient de rigueur climatique (a). Le coefficient de rigueur climatique est augmenté d un coefficient (b) en fonction de l altitude de la construction. H2d a = 0,9 H2c a = 0,9 H3 a = 0,8 Cep 50 x (a+b) Altitude Coefficient (b) 0 à 400 m 0,0 400 à 800 m 0,1 > 800 m 0,2 Pour les bâtiments autres que d habitation La consommation conventionnelle d énergie primaire doit être inférieure de 50% à la consommation d énergie primaire de référence. Cep Cepréf - 50% Soit 50% de la consommation de RT Pour tous les bâtiments, les usages pris en compte sont : le chauffage l eau chaude sanitaire les auxiliaires de chauffage et de ventilation la climatisation l éclairage. Les méthodes de calcul sont les mêmes que pour la Réglementation Thermique 2005 (Th-CE). Autres exigences Si la Surface Hors Œuvre Nette (SHON) dépasse de 20% la surface habitable, la surface prise en référence pour répondre aux exigences est de 1,2 fois la surface habitable (SHON/SHAB 1,2). La production locale d électricité (PV, éolien) n est déduite qu à hauteur de 12 kwhep/m2.an pour le résidentiel et 25 kwhep/m2.an pour le non-résidentiel.. Une mesure de perméabilité à l air est obligatoire pour tout logement certifié Elle n est pas obligatoire pour un bâtiment à usage autre qu habitation. 34

6 BBC : les différents paramètres pour obtenir la performance La forme du bâtiment Un bâtiment compact est un bâtiment qui a un rapport faible entre la surface des parois extérieures et la surface habitable. La recherche de la compacité favorise des économies sur les consommations de chauffage, surtout en climat froid. Exemple de déperditions comparées de l enveloppe de différents logements de 96 m 2. Référence - 15 % - 40 % - 15 % + 9 % + 14 % Source Solarté Eté Ouest Stratégie de l'été Nord Hiver Est Sud Stratégie de l'hiver L orientation des façades En terme d énergie, les points essentiels pour l orientation seront la possibilité d intégrer des capteurs solaires (en toiture, en auvent, ), de favoriser un ensoleillement optimal des façades en hiver, et de permettre une ouverture des fenêtres en été pour profiter de la fraîcheur du soir et de la nuit. Protéger Minimiser Eviter Capter Conserver Distribuer Refroidir Dissiper Stocker Source effinergie L organisation des espaces intérieurs privilégier l orientation sud pour les pièces de jour, privilégier les matériaux à forte inertie pour les parois recevant le rayonnement solaire d hiver, disposer au nord les pièces peu ou pas chauffées, regrouper les pièces de nuit, regrouper les points de puisage d eau chaude sanitaire et les rapprocher de la production. Les solutions POROTHERM, en particulier le Mur Bioclimatique, apportent de l inertie et favorisent la récupération des apports solaires en hiver. En immeuble collectif, pour réduire l inconfort en été on aura intérêt à privilégier les logements traversants afin de favoriser la ventilation nocturne par ouverture de fenêtres. Pour tous les bâtiments, on essaiera d agencer les pièces pour permettre la ventilation d une façade à l autre. Exemple de zonage Cellier Séjour cuisine Atelier Buanderie Sdb Ch2 Ch1 Pièces de jour Pièces de nuit Pièces de service 35

7 Performances énergétiques Le label BBC (suite) La perméabilité à l air La perméabilité à l air d un bâtiment caractérise la sensibilité du bâtiment vis-à-vis des écoulements d air parasites causés par les défauts de son enveloppe, ou plus simplement tout défaut d étanchéité non lié à un système de ventilation spécifique. Elle se quantifie par la valeur du débit de fuite de l enveloppe sous un écart de pression négative 4Pa. Elle est exprimée en m 3 /(h.m 2 ). Type Valeur par défaut Exigence minimale de bâtiment RT 2005 Maisons individuelles 1,3 0,6 Logements collectifs 1,7 1,0 Tertiaire* 1,7 1,7 Valeurs de perméabilité à l air en m 3 /(h.m 2 ) sous 4 Pa *Tertiaire : bureaux, hôtels, restauration, enseignement, petits commerce et établissements sanitaires. La mesure de perméabilité à l air n est pas obligatoire pour les bâtiments tertiaires, la valeur prise par défaut dans le cadre d une demande de labellisation est celle de la RT Les défauts d étanchéité se traduisent par des infiltrations d air parasites et ont un impact en terme de déperditions, de confort, de santé, d acoustique et d efficacité des systèmes de ventilation. Ils se situent principalement au niveau des jonctions : menuiseries extérieures, passages des câbles et appareillages électriques, trappes et éléments traversant les parois, liaisons façades-toitures, menuiseries-coffres de volets roulants, Les tests de perméabilité à l air parasite des bâtiments terminés se réalisent après l exécution des finitions intérieures. Les enduits appliqués sur les briques POROTHERM assurent la bonne étanchéité de la maçonnerie. En l absence d enduit, le graissage des joints verticaux sur la face intérieure du mur, avec du mortier pour joint mince, avant pose du doublage, permet de sécuriser l étanchéité à l air. Pour le BBC, la terre cuite est le matériau le plus utilisé. Maisons individuelles Sur les 975 demandes de label suivies par CEQUAMI en 2010, 63,6 % des maisons sont construites avec des murs en Terre Cuite. Terre cuite 63,6% 3,1% 6,3% 25,3% 1,7% Béton cellulaire Bloc béton Ossature métallique Terre cuite Bois Source : CEQUAMI Logements collectifs Selon une étude de l observatoire BBC, la terre cuite représente une part importante des réalisations. 21,4% 7,1% 46,4% 18,5% 14,3% Terre cuite 32,8% Parpaing Béton Monomur terre cuite Brique Ossature bois Source : indicateurs Observatoire BBC 36

8 Du label BBC à la RT 2012 L arrêté du 26 octobre 2010 et le décret du 26 octobre 2010 fixent la maîtrise globale de la consommation énergétique prévue par le Grenelle de l Environnement. Dates d application - A partir du 28 octobre 2011, pour les dépôts de permis de construire concernant les bâtiments neufs à usage de bureaux ou d enseignement, les établissements d accueil de la petite enfance et les bâtiments à usage d habitation construits en zone ANRU (Agence Nationale de Rénovation Urbaine). - A partir du 1 er janvier 2013, pour les dépôts de permis de construire concernant les autres bâtiments neufs à usage d habitation. Exigences La Règlementation Thermique RT 2012 reprend les exigences du label BBC (consommation d énergie primaire, étanchéité à l air de l enveloppe). Exigences de la RT 2012 Performances énergétique Consommation conventionnelle d énergie Coefficient d énergie primaire Cep Cep max Pour tous les bâtiments ou parties de bâtiment, à la date du 28 octobre 2011, à l exception des bâtiments collectifs d habitation ayant fait l objet d une demande de permis ou d une déclaration préalable déposée avant le 31 décembre 2014, la consommation conventionnelle maximale d énergie primaire du bâtiment ou de la partie de bâtiment, Cep max, est déterminée comme suit : Cep max = 50 M ctype (M cgéo + M calt + M csurf + M cges ) Avec : M ctype : coefficient de modulation selon le type d occupation du bâtiment ou de partie de bâtiment et sa catégorie CE1/CE2 (sans/avec système de refroidissement) ; M cgéo : coefficient de modulation selon la localisation géographique ; M calt : coefficient de modulation selon l altitude ; M csurf : pour les maisons individuelles ou accolées et les bâtiments collectifs d habitation, coefficient de modulation selon la surface moyenne des logements du bâtiment ou de la partie de bâtiment ; M cges : coefficient de modulation selon les émissions de gaz à effet de serre des énergies utilisées. Pour les bâtiments collectifs d habitation ou parties de bâtiment collectif d habitation ayant fait l objet d une demande de permis ou d une déclaration préalable déposée entre le 28 octobre 2011 et le 31 décembre 2014, la consommation conventionnelle maximale d énergie primaire du bâtiment ou de la partie de bâtiment, Cep max, est déterminée comme suit : Cep max = 57,5 M ctype (M cgéo + M calt + M csurf + M cges ) Avec : M csurf : pour les bâtiments collectifs d habitation, coefficient de modulation selon la surface moyenne des logements du bâtiment ou de la partie de bâtiment. Les autres coefficients restent inchangés. 37

9 Performances énergétiques Exigences de la RT 2012 (suite) Besoin bioclimatique conventionnel en énergie Le besoin bioclimatique conventionnel en énergie d un bâtiment pour le chauffage, le refroidissement et l éclairage artificiel, est défini par un coefficient noté Bbio. Indépendant du système de chauffage, il est sans dimension et exprimé en nombre de points. Il valorise le niveau d isolation, la mitoyenneté, l éclairage naturel, les apports solaires par les baies au sud. Bbio Bbio max et Bbio max = Bbio maxmoyen (M bgéo + M balt + M bsurf ) Avec : Bbio maxmoyen : valeur moyenne du Bbio max définie par type d occupation du bâtiment ou de la partie de bâtiment et par catégorie CE1/CE2 (sans/avec système de refroidissement) ; M bgéo : coefficient de modulation selon la localisation géographique ; M balt : coefficient de modulation selon l altitude ; M bsurf : pour les maisons individuelles ou accolées, coefficient de modulation selon la surface moyenne des logements du bâtiment ou de la partie de bâtiment. Température intérieure conventionnelle Cette exigence s applique uniquement pour les zones de bâtiments sans système de refroidissement (CE1). Tic Tic réf Coefficients énergie finale / énergie primaire Les coefficients de transformation de l énergie finale en énergie primaire sont pris par convention égaux à : 2,58 pour les consommations et les productions d électricité. 1 pour les autres consommations. Caractéristiques et moyens Energies renouvelables Toute maison individuelle ou accolée recourt à une source d énergie renouvelable. Différentes options sont proposées au Maître d Ouvrage, par exemple : production d eau chaude sanitaire solaire thermique, ou raccordement à un réseau de chaleur, ou contribution des énergies renouvelables 5 kwh EP /(m².an) Etanchéité à l air de l enveloppe Pour les maisons individuelles ou accolées et les bâtiments collectifs d habitation, la perméabilité à l air de l enveloppe sous 4 Pa, Q 4Pa-surf, est inférieure ou égale à : 0,6 m 3 /(h.m 2 ) de parois déperditives, hors plancher bas, en maison individuelle ou accolée, 1,0 m 3 /(h.m 2 ) de parois déperditives, hors plancher bas, en bâtiment collectif d habitation. 38

10 Isolation thermique Les parois séparant des parties de bâtiment à occupation continue de parties de bâtiments à occupation discontinue doivent présenter un coefficient de transmission thermique U, qui ne peut excéder 0,36 W/(m 2.K) en valeur moyenne. Le ratio de transmission thermique linéique moyen global, Ratio, des ponts thermiques du bâtiment n excède pas 0,28 W/(m 2 SHON RT.K). Ce ratio est la somme des coefficients de transmission thermique linéiques multipliés par leurs longueurs respectives. SHON RT est la Surface Hors Œuvre Nette au sens de la RT (surface habitée chauffée pour les habitations et Surface Utile X Coefficient multiplicateur pour les autres bâtiments). De plus, le coefficient de transmission thermique linéique moyen des liaisons entre les planchers intermédiaires et les murs donnant sur l extérieur ou un local non chauffé, 9, n excède pas 0,6 W/(ml.K). Accès à l éclairage naturel Pour les maisons individuelles ou accolées et les bâtiments collectifs d habitation, la surface totale des baies, mesurée en tableau, est supérieure ou égale à 1/6 de la surface habitable. Confort d été Les baies de tout local destiné au sommeil et de catégorie CE1 (sans système de refroidissement) sont équipées de protections solaires mobiles, de façon à obtenir un facteur solaire inférieur à une valeur définie (fonction de la zone climatique, orientation des baies et exposition au bruit). Les baies d un local de catégorie CE1 doivent s ouvrir sur au moins 30 % de leur surface totale (sauf règles hygiène et sécurité, différences de hauteurs importantes) 39

11 Performances énergétiques Des réalisations BBC avec les briques POROTHERM 38 kwh ep /m 2.an Résidence BBC Le Parc du Muehlmatten, Bollwiller (68) FL Résidences à Kingersheim (68) Claudine Bader, Architecte ENSAIS LABEL BBC EFFINERGIE CERTIFICATION HQE POROTHERM GF R20 Tuile KORAMIC Actua duplex ardoisé Maison individuelle à La Roche-sur-Yon (85) Maisons SATOV, St Gilles-Croix-de-Vie (85) Tiberghien Langlais, Architectes LABEL HPE BBC CERTIFICATION NF-HQE POROTHERM GF R20 Th+ 46 kwh ep /m 2.an 40

12 56 kwh ep /m 2.an Zone H1b Cep 65 kwh ep /m 2.an Logements individuels locatifs, Noidans-Le-Ferroux (70) Thierry Port, Architecte D.P.L.G. LABEL BBC EFFINERGIE CERTIFICATION HQE POROTHERM R50 Immeuble de bureaux, Dijon (21) Cabinet Seturec, Dijon (21) Guillaume Guerlot, Architecte D.P.L.G. BÂTIMENT À ENERGIE POSITIVE (BEPOS) POROTHERM R50 POROTHERM R37 TERCA 20 kwh ep /m 2.an 41

13 Des solutions BBC simples et durables Exemple de maison R + 1 Surface de la maison : SHAB : 144 m 2 SHON : 163 m 2 Isolant plafond : épaisseur 32 cm conductivité : 0,040 W/(m.K) = 0,12 W/(m 2.K) Menuiseries : PVC Double vitrage Argon Ujn = 1,4 W/(m².K) Porte d entrée : bois isolé U = 1,7 W/(m².K) Plancher bas : Entrevous PSE = 0,19 W/(m².K) Plancher intermédiaire : Entrevous béton ou terre cuite en R42 et PR42 : = 0,18 W/(m.K) en GF R20 Th+ : = 0,32 W/(m.K) Autres données techniques Radiateurs Basse Température Perméabilité à l air : 0,6 m 3 /(h.m²) Ventilation : Simple flux Hygro B PAC + ECS thermodynamique COP à 7 C : 3,37 GF R20 Th+ et ( ) Th32 R42 PR42 36 kwhep/(m 2.an) (1) 37 kwhep/(m 2.an) (1) 35 kwhep/(m 2.an) (1) Zone climatique H1a H1b H1c H2a H2b H2c H2d H3 Seuil BBC Consommation d énergie primaire - Cep kwhep/(m 2.an) GF R20 Th+ (2) R 42 (3) PR42 (3) (4) (4) (1) en zone climatique H2b (2) avec coffre de volet roulant CL (3) avec volets battants (4) avec fenêtres Ujn = 1,2 W/(m 2.K) Isolation thermique intérieure : les solutions de gain thermique Dans cet exemple, réalisé en brique POROTHERM GF R20 Th+, le gain sur les consommations énergétiques Cep est apporté par : Brique de base GF R20 Th+ : 4 à 5 % (par rapport à un mur en GF R20) Coffre de volet roulant CL : 2 à 4 % (par rapport à un coffre tunnel) ThermoPlanelle Effe2 : 1 % (par rapport à un About TH7) 42