Formation bâtiment durable : Passif et (très) basse ... · trop petit) FORMATION « bâtiment...

FORMATION BATIMENT DURABLE :

PASSIF ET (TRES)

BASSE ENERGIE

PRINTEMPS 2015

Journée 2.3

Nœuds constructifs

Pauline De Somer

Pauline.desomer@cenergie.be

FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2015

OBJECTIF(S) DE LA PRESENTATION

● Concepts de base liés aux nœuds constructifs

● Nœuds constructifs spécifiques dans différentes méthodes de

construction

● Détection des nœuds constructifs

● Points d'attention lors de l'élaboration de nœuds constructifs

● Différentes méthodes de calcul pour les nœuds constructifs

TABLE DES MATIÈRES

DÉFINITIONS

COMMENT ?

METHODE DE CALCUL

CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSE

DÉFINITIONS – NOEUDS CONSTRUCTIFS

● Zones de l'enveloppe du bâtiment où la résistance thermique

diffère de façon sensible de celle du reste de l'enveloppe du

bâtiment (NBN EN ISO 10211 )

● Zones de l'enveloppe du bâtiment où le transfert de chaleur se

produit en 2 ou 3 dimensions

Source : Prise en compte des nœuds constructifs – Module I, IBGE BIM

DÉFINITIONS – NOEUDS CONSTRUCTIFS 5

percement des couches de matériaux

par des matériaux ayant un

coefficient de conduction thermique

différent ;

modification de l'épaisseur des

couches de matériaux ;

une différence entre les dimensions

intérieures et extérieures, comme

au droit des angles.

Noeud constructif géométrique

Noeud constructif structurel

Combinaison entre noeuds constructifs structurels et géometriques

Noeud constructif linéaire

Coefficient de transmission thermique

linéaire

Ψe – (W/mK)

Ψe = ( Φ2D – Φ1D ) / (Ti – Te)

Noeud constructif ponctuel

Coefficient de transmission thermique

ponctuel

Χe – (W/K)

Χe = ( Φ3D – Φ2D ) / (Ti – Te)

FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2015 7

● Déperdition thermique pluridimensionnelle

Déperditions thermiques parois (1D)

Déperditions thermiques noeuds contructifs

(2D ou 3D)

● Déperdition thermique pluridimensionnelle

Déperditions thermiques parois (1D)

Déperditions thermiques noeuds constructifs

(2D ou 3D)

Σ AibiUi Σ lk bk Ψe,k + Σ bl Χe,l

● La géométrie du noeud constructif influence la valeur Ψe et Χe

N Des valeurs négatives sont possibles

N Des petites valeurs ne sont pas nécessairement indicatives d'un

détail à noeud contructif négligeable

Noeud constructif 2: ANGLE RENTRANT

Noeud constructif 1: ANGLE SORTANT

Ψe,1 = -0.129 W/mK

Ψe,2 = 0.068 W/mK

Surévaluation déperdition

thermique 1D

(Ae trop grand)

Sous-évaluation déperdition

thermique 1D

(Ae trop petit)

● Les interruptions propres à la paroi (valeur U de la construction) ne

sont PAS considérées comme des noeuds constructifs (PEB)

● Prises en compte dans la valeur U (dépertition thermique 1D)

Source : Prise en compte des nœuds constructifs – Module II, IBGE BIM

TABLE DES MATIÈRES

DÉFINITIONS

COMMENT ?

METHODE DE CALCUL

COMMENT ?

METHODE DE CONSTRUCTION

DETECTER LES NOEUDS CONSTRUCTIFS

ELABORATION

COMMENT ? – METHODE DE CONSTRUCTION

● Les types de noeuds constructifs sont en partie déterminés par la

méthode de construction

N Ossature bois

N Construction massive

N Combinaisons

Source : Plate-forme maison passive – Passiefhuisplatform – www.bouwdetails.be

COMMENT ? – METHODE DE CONSTRUCTION

COMMENT ? – METHODE DE CONSTRUCTION - Ossature bois 15

Méthode plate-forme Méthode "balloon"

Ψe = 0,3407 W/mK

Étanchéité à l’air ?

Ψe = 0,3407 W/mK

● Méthode plate-forme

Ψe = 0,3407 W/mK Ψe = 0,0392 W/mK

COMMENT ? – METHODE DE CONSTRUCTION - Ossature bois

Ψe = 0,3407 W/mK

Ψe = 0,0392 W/mK Ψe = 0,0444 W/mK

COMMENT ? – METHODE DE CONSTRUCTION - Ossature bois

● Méthode "balloon"

Ψe = 0,0515 W/mK Ψe = 0,0123 W/mK Ψe = 0,0067 W/mK

Méthode plate-forme Méthode "balloon"

Ψe = 0,0444 W/mK Ψe = 0,0067 W/mK

COMMENT ?

ELABORATION

COMMENT ? – DETECTER

● Là où deux parois de la surface de déperdition se rejoignent

● Là où une paroi de la surface de déperdition rencontre une paroi à la

limite d'une parcelle adjacente

● Là où, dans une même paroi de la surface de déperdition, la couche

isolante est interrompue

● Là où la couche isolante d'une paroi est interrompue ponctuellement

Source : Prise en compte des nœuds constructifs – Module I, IBGE BIM Source : CSTC

COMMENT ? – DETECTER 26

Source : CSTC

Linteau de fenêtre – maçonnerie > 1m Linteau de fenêtre – maçonnerie < 1m Linteau de porte Côté de porte - maçonnerie Côté de porte cochère - maçonnerie Côté de fenêtre - bois Seuil de fenêtre Seuil de porte-fenêtre Seuil de porte Seuil de porte cochère Fondation maçonnerie Fondation mur bois Angle extérieur de murs Plancher EANC <> façade Rive de toit plat Cloison de combles <> façade Haut de mur maçonnerie <> toit incliné Haut de mur bois <> toit incliné Plancher de grenier <> façade bois Plancher de grenier <> façade maçonnerie

Plancher de grenier <> toit incliné Plancher de grenier <> mur mitoyen Maçonnerie de façade <> finition bois Haut de façade <> toit incliné Mur extérieur <> mur mitoyen Toit incliné <> mur mitoyen Toit plat <> EANC Toit plat <> mur de butée Plancher de l’EANC <> toit Plancher de l’EANC <> mur montant Cloison de combles <> façade bois Toit de l’EANC <> façade bois Toit incliné <> façade bois Cloison de combles <> toit incliné Raccord fenêtre de toiture Mur de l’étage <> plancher du grenier Mur de l’étage <> toit incliné Mur de l’étage <> cloison de combles …

COMMENT ?

ELABORATION

COMMENT ? - ELABORATION

● Élaboration détaillée des noeuds constructifs nécessaire

N Dimensionnement

N Succession des travaux

N Raccord et choix des matériaux

● Détails types pour construction (passive ossature bois – construction

massive) disponibles

● Dimensionnement

29 COMMENT ? - ELABORATION

Bois de finition

Plaque d’isolation thermique résistante à la pression

Mousse d’isolation thermique résistante à la pression

Matériau d’isolation perméable à la vapeur

Rupture de pont thermique résistante à la pression

Maçonnerie apparente

Plancher

Béton armé

Mortier-colle

Plâtrage de la façade extérieure

Finition de sol

Feuille d’étanchéité à l’air

Barrage étanche (EPDM ou bitume)

Feuille à bulles

● Dimensionnement

Source : NCT

Isolation et élément isolant intercalé –

mesurage important.

Doivent toujours converger ! Tenir

compte des modalités d'exécution

● Succession des travaux

Source : Passiefhuisplatform – www.bouwdetails.be

● Raccord et choix des matériaux

N Éviter les liaisons difficiles

N Utilisation de matériaux innovants

• Isolant résistant à la compression (verre cellulaire, béton cellulaire,

Marmox, Purenit, …)

∙ Attention à la résistance à la compression en fonction de la charge

∙ Attention à la valeur λ( < 0,20 W/mK / conformément à la législation peb

actuelle)

• Rupture de noeud contructif balcon / terrasse

• Crochets d'ancrage à rupture thermique

• …

Source : CSTC

TABLE DES MATIÈRES

DÉFINITIONS

COMMENT ?

METHODE DE CALCUL

MÉTHODE DE CALCUL

VALEURS PAR DEFAUT

DETAILS DE TYPE

SIMULATION

MÉTHODE DE CALCUL – VALEURS PAR DÉFAUT 35

● NBN EN ISO 14683

N Nombre limité de noeuds contructifs

N Valeurs conservatrices

Ψe = 0,55 W/mK Ψe = 0,55 W/mK Ψe = 0,55 W/mK

● Vade-mecum PHPP 2012 (tertiaire)

Ψe = 0,05 W/mK

Ψe = 0,00 W/mK

Extérieur Extérieur Extérieur Extérieur

Intérieur Intérieur

Intérieur

Extérieur

Jaune =

isolation

Jaune =

isolation

Jaune =

isolation

Jaune =

isolation

● Vade-mecum PHPP 2013 (Résidentiel)

● Valeurs par défaut PEB

Noeuds constructifs linéaires

Noeud constructif sans coupure thermique avec liaisons

structurelles linéaires en acier ou en béton armé 0.90 + e,lim W/m.K

Noeud constructif avec coupure thermique avec liaisons

structurelles ponctuelles en métal 0.40 + e,lim W/m.K

Autres 0.15 + e,lim W/m.K

Noeud constructif ponctuel

Percement de la couche isolante par des éléments en

métal

(z = longueur du côté du carré dans lequel s'inscrit le

percement, en m)

4.7*z + 0.03 W/K

Percement de la couche isolante par d’autres matériaux

que le métal

(A = surface du percement, en m2)

3.8*A + 0.1 W/K

MÉTHODE DE CALCUL

VALEURS PAR DÉFAUT

DÉTAILS TYPES

SIMULATION

MÉTHODE DE CALCUL – DÉTAILS TYPES

● Kobra

● Catalogue des noeuds constructifs (Suisse), Office fédéral de

l’énergie OFEN

● Catalogue des noeuds constructifs (Suisse), Office fédéral de

l’énergie OFEN

● Constructions hautes et matériaux de construction pour les bâtiments

à forte isolation “(projet HdZ 805785, T. Waltjen et al)

● Liste des atlas des noeuds constructifs

N Cf. Information Paper P198 du projet européen ASIEPI (www.asiepi.eu)

● Kobra

N Base de données de noeuds constructifs

N Les noeuds constructifs peuvent être modifiés (de façon limitée) :

• Dimensions

• Coefficient de conduction thermique

• Conditions limites (température intérieure et extérieure, coefficients de

transfert de chaleur superficiel)

● KoudebrugIDEE

● EUROKOBRA

N www.cstc.be

Source : CSTC, KoudebrugIDEE

MÉTHODE DE CALCUL

VALEURS PAR DÉFAUT

DÉTAILS TYPES

SIMULATION

Logiciel

Exemples

MÉTHODE DE CALCUL – SIMULATION – Logiciel

● Logiciel validé

N Cf. Information Paper P198 du projet européen ASIEPI (www.asiepi.eu)

● Therm

● Bisco, Trisco, …

● Heat 2D/3D

MÉTHODE DE CALCUL – SIMULATION – Logiciel 52

● Service des noeuds constructifs de PMP

N www.ponts-thermiques.be

MÉTHODE DE CALCUL – SIMULATION – Exemples

● Balcon

λ = 1,1 W/mK

U = 2,517 W/m²K

λ = 2,2 W/mK

Source : La maison passive, 2.1 - Isolations, Olivier Henz

● Balcon

λ = 1,1 W/mK

U = 2,517 W/m²K

Ψe = 0,359 W/mK

λ = 1,1 W/mK

U = 0,459 W/m²K

λ = 0,045 W/mK

λ = 1,1 W/mK

U = 0,098 W/m²K

λ = 0,045 W/mK

Ψe = ~ 1,0 W/mK Ψe = 0,651 W/mK Source : La maison passive, 2.1 - Isolations, Olivier Henz

● Balcon

● Position de la menuiserie - construction massive

Ψe = 0,640 W/mK

Ψe = 0,012 W/mK

Ψe = 0,028 W/mK

Ψe = 0,109 W/mK

Ψe = 0,000 W/mK

Ψe = 0,010 W/mK

● Position de la menuiserie - ossature bois

Ψe = 0,036 W/mK

Ψe = 0,019 W/mK

Ψe = 0,221 W/mK

Ψe = 0,640 W/mK

en construction massive

Ψe = 0,012 W/mK

Ψe = 0,008 W/mK

Ψe = 0,003 W/mK

Ψe = 0,027 W/mK

Ψe = 0,109 W/mK

Ψe = 0,000 W/mK

Ψe = 0,010 W/mK

MÉTHODE DE CALCUL

VALEURS PAR DÉFAUT

DÉTAILS TYPES

SIMULATION

Construction sans noeuds constructifs

Fenêtres

MÉTHODE DE CALCUL – PHPP – Construction ss noeud constructif 65

● noeuds constructifs linéaires

N ψe ≤ 0.01W/mK

N Résistance thermique locale dans les noeuds constructifs R ≥ 1

m²K/W dans toute direction du flux de chaleur (simplification)

● noeuds constructifs ponctuels

N Surface ≤ 0,1% de la part de l'enveloppe du bâtiment

N Sinon à calculer au moyen d'un logiciel validé

N Si l'on souhaite prendre en compte les noeuds constructifs

négatifs (p. ex. angle extérieur géométrique), alors il est

nécessaire de prendre également tout noeud constructif positif

en compte

» Vade-mecum PHPP

MÉTHODE DE CALCUL – PHPP – Construction ss noeud constructif 66

Influence du pont thermique sur les

déperditions de chaleur totales

MÉTHODE DE CALCUL – PHPP – Construction ss noeud constructif

MÉTHODE DE CALCUL – PHPP – Fenêtres 68

● Espaceur ψespaceur (vade-mecum PHP)

N Via NBN EN 10077-1 et -2 et/ou

NBN 12412-2 (certificat)

N Via valeur par défaut :

• espaceurs en alumimium ψ=0,08

• espaceurs en inox ψ=0,06 W/mK;

• espaceurs en matière plastique

ψ=0,045 W/mK

Source : La masion passive, « Quelle fenêtre pour ma maison passive? »

Châssis en bois

IV68 (min = 7°C)

Espaceur en aluminium

(min = 13°C)

Espaceur à séparation thermique

(min = 15°C)

< température de point de rosée risque d’humidité

MÉTHODE DE CALCUL – PHPP – Fenêtres

● Encastrement (vade-mecum PHPP)

N Via logiciel validé

N Via valeur par défaut

Source : La masion passive, « Quelle fenêtre pour ma maison passive? »

MÉTHODE DE CALCUL

VALEURS PAR DÉFAUT

DÉTAILS TYPES

SIMULATION

Noeuds constructifs PEB-conformes

MÉTHODE DE CALCUL – PEB 74

75 MÉTHODE DE CALCUL – PEB

76 MÉTHODE DE CALCUL – PEB – Règle de base 1

dcontact ≥ ½ * min(d1, d2)

dcontact ≥

½ * min(d1, d2)

contact complet coupe

thermique

λ ≤ 0.2W/mK

ligne de coupure

thermique

ligne de coupure

thermique

λ ≤ 0.2W/mK

R ≥min (R1/2, R2/2, 2)

ligne de coupure

thermique

ligne de coupure

thermique

λ ≤ 0.2W/mK

R ≥min (R1/2, R2/2, 2)

dcontact,i ≥ ½ * min(dinsulating part, dx)

Longueur l ≥ 1 mètre

= le plus court trajet entre l'environnement intérieur et l'environnement extérieur ou AOR qui coupe quelque part une couche d'isolation ou une partie isolante

Longueur l ≥ 1 mètre

= le plus court trajet entre l'environnement intérieur et l'environnement extérieur ou AOR qui coupe quelque part une couche d'isolation ou une partie isolante

TABLE DES MATIÈRES

DÉFINITIONS

COMMENT ?

METHODE DE CALCUL

87 CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSE

● Les nœuds constructifs ont une influence importante sur les

déperditions de chaleur, certainement dans une construction passive

● Les nœuds constructifs peuvent entraîner une condensation de

surface et la formation de moisissures

● Notre objectif est d'obtenir des constructions sans nœud constructif

● Une attention portée sur les détails de construction pendant la

conception et pendant la réalisation

OUTILS ET REFERENCES

● Outils, sites internet, etc… intéressants :

N Prise en compte des nœuds constructifs – Module I, IBGE BIM

N Vademecum PHPP

N www.bouwdetails.be

N www.ponts-thermiques.be

N www.wtcb.be – www.bbri.be – www.csts.be

● Information Paper P198 du projet européen ASIEPI (www.asiepi.eu)

CONTACT 89

Pauline De Somer

Ingénieur de projet

: pauline.desomer@cenergie.be

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