Département Enveloppe et Revêtements Division HygroThermique des Ouvrages N affaire : 12-047A Le 28 août 2012 Réf. DER/HTO 2012-198-BB/LS CALCUL DES COEFFICIENTS DE PONTS THERMIQUES DE LIAISON PAROI-MENUISERIE EN INTEGRANT DES MODENATURES AVEC DES PROFILS DE 25 MM D EPAISSEUR Version 2 Demandeur de l étude : NMC Gert-Noël-Straße B - 4731 Eynatten BELGIQUE Auteur * Approbateur Vérificateur(s) B. BUSSON S. FARKH L. SARRAZIN * Tél. : 01.64.68.87.66 La reproduction de ce rapport d étude n'est autorisée que sous la forme de fac-similé photographique intégral, sauf accord particulier du CSTB. Ce rapport d étude comporte 10 pages dont 5 pages d annexes.
Page 2/10 CONTENU I. OBJECTIF DE L ETUDE... 3 II. DESCRIPTION SUCCINCTE... 3 III. METHODOLOGIE... 3 III.1 Principe... 3 III.2 Règles de calcul... 3 III.3 Hypothèses... 3 III.3.1 Géométrie... 3 III.3.2 Conductivité thermique des matériaux... 4 III.3.3 Conditions aux limites... 4 III.4 Formules... 4 IV. RESULTATS... 5 Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 3/10 I. OBJECTIF DE L ETUDE L objectif de cette étude est de calculer pour le compte de la société NMC, l impact thermique de modénatures sur le pont thermique de liaison paroi-menuiserie. Les éléments techniques servant de base pour l étude ont été fournis par NMC et sont reproduits en annexe du présent rapport. Il est important de rappeler que les résultats présentés ici ne traitent que de l aspect thermique du procédé et ne préjugent en rien de son aptitude à l emploi. II. DESCRIPTION SUCCINCTE On étudie l impact thermique des profils Domostyl customised (modénature en polystyrène) sur le pont thermique de liaison menuiserie-paroi (cas en tableau et en linteau). Le mode de pose de la menuiserie est prévu côté intérieur au droit du mur (sans retour d isolation). La paroi isolée par l extérieur est constituée avec 1 cm de plâtre + 10 cm d isolant + 10 cm de béton. La fixation des modénatures sur la paroi est supposée faite par collage. On étudiera le cas sans profils Domostyl customised et le cas avec profils Domostyl customised pour une épaisseur de profil égale à 25 mm. Deux densités de polystyrène sont utilisées, celle avec d=60 kg/m 3 correspond au polystyrène utilisé en appui de baie, l autre avec d=24 kg/m 3 correspond au polystyrène utilisé sur le reste du pourtour. III. METHODOLOGIE III.1 Principe Les coefficients des ponts thermiques de liaison sont obtenus par un calcul numérique 2D à partir d une coupe simplifiée de la liaison entre une paroi isolée par l extérieur et la menuiserie d une fenêtre. La menuiserie de la fenêtre est considérée comme adiabatique car son impact est déjà pris en compte dans le coefficient Uw de la fenêtre. III.2 Règles de calcul Toutes les simulations ont été effectuées conformément aux règles Th-Bât 2005. III.3 Hypothèses III.3.1 Géométrie Aucune simplification particulière de la géométrie n est à signaler. Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
page 4/10 III.3.2 Conductivité thermique des matériaux Matériaux Conductivités thermiques utiles W/(m.K) Sources Aluminium 160 Béton 2 Plâtre 0,25 Règles Th-U Isolant 0,035 Polystyrène (d=60 kg/m 3 ) 0,033 Polystyrène (d=24 kg/m 3 ) 0,035 NMC (1) (1) : Valeur fournie par la société NMC, utilisée à titre indicatif. Toute valeur retenue est à justifier conformément aux règles Th-U.. Tableau 1 Conductivités thermiques des matériaux III.3.3 Conditions aux limites Conditions aux limites Température d ambiance ( C) Coefficient d échange superficiel (W/m².K) Ambiance intérieure avec flux horizontal 20 7,7 Ambiance extérieure 0 25 Tableau 2 Conditions aux limites III.4 Formules Le coefficient de transmission linéique opaque se calcule à partir de la relation suivante : i de la liaison entre une menuiserie de fenêtre et une paroi i T T U p H p i le coefficient de transmission linéique de la liaison entre deux parois, exprimé en W/(m.K), U p T le flux total traversant le modèle et obtenu par calcul numérique, exprimé en W/m, T la différence de température entre les deux ambiances chaude et froide, exprimée en K, le coefficient surfacique de transmission thermique de la paroi en W/(m 2.K), H p la hauteur de la paroi, en m. Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
page 5/10 IV. RESULTATS Les valeurs de i données ci-dessous ne sont valables que pour les hypothèses détaillées au III.3. Sans profil Domostyl customised Coefficient en W/(m.K) i Avec profil Domostyl customised (e= 25 mm) Gain en % Avec profil Domostyl customised (e= 25 mm) Liaison Appui de la baie-paroi 0,77 0,11 86 % Liaison Linteau (ou tableau) de la baie -paroi 0,46 0,10 78 % Le mode de pose de la menuiserie est prévu côté intérieur au droit du mur (sans retour d isolation). Tableau 3 Valeurs des coefficients i des liaisons entre une menuiserie de baie et une paroi isolée par l extérieur La présence de la modénature diminue la valeur du pont thermique de liaison de l ordre de 86 %. Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
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Page 7/10 ANNEXE 1 : Schéma de la liaison entre la menuiserie et une paroi sans le profil Domostyl customised Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 8/10 ANNEXE 2 : Schéma de la liaison entre la menuiserie et une paroi avec le profil Domostyl customised (e=25 mm) Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 9/10 ANNEXE 3 : Liaison sur appui de menuiserie-paroi Cas sans profil Domostyl customised Cas avec profil Domostyl customised (e=25 mm) Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 10/10 ANNEXE 4 : Liaison sur linteau (ou tableau) de menuiserie-paroi Cas sans profil Domostyl customised Cas avec profil Domostyl customised (e=25 mm) Affaire N 12-047A version 2«STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198 - BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Département Enveloppe et Revêtements Division HygroThermique des Ouvrages N affaire : 12-047B Le 28 août 2012 Réf. DER/HTO 2012-198-BB/LS CALCUL DES COEFFICIENTS DE PONTS THERMIQUES DE LIAISON PAROI-MENUISERIE EN INTEGRANT DES MODENATURES AVEC DES PROFILS DE 40 MM D EPAISSEUR Version 2 Demandeur de l étude : NMC Gert-Noël-Straße B - 4731 Eynatten BELGIQUE Auteur * Approbateur Vérificateur(s) B. BUSSON S. FARKH L. SARRAZIN * Tél. : 01.64.68.87.66 La reproduction de ce rapport d étude n'est autorisée que sous la forme de fac-similé photographique intégral, sauf accord particulier du CSTB. Ce rapport d étude comporte 10 pages dont 5 pages d annexes.
Page 2/10 CONTENU I. OBJECTIF DE L ETUDE... 3 II. DESCRIPTION SUCCINCTE... 3 III. METHODOLOGIE... 3 III.1 Principe... 3 III.2 Règles de calcul... 3 III.3 Hypothèses... 3 III.3.1 Géométrie... 3 III.3.2 Conductivité thermique des matériaux... 4 III.3.3 Conditions aux limites... 4 III.4 Formules... 4 IV. RESULTATS... 5 Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 3/10 I. OBJECTIF DE L ETUDE L objectif de cette étude est de calculer pour le compte de la société NMC, l impact thermique de modénatures sur le pont thermique de liaison paroi-menuiserie. Les éléments techniques servant de base pour l étude ont été fournis par NMC et sont reproduits en annexe du présent rapport. Il est important de rappeler que les résultats présentés ici ne traitent que de l aspect thermique du procédé et ne préjugent en rien de son aptitude à l emploi. II. DESCRIPTION SUCCINCTE On étudie l impact thermique des profils Domostyl customised (modénature) sur le pont thermique de liaison menuiserie-paroi (cas en tableau et en linteau). Le mode de pose de la menuiserie est prévu côté intérieur au droit du mur (sans retour d isolation). La paroi isolée par l extérieur est constituée avec 1 cm de plâtre + 10 cm d isolant + 10 cm de béton. La fixation des modénatures sur la paroi est supposée faite par collage. On étudiera le cas sans profils Domostyl customised et le cas avec profils Domostyl customised pour une épaisseur de profil égale à 40 mm. Deux densités de polystyrène sont utilisées, celle avec d=60 kg/m 3 correspond au polystyrène utilisé en appui de baie, l autre avec d=24 kg/m 3 correspond au polystyrène utilisé sur le reste du pourtour. III. METHODOLOGIE III.1 Principe Les coefficients des ponts thermiques de liaison sont obtenus par un calcul numérique 2D à partir d une coupe simplifiée de la liaison entre une paroi isolée par l extérieur et la menuiserie d une fenêtre. La menuiserie de la fenêtre est considérée comme adiabatique car son impact est déjà pris en compte dans le coefficient Uw de la fenêtre. III.2 Règles de calcul Toutes les simulations ont été effectuées conformément aux règles Th-Bât 2005. III.3 Hypothèses III.3.1 Géométrie Aucune simplification particulière de la géométrie n est à signaler. Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
page 4/10 III.3.2 Conductivité thermique des matériaux Matériaux Conductivités thermiques utiles W/(m.K) Sources Aluminium 160 Béton 2 Plâtre 0,25 Règles Th-U Isolant 0,035 Polystyrène (d=60 kg/m 3 ) 0,033 Polystyrène (d=24 kg/m 3 ) 0,035 NMC (1 (1) : Valeur fournie par la société NMC, utilisée à titre indicatif. Toute valeur retenue est à justifier conformément aux règles Th-U.. Tableau 1 Conductivités thermiques des matériaux III.3.3 Conditions aux limites Conditions aux limites Température d ambiance ( C) Coefficient d échange superficiel (W/m².K) Ambiance intérieure avec flux horizontal 20 7,7 Ambiance extérieure 0 25 Tableau 2 Conditions aux limites III.4 Formules Le coefficient de transmission linéique opaque se calcule à partir de la relation suivante : i de la liaison entre une menuiserie de fenêtre et une paroi i T T U p H p i le coefficient de transmission linéique de la liaison entre deux parois, exprimé en W/(m.K), U p T le flux total traversant le modèle et obtenu par calcul numérique, exprimé en W/m, T la différence de température entre les deux ambiances chaude et froide, exprimée en K, le coefficient surfacique de transmission thermique de la paroi en W/(m 2.K), H p la hauteur de la paroi, en m. Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
page 5/10 IV. RESULTATS Les valeurs de i données ci-dessous ne sont valables que pour les hypothèses détaillées au III.3. Liaison Appui de la baieparoi Sans profil Domostyl customised Coefficient en W/(m.K) i Avec profil Domostyl customised (e= 45 mm) Gain en % Avec profil Domostyl customised (e= 45 mm) 0,77 0,07 91 % Liaison Linteau (ou tableau) de la baie -paroi 0,46 0,07 85 % Le mode de pose de la menuiserie est prévu côté intérieur au droit du mur (sans retour d isolation). Tableau 3 Valeurs des coefficients i des liaisons entre une menuiserie de baie et une paroi isolée par l extérieur La présence de la modénature diminue la valeur du pont thermique de liaison de l ordre de 91 %. Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
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Page 7/10 ANNEXE 1 : Schéma de la liaison entre la menuiserie et une paroi sans le profil Domostyl customised Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 8/10 ANNEXE 2 : Schéma de la liaison entre la menuiserie et une paroi avec le profil Domostyl customised (e= 40 mm) Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 9/10 ANNEXE 3 : Liaison sur appui de menuiserie-paroi Cas sans profil Domostyl customised Cas avec profil Domostyl customised (e=40 mm) Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures
Page 10/10 ANNEXE 4 : Liaison sur linteau (ou tableau) de menuiserie-paroi Cas sans profil Domostyl customised Cas avec profil Domostyl customised (e=40 mm) Affaire N 12-047B Version 2 «STE NMC» - REF DER/HTO 2012-198- BB/LS -28/08/2012 Ponts thermiques de liaison paroi-menuiserie avec modenatures