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Journée d’étude PEB « passif » 2015 - Les nœuds constructifs - 30/05/2013 -

Les noeuds constructifs

Journée d’étude PEB Passif 2015

CCB-C

30 mai 2013

Antoine Tilmans

Laboratoire “Caractéristiques énergétiques” – CSTC

Avec le support de la guidance technologique ‘éco-construction et développement durable’ de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par l’Institut Bruxellois pour la Recherche et l’Innovation (InnovIRIS)

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Journée d’étude PEB « passif » 2015 - Les nœuds constructifs - 30/05/2013 - Page 2

Contenu

◘ Ponts thermiques et noeuds constructifs

◘ Calculs des ponts thermiques

◘ Noeuds constructifs et PEB

◘ Quelques noeuds à la loupe

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Les déperditions thermiques d’un bâtiment

Déperdition parois (1D) : Dépendent de : - valeurs U - surfaces - environnements

Déperdition noeuds constructifs (2D ou 3D) : - jonctions entre les parois - interruption de la couche isolante

+

lkbkψe,kk

+ blχe,ll

W

K AibiUi

k

surface

facteur lié à l’environnement (cave, VV,etc.)

valeur U

déperdition linéique déperdition ponctuelle

longueur

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Les ponts thermiques

Définition

“ Endroits de l’enveloppe où le transfert de chaleur se

produit en 2 ou 3 dimensions. A ces endroits on peut

avoir non seulement une perte de chaleur plus élevée,

mais également une température de surface intérieure

plus faible que les éléments adjacents pendant la

période de chauffe.”

1D

1D

2D

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Les ponts thermiques

Différents types…

- Ponts thermiques géométriques

Angles, baies de fenêtres,...

- Ponts thermiques structurels

Colonnes, balcon, ancrages,...

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Les noeuds constructifs

Définition

…

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Les noeuds PEB-conformes

Fig.2

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Les noeuds constructifs : autres options

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A vérifier à l’aide d’un calcul numérique validé :

- suivant NBN EN ISO 10211

- par un fabricant, une base de donnée, un calcul personnel, etc

Les noeuds PEB-conformes

Option B : Valeurs Ψ limites

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Calcul des nœuds constructifs

◘ Flux de chaleur homogène unidimensionnel

Pas de correction 2D

Ye = 0,000 W/mK

qi qe

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◘ Exemple d’une colonne en béton dans un mur creux

Interruption de l’isolant

l1 – U1

U1 = 0.22W/m²K

Ye = 0,995 W/mK

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◘ Angle sortant

Les déperditions au niveau du coin sont surestimées en calcul 1D

valeur ye négative = conséquence des conventions de mesurage

(dimensions extérieures)

Effet géométrique

8cm isolant U1 = U2 = 0.30 W/m²K

L 1,e

– U

1

L2,e – U2

Ye = - 0,124 W/mK

Y

mK

WLULU

TTee

ei

De ,22,11

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Interpétation des valeurs Ψ

CONSÉQUENCE De par leur dépendance à la géométrie, les valeurs Ψ et χ ne sont pas à interpréter comme des valeurs U

Des valeurs Ψ et χ peuvent être négatives Une petite valeur Ψ ou χ n’annonce pas nécessairement un détail à pont thermique négligeable

Exemples de valeurs pour une angle sortant (NBN EN ISO 14683) :

Isolation extérieure

Dimensions extérieures :

Dimensions intérieures :

Isolation intérieure

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Outils disponibles

HEAT2

BISCO

Therm

TRISCO

, etc.

KOBRA www.cstc.be/go/kobra

Téléchargeable gratuitement sur le site du CSTC Base de données de détails disponibles

Logiciel gratuit !

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Les noeuds à la loupe

faîte de toiture

percements

Toiture-pignon

Mur extérieur - menuiserie

acrotère

pied de mur

mur ext. – mur int.

seuil de porte

mur ext. – plancher intermédiaire

mur ext. – toiture à versant

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Jonction en pied de mur

pied de mur

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Pied de mur – construction massive

Commentaires: •Attention à l’étanchéité à l’eau !

Points d’attention: •Pont thermique évité via le placement d’un bloc isolant •Solution avec membrane d’étanchéité à l’air – mise en œuvre pas évidente •Collage au béton et à la maçonnerie – propreté – humidité

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Pied de mur

Ψe = -0.02 W/mK

U1 = 0.13 W/m²K

U2

= 0

.16

W/m

²K

Ψe = 0.09 W/mK Si pas de bloc isolant :

Architecte : A2M Promoteurs : T&P + Holcim

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Pied de mur

Eléments de maçonnerie isolant

◘ Différentes solutions techniques existent

Verre cellulaire

Béton cellulaire

Blocs isolants

en terre cuite

Sytèmes composites

béton + isolant

Béton léger MAIS pour les blocs non-homogènes : Quelle conductivité thermique? Quel critères PEB? … à clarifier par les Régions.

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Les jonctions avec les fenêtres

Mur extérieur - menuiserie

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Jonctions avec les fenêtres

Conventions de mesurage PHPP et PEB

dimension PHPP

dimension PEB

Source : vademecum PHPP

Les conventions de mesurage ont un impact important sur les valeurs Ψ !

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Les jonctions avec les fenêtres

Exemple de détail de seuil pour un bâtiment passif

Architecte : A2M Promoteurs : T&P + Holcim

Uw = 0.16 W/m²K

Uf = 0.8 W/m²K

Ψe = 0.032 W/mK Ψe = 0.028 W/mK

Verre cellulaire Béton cellulaire

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Positionnement optimal des fenêtres

◘ 2 cas considérés (pour une épaisseur d’isolation constante)

Avec retour d’isolant sur la menuiserie

Sans retour d’isolant sur la menuiserie (à ne pas faire !)

Isolation par l’extérieur : joues de fenêtres

d

d=0cm d=10cm d=20cm

Uw = 0.13 W/m²K

Uf =

1.2

W/m

²K

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-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0 5 10 15 20 25 30 35

Val

eu

r P

si (

W/m

K)

Position du châssis par rapport à l'extérieur (cm)

PEB - Psi [W/mK] - Avec retour

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0 5 10 15 20 25 30 35

Val

eu

r P

si (

W/m

K)



PHPP - Psi [W/mK] - Avec retour

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0 5 10 15 20 25 30 35

Val

eu

r P

si (

W/m

K)



PHPP - Psi [W/mK] - Avec retour

PEB/PHPP - Psi [W/mK] - Sans retour

Positionnement optimal des fenêtres

Isolation par l’extérieur

Résultat calculé pour 30cm d’isolation et une maçonnerie de 14cm

contact avec le mur porteur

Zone optimale = fenêtre posée au milieu de l’isolant mais la courbe est assez plate. La performance diminue lorsque la fenêtre entre en contact avec le mur porteur.

Valeur limite pour le critère PEB ye pour ce nœud

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Rive de toiture à versant

Toiture-pignon

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Evolution et impact sur les déperditions thermiques

f = 0.79 ye = -0.033 W/mK

Blocs terre-cuite

f = 0.66 ye = 0.278 W/mK

Blocs béton

Source : CSTC contact 32 (4/2011)

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Isolation entre chevrons Points d’attention: •Réaliser une boucle avec le pare-vapeur pour éviter des contraintes pouvant engendrer des déchirures •Longueur du lé de pare-vapeur suffisante pour assurer un lien étanche avec le plafonnage •Longueur des vis de fixation de la finition ! •Eviter l’installation de spots encastrés •S’il est possible de réaliser un test d’infiltrométrie d’orientation, placer la plaque de plâtre après celui-ci •Performance acoustique dépend de la finition intérieure + position du premier chevron

Ψe = -0.028 W/mK

Ur = 0.16 W/m²K

Uw

= 0

.13

W/m

²K

8 c

m

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Toiture sarking

sou

rce

Commentaires: •Solution surtout intéressante en rénovation •Au vu du type d’isolant utilisé, cette solution n’est pas toujours performante acoustiquement importance de la finition intérieure Points d’attention en construction neuve: •Hauteur du bloc porteur à régler •Pare-vapeur à laisser en attente pour raccordement ultérieur à l’enduit mural •Raccord sec-humide

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Acrotère

acrotère

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Acrotère

Points d’attention

Commentaires: •Etanchéité à l’air assez facile à traiter en construction lourde et toiture chaude en comparaison avec le même détail réalisé en toiture légère •La composition en toiture lourde est favorable pour les performances acoustiques

Points d’attention: •Remplir les alvéoles des hourdis •Raccord « bloc porteur – hourdis » à soigner •Choix du bloc isolant à adapter selon l’isolation de la toiture et du mur (critère de la résistance minimale en PEB) •Attention à la remontée d’étanchéité à l’eau – 15cm

Source : NIT 244

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Acrotère

◘ Pas de traitement du nœud constructif

◘ Interposition d’un bloc isolant

Béton cellulaire : 15cm/20cm/25 cm

Verre cellulaire : 5cm/10cm

◘ Acrotère isolé

Complètement emballé

Hypothèses du calcul : Utoiture = 0.14 W/m²K Umur = 0.13 W/m²K verre cellulaire : λUi = 0.05 W/mK beton cel. : λUi = 0.125 W/mK

Différentes solutions de coupure thermique

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0.09

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

Acrotère sanscoupure thermique

Acrotère isolé Bloc béton cellulaire15cm

Bloc béton cellulaire20cm


Bloc verre cellulaire5cm


Val

eur

psi

[W

/mK

]

0.09

0.007

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1







Val

eur

psi

[W

/mK

]

0.09

0.007 0.006

-0.003 -0.006

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1







Val

eur

psi

[W

/mK

]

0.09

0.007 0.006

-0.003 -0.006

0.005

-0.022

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1







Val

eur

psi

[W

/mK

]

Acrotère

Comparaison des solution d’isolation (valeurs Ψe)

Valeur limite pour le critère PEB ye pour ce nœud

Exemple de nœud conforme selon les règles de base mais non conforme via la voie ‘calcul numérique’

Exemple de nœud conforme via la voie ‘calcul numérique’ mais non conforme suivant les règles de base

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Merci de votre attention !

Antoine Tilmans

[email protected]

CSTC

Centre Scientifique et Technique de la Construction

Avenue Pierre Holoffe, 21

1342 Limelette

Belgique

www.cstc.be

mailto:[email protected]

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