ENSAIT Réhabilitation du bâtiment A 1
Préambule Dans le cadre de la réhabilitation du bâtiment A, l ENSAIT a souhaité suivre une démarche HQE, avec des objectifs BBC, qui conditionnait une demande de subvention ADEME. La réhabilitation BBC d un bâtiment existant est toujours compliquée, notamment lorsque l isolation ne peut se faire que par l intérieur. SOMMAIRE PRESENTATION 2
SOMMAIRE PRESENTATION I. PRESENTATION SECA II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes III. «UNE BOITE DANS LA BOITE» IV. Différents essais de RT2005 V. UN BUDGET AMBITIEUX 3
I. PRESENTATION SECA 4
I. PRESENTATION SECA 150 personnes au niveau national BET en maîtrise d œuvre Compétences traditionnelles Ingénieur structure Ingénieur thermicien Ingénieur Electricien RT2005 - RT2012 BET environnemental : ADA ENVIRONNEMENT Domaines d intervention allant du tertiaire à l industrie en passant par la santé (hôpitaux, EHPAD, etc.), en marché public ou en marché privé. 5
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes 6
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes Bâtiment en R+3 Avec sous-sol Et combles 7
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes Travaux Prévus : SOUS-SOL Sol existant : maintenu Murs existants : maintenus Plafond existant : maintenu et isolé Menuiseries extérieures : maintenues Menuiseries intérieures : remplacées 8
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes Travaux Prévus : RDC Sol existant : parquet maintenu Murs existants : maintenus + nouveaux murs + ouvertures Plafond existant : maintenu Menuiseries extérieures : remplacées Menuiseries intérieures : remplacées 9
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes Travaux Prévus : R+1 / R+2 Sol existant : parquet maintenu Murs existants : maintenus + nouveaux murs + ouvertures Plafond existant : maintenu Menuiseries extérieures : remplacées Menuiseries intérieures : remplacées 10
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes R+3 : Travaux Prévus : Plafond existant : remplacé et isolé Combles : maintenus en l état 11
II. PRESENTATION sommaire du BATIMENT, des travaux et de ses contraintes CONTRAINTES : Bâtiment classé à proximité Jardins classés Bâtiment soumis aux avis et accords des Architectes des Bâtiments de France Pas d isolation possible par l extérieur Pas de possibilité de mettre des volets roulants extérieurs Budget 630K HT TCE pour le marché de travaux 12
III. «UNE BOITE DANS LA BOITE» 13
III. «UNE BOITE DANS LA BOITE» Plancher RDC sur sous-sol sera isolé en sous face Murs verticaux périphériques : Isolation par 24 cm d isolant Fenêtres triple vitrage Charpente et combles : 30 cm pour le plafond du R+3 et pour les rampants Une partie des rampants donne directement sur l extérieur 14
III. «UNE BOITE DANS LA BOITE» RDC 15
III. «UNE BOITE DANS LA BOITE» R+1 16
III. «UNE BOITE DANS LA BOITE» R+3 17
IV. Différents essais de RT2005 18
IV. Différents essais de RT2005» 1 - CHAMP D APPLICATION DE LA REGLEMENTATION THERMIQUE La SHON du bâtiment est supérieure à 1000 m², mais celui-ci a été construit avant 1948. Le bâtiment est donc soumis à la réglementation thermique par éléments sur les bâtiments existants (arrêté du 3 Mai 2007). Pour cette réglementation, il n y a pas de calcul global à faire, mais seulement des «garde-fous» sur les postes concernés par les travaux. La démarche environnementale et les objectifs d économie d énergie effectuer un calcul global, au sens de la réglementation sur l existant («RT globale sur l existant»). Ce calcul s effectue selon les règles Th-CE ex et l arrêté du 13 juin 2008. label BBC rénovation, correspondant à C.E.P. réf 40 %, Les locaux non chauffés ou ayant une température inférieure à 12 C ne rentrent pas dans le champ de la réglementation. Ainsi, le sous-sol, les cages d escaliers et d ascenseur ne sont pas soumis au respect des gardes fous. 19
IV. Différents essais de RT2005» 2 - HYPOTHESES DE L EXISTANT Mur extérieur en briques et pierres non isolé Plancher bas sur sous-sol non chauffé Voutains en briques, avec poutrelles métalliques et chape béton (non isolé) Rampant sur extérieur Non isolé Plafond sous comble existant - Plancher bois non isolé Menuiseries extérieures - Anciennes menuiseries bois simple vitrage 20
IV. Différents essais de RT2005» 3 - Solution base et BBC Compte-tenu du budget, nous avions pris au départ une «BASE», atteignable financièrement avant de chercher à atteindre le BBC. La base comprend : Menuiseries double vitrage à contrôle solaire (Uw = 1.5 W/m²/K, g = 0.28, TL = 70 %) Mur extérieur 15 cm de laine minérale Pas de plancher chauffant ni de photovoltaïque Ponts thermiques de refends NON traités ventilation double flux 90 %, ventilateurs haut rendement chauffage par réseau de chaleur, par radiateurs uniquement Eau Chaude Sanitaire par réseau de chaleur, avec bouclage Pont thermique entre les murs et les menuiseries traités 21
IV. Différents essais de RT2005» 3 - Solution base et BBC Le BBC est accessible avec les hypothèses suivantes : Menuiseries triple vitrage à contrôle solaire (Uw = 1 W/m²/K, g = 0.39, TL = 65 %) Mur extérieur, soit 24 cm de laine minérale, ou 14 cm de mousse de polyuréthane, ou 24 cm d isolant Metisse en fibres textiles recyclées. Eclairage très performant (8 W/m² dans les bureaux, et LED dans les circulations). Pas de plancher chauffant ni de photovoltaïque Ponts thermiques de refends traités Et puis toujours la ventilation double flux 90 %, ventilateurs haut rendement Le chauffage par réseau de chaleur, par radiateurs uniquement L Eau Chaude Sanitaire par réseau de chaleur, avec bouclage Le pont thermique entre les murs et les menuiseries traités 22
IV. Différents essais de RT2005» 3 - Solution base et BBC AUTRES ELEMENTS Murs intérieur donnant sur l ascenseur ou sur les cages d escalier non chauffés : Isolation par 13 cm d isolant en laine minérale sous plaque de plâtre (Risolant = 3,59 m²k/w) Fenêtre de toit inclinée double vitrage (type Velux Confort Uw=1,4 ) Confort d été : les menuiseries devront pouvoir s ouvrir sur au moins 30 % de leur surface. Portes opaques donnant sur l extérieur et sur les locaux non chauffés seront remplacées par des portes à âme isolante. 23
IV. Différents essais de RT2005» 4 - Traitement des ponts thermiques Ponts thermiques au niveau des menuiseries Il est important de traiter le pont thermique entre les murs et les menuiseries extérieures. La simulation montre en effet que ceux-ci ont une importance non négligeable. 24
IV. Différents essais de RT2005» 4 - Traitement des ponts thermiques Ponts thermiques au niveau des refends Nous isolons les refends, afin de limiter les ponts thermiques au niveau de leur jonction avec les murs extérieurs. En effet, comme l isolation est intérieure, ces ponts thermiques sont relativement importants. 25
IV. Différents essais de RT2005» 4 - Traitement des ponts thermiques Pont thermique entre les murs extérieurs et le plancher intermédiaire Ce pont thermique est susceptible d être l un des plus importants. Dans notre cas, il devra être réduit par la mise en œuvre d isolant dans le plancher intermédiaire en bois, le long du mur extérieur. EXTERIEUR INTERIEUR INTERIEUR sous plancher 26
IV. Différents essais de RT2005» 5 - Etanchéité à l air Le label BBC rénovation demande un test d étanchéité à l air. Le test permet de vérifier le débit de fuite du bâtiment mis sous pression 6 - Ventilation Mise en place d une ventilation : du RDC au R+2: double flux avec récupération de chaleur haut rendement (93%). 27
IV. Différents essais de RT2005» 7 - Chauffage La production de chaleur sera réalisée par le réseau de chaleur urbain, qui passe dans la rue juste devant le bâtiment. Ce réseau est alimenté à plus de 60 % par des énergies renouvelables. La chaleur est ensuite distribuée en 80/60 C dans des radiateurs. La production d eau chaude sanitaire sera réalisée en semi-instantanée, avec un ballon installé au sous-sol et raccordé sur l échangeur de la sous-station (échangeur avec le réseau de chaleur urbain). Bouclage du réseau de distribution d eau chaude sanitaire. AUTRES SOLUTIONS de chauffage CHAUDIERE GAZ à condensation? solution étudiée et abandonnée pour des raisons de coût et de maintenance chauffage par GEOTHERMIE VERTICALE : impossible pour des questions de coût 28
IV. Différents essais de RT2005» 8 - Appareils d éclairage luminaires utilisés à économie d énergie. commande d éclairage se fera par détecteur dans les circulations et sanitaires. Luminaires gradables en fonction de la luminosité Luminaires à LED dans les couloirs 29
IV. Différents essais de RT2005» 9 VARIANTES et Evolution de certaines solutions Fenêtres : Essai de conservation des fenêtres existantes + ajout de fenêtres intérieures, double vitrage Avantage : possibilité de mettre des fenêtres intérieures PVC, standardisées et + économiques. Plus de facilité pour traiter les ponts thermiques au niveau des fenêtres et de l isolation intérieure à faire Inconvénients : difficulté à assurer l ouverture des fenêtres existantes nécessité malgré tout de réparer et entretenir les fenêtres existantes ABF n acceptent pas de conserver les volets roulants extérieurs existants, posés par le passé sans accord des ABF Essai avec fenêtres bois en double vitrage Essai avec triple vitrage, pour atteindre le BBC NB : Dans la solution de base BBC, menuiseries double vitrage (au lieu de triple vitrage) dans les cages d escalier non chauffées. 30
IV. Différents essais de RT2005» 9 VARIANTES et Evolution de certaines solutions Plancher RDC Solution de plancher chauffant : Cela aurait permis de réduire ce pont thermique abandonnée pour des raisons structurelles car plafond du sous-sol en brique, en forme de voute car nécessité de réaliser une isolation sous chape, combinée avec l installation d un plancher chauffant Nécessité de raboter le plancher du RDC problème de hauteur de niveau de dalle pour l accessibilité PMR - En prenant en compte 5 cm sous chape (Risolant = 1,25), en complément de 8 cm sous dalle (Risolant = 2,05) Solution retenue : isolation du plancher par le sous-sol en sous face Inconvénient : crée un gros pont thermique entre la dalle basse et le mur extérieur, Faible hauteur dans le sous-sol solution la plus simple à mettre en œuvre : Panneau isolant, épaisseur 10 cm 31
AUTRES IV. Différents essais de RT2005» 9 VARIANTES et Evolution de certaines solutions Suite à une imposition des ABF, suppression des volets roulants, sauf pour RDC. Pour des raisons de sécurité du bâtiment, nouveaux volets pour le RDC, posés côté intérieur, Panneaux photovoltaïques et éolien : solutions abandonnées, car : Faible surface de toiture N apportent pas de bénéfice au niveau de la RT2005 pour atteindre le BBC Coûteuses non prises en compte pour les demandes de subvention ADEME Panneaux solaire thermiques à eau : solution abandonnée, car : les locaux ne sont pas occupés toute l année, du fait de périodes de vacances scolaires ces panneaux imposent des contraintes de maintenance pour des périodes de non utilisation. 32
IV. Différents essais de RT2005» AUTRES 9 VARIANTES et Evolution de certaines solutions Solution d isolants : Laine minérale classique c est la base marché Icynène : Mousse polyuréthane projetée Solution abandonné car moins avantageuse que nous ne l avions prévu Bien connue par IMPACT car posée dans leurs nouveaux locaux Métisse : Laine isolante en panneaux de tissu en option car plus coûteux que la laine minérale classique préférée par l ENSAIT car issue du textile 33
IV. Différents essais de RT2005» RESULTATS règlementaires Solution BBC Base Ubât 0,637 W/m²/K 0,814 W/m²/K Ubât réf (gain) 0,682 W/m²/K (6,63%) 0,682 W/m²/K (-19,35%) C E.P. 77,77 kwhep/m²/an 99,38 kwhep/m²/an C E.P.réf (gain) 130,32 kwhep/m²/an (40,32%) 103,23 kwhep/m²/an (23,69%) Tic (bureaux/logts) 30,66 C / 25,88 C 30,56 C / 25,88 C Tic réf (idem) 31,46 C / 29,42 C 31,46 C / 29,43 C 34
IV. Différents essais de RT2005» Répartition des consommations d énergie primaire au sens du calcul réglementaire, pour la solution BBC 35
IV. Différents essais de RT2005» Répartition des déperditions thermiques pour la solution de base BBC 36
V. UN BUDGET AMBITIEUX 37
V. UN BUDGET AMBITIEUX» Budget ENSAIT : 630 k HT TCE, pour le marché des travaux Difficulté: Budget SECA estimé à 1 M HT TCE Solutions pour respecter le budget de 630 k HT : Grâce à un engagement du MOA, prise en charge directe par l ENSAIT de certaines prestations, en dehors du marché Prestations pouvant être réalisées par des salariés temporaires de l ENSAIT, ne demandant pas une forte technicité et compétences d entreprise, à savoir DEMOLITION COUVERTURE PEINTURE REVETEMENT DE SOL Mise en place d un nombre important d OPTIONS passage d un ETAGE COMPLET (R+3) en OPTION grâce à cette démarche, nous avons pu continuer et réussir à obtenir un appel d offres fructueux pour le marché de travaux. 38
V. UN BUDGET AMBITIEUX» En résumé : Marché travaux 2011-2012 : 630 k Ascenseur et rampe 2010 : 80 k désamiantage 2010 : 65 k Peinture parquet - démolition en interne ENSAIT : 65 k raccordement chauffage urbain : 27 k complément toiture (avenant 2 pour avril 2012) : 30 k velux R+3 : 10 k trottoir : 2.5 k stores : 2.5 k dépose volets roulants : 1.5 k Soit au TOTAL : 913 k 39
CONCLUSION 40
CONCLUSION En études, cette opération était très ambitieuse : tout d abord pour respecter le budget initial, resté inchangé tout en maintenant un objectif BBC avec ses contraintes. Pour l aspect chantier, je vous invite à venir à la prochaine rencontre organisée par l ENSAIT, afin d aborder toutes les problématiques et recherches de solutions survenues pendant le chantier. 41
ENSAIT Réhabilitation du bâtiment A 42