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Isolation thermique&
Etanchéité à l’air
Xavier Loncour, ir
Division ‘Energie & Bâtiment’
06/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes 1
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Contenu de cette présentation
Réglementations PEB Exigences actuelles et renforcements annoncés Prise en compte des nœuds constructifs
Etanchéité à l’air des bâtiments Conception des nœuds constructifs du point de vue de
l’étanchéité à l’air Les types de raccord de la barrière à l’air
Les nœuds à la loupe
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Réglementations PEBExigences en vigueur et renforcements annoncés
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Logements
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Des ambitions élevées dans un avenir proche Déclaration de politique régionale wallonne
« En ce qui concerne les nouveaux bâtiments, toute construction respectera la norme « très basse énergie » à partir de 2014. Elle respectera la norme « passive » ou équivalente à partir de 2017. A partir de 2019, toutes les nouvelles constructions – en plus de la norme passive - devront respecter au minimum la norme « zéro-net » et tendre vers des bâtiments à énergie positive (production d'énergies renouvelables supérieure ou égale à la consommation d'énergie primaire non-renouvelable, sur base annuelle).Les rénovations d’ampleur, en particulier d’habitations, respecteront la norme très basse énergie à partir de 2015. Toutes les autres rénovations devront tendre vers la norme « très basse énergie »
Révision de la directive EPBD (Recast)Article 9: Nearly zero energy buildings1. Members States shall ensure that:a) by 31 December 2020, all new buildings are nearly zero energy buildings as defined in Article 2(1a), andb) after 31 December 2018, public authorities that occupy and own a new building shall ensure that the building is a nearly zero energy building as defined in Article 2(1a).
Art. 2(1a) "nearly zero energy building" means a building that has a very high energy performance, determined in accordance with Annex I. The nearly zero or very low amount of energy required should to a very significant extent be covered by energy from renewable sources, including renewable energy produced on-site or nearby;
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Région Bruxelloise – Niveaux d’ambition
Arrêté du 05 mai 2011 – publié le 14/09/2011
Art. 5bis.A partir du 01/01/2015, les unités PEB Habitation individuelle ont : Une consommation d'énergie primaire pour le chauffage, l'eau chaude
sanitaire et les auxiliaires électriques inférieure à 45 kWh par m² et par an;
Une étanchéité à l'air sous 50 Pa inférieure à 0.6 par heure; Un besoin net de chauffage inférieur à 15 kWh par m² et par an; Une température de surchauffe qui ne peut dépasser les 25 °C que
pendant 5 % du temps de l'année. »
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Réglementations PEBUne évolution loin d’être terminée
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EPBD Recast – 31/12/2020Near zero energy building
?
Logements
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Valeurs UmaxExigences actuelles et renforcements annoncés
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Source : CSTC contact 2011/3
Le renforcement des réglementations a eu un effet considérable sur la composition des parois – exemple des toitures inclinées
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Prise en compte des nœuds constructifsdans les réglementations régionales
Entrée en vigueur Région wallonne – 06/2012
Région Bxl – 07/2011
Région flamande - 01/2011
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Nœuds constructifs approuvésRègles de base
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Fig.2
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Nœuds constructifs approuvésApproche complète
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e ???
Déperdition thermique d’un bâtiment Déperdition par les parois (1D)
Surface, valeur U, type d’environnement
+ Déperdition via les nœuds constructifs (2D) ou (3D)
2D longueur, déperdition linéique e, type d’environnement3D Nombre, déperdition ponctuelle e
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Coefficient de transmission thermique linéique Ψe [W/mK]= terme de correction linéique du flux thermique unidimensionnel pour un T de 1 K entre lesenvironnements situés de part et d’autre du pontthermique linéaire
mK
WlUlU
TT ei
De 2211
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Cas d’une paroi plane homogène
Flux de chaleur homogène unidimensionnel Pas de correction 2D
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e = 0,000 W/mK
ie
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Nœud constructif linéaire
Exemple d’une colonne en béton dans un mur creux
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l1 – U1
U1 = 0.22W/m²K
e = 0,995 W/mK
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Nœud constructif géométrique
Angle sortant Les déperditions au niveau du coin sont surestimées en
calcul 1D valeur e négative = Conséquence des conventions de mesurage (dimensions extérieures)
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8cm isolantU = 0.30 W/m²K
l1e
l2e
e = - 0,124 W/mK
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Nœud constructif géométriqueImpact de l’épaisseur d’isolant dans un mur creux
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Les résultats changent dès qu’un des paramètresdu calcul est adapté (géométrie, matériaux, épaisseur).
La voie « calcul numérique » nécessite de ce faitd’adapter les calculs au cas rencontré en pratique…
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Déperditions thermiques Outils disponibles pour le calcul
HEAT2
BISCO
Therm
TRISCO
, etc.
KOBRAwww.cstc.be/go/kobra
Téléchargeable gratuitement sur le site du CSTCBase de données de détails disponibles
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Nœuds constructifs – performance thermique
De très nombreuses solutions sont possibles Le niveau de performance des nœuds doit être en
relation avec le niveau de performance du bâtiment
La performance du point de vue thermique est calculable. Une évaluation de la performance thermique d’un nœud peut également être réalisée sur base de règles simples (règles PEB)
Différents niveaux d’ambition possibles Conforme PEB 2012
… Bâtiment passif ou équivalent
Rénovation – pas d’exigence réglementaire
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Etanchéité à l’air - Réglementations et niveaux d’ambition
Performance évaluée au niveau du bâtiment et pas au niveau des nœuds. Le niveau d’ambition va influencer la conception des nœuds.
Actuellement, pas d’exigence explicite dans les réglementations PEB Un niveau de performance peut être imposé pour un projet
particulier dans un cdc Avec le renforcement des exigences PEB au niveau bâtiment,
l’importance de l’étanchéité à l’air va aller en augmentant Bâtiment à consommation d’énergie quasi nulle ↔ exigence implicite
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Quantification de l’étanchéité à l’air
V50 : Débit de fuiteà travers l’enveloppe
du bâtiment [m³/h]
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v50 = V50/Atest [m³/h.m²]
n50 = V50 / Vint [m³/h.m³]
[h-1]
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Etanchéité à l’air - performances actuelles
Les performances s’améliorent... Statistiques VEA 2006-2011 www.energiesparen.be
Action CALE en Wallonie
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0 3 6 9 12
v50 (m³/hm²)
0 3 6 9 12
ExigenceLabellisation « passif »n50 = 0,6 h-1
Etude SENVIVV50 logements de 1992-1993
n50 = 10,1 h-1
Valeurpar défaut PEBv50 = 12 m³/hm²
Statistiques VEA2006-20112.700 logementsv50 = 3.65 m³/hm²
Action CALE139 logementsde 2006-2011
v50 = 2.4 m³/hm²
Lien entre v50 et n50 - voir slide suivant
n50 (h-1)
Résultats CALE3 (10/2012)Moyenne : v50 = 1,96 m³/hm²
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Relation entre les paramètres v50 et n50
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int
.
5050 V
V
C
vn ext
extV
VCnv int
50
.
50
C = compacité (m)
Vext = Volume protégé du bâtiment calculé sur base des dimensions extérieures (m³)
Vint = Volume intérieur du bâtiment (m³)
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1. Concevoir
étanche à l’air
2. Choix des installations ‐gestion des percements
3. Construireétanche
4. Mesure des performances
Obtenir de bonnes performances d’étanchéité à l’air commence dès la conception
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Construire étanche
Principe de base: assurer la continuité de la barrière d’étanchéité à l’air
La performance n’est pas prédictible – importance de la qualité de réalisation et de l’expérience
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Continuité de la barrière à l’airCherchez l’erreur…
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Types de jonctions de la barrière à l’air
3 types de jonctions1. Sec-Sec
• Raccords de lés de pare-vapeurs• Fixation mécanique d’un pare-
vapeur (collage – latte de fixation)• …
2. Sec-Humide• Raccord d’un pare-vapeur à un
enduit• Raccord d’une menuiserie à une
maçonnerie • …
3. Humide-Humide• Raccord de deux parois enduites
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Types de jonctions de la barrière à l’air
1. Jonction sec-sec Raccords de lés de pare-vapeurs
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Types de jonctions de la barrière à l’air
2. Jonction sec-humide
2 types de solution Produits collés sur le
gros-oeuvre puis enduit Produits noyés dans l’enduit
treillis d’accrochage ≠ partie étanche à l’air
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Types de jonctions de la barrière à l’air
3. Raccord Humide-Humide• Raccord de deux parois enduites lorsque l’enduit
intérieur assure l’étanchéité à l’air
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Evaluer un détail selon le critère ‘étanchéité à l’air’…Se focaliser sur la continuité de la barrière à l’air
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Les nœuds à la loupe
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Niveaux d’ambition…
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Exemple 1 - Raccord Façade - Mur de refend
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Raccord Façade-Mur de refend
Enduisage des retours de baies (accueillant par la suite des portes intérieures) surtout si elles sont situées à proximité des façades
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Etanchéité à l’air des matériaux – les maçonneries
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Etanchéité à l’air des matériaux
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Phénomène observé en créant une différencede pression de l’ordre de plusieurs centaine de Pa
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Etanchéité à l’air des matériaux – les maçonneries
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Pour les maçonneries, l’étanchéité à l’air est assurée par l’enduit intérieur
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Enduire les retours de baies ?
Fuite potentielle plus importante En maçonnerie béton Si la distance à la façade est inférieure à la longueur de quelques blocs (alternance
des joints)
A enduire si la distance à la façade est inférieure à … 1m … certainement en cas de blocs béton ou si le niveau d’ambition est très élevé
En tenir compte dès le stade de la conception et de la réalisation du gros-oeuvre
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Exemple 2 - Raccord Façade – Toiture inclinée
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Raccord Façade – Toiture inclinée
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Points d’attention- Sens de pose des lés- Fixation mécanique des raccords collés- Zone technique (lattes et contre-lattes)
permettant le passage de conduites sans endommager le pare-vapeur
- Longueur des vis de fixation des plaques de finition
- Eviter les spots encastrés ou dimensionner la zone technique en conséquence
- Crantage du raccord plafond-mur- Chronologie des travaux
1. Pose du pare-vapeur2. Plafonnage et raccord noyé
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Alternative au raccord sec-humide– lé en attente au niveau la sablière
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A envisager en cas de présence d’une poutre de ceinture en bétonPas le cas sur cet exemple
A prévoir lors de la réalisation des travaux de charpente ! planning - communicationNe pas poser le lé en attente à sec Etanchéification à prévoir entre la sablière et la poutre de ceinture! Ne pas endommager la membrane en attente en cours de chantier
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Exemple 3 - Raccord Mur pignon – Toiture inclinée
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Les habitudes évoluent !
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f = 0.54
e = 0.278 W/mK
f = 0.79
e = -0.033 W/mK
Blocs béton
Blocs béton
Source : CSTC contact 2011/4
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15kWh/m² an – Exigence sévère?
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f = 0.54
e = 0.278 W/mK
f = 0.79
e = -0.033 W/mK
Blocs béton
Blocs béton
Source : CSTC contact 2011/4
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Attention à l’utilisation de l’option calcul numérique
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Selon la masse, la nature du bloc porteur et du mortier, certainesvariantes de ce détail satisfont au critère e limite de la PEB
L’option calcul numérique nécessite un calcul spécifique au cas rencontré
Valeur limite pour le critèrePEB e pour ce nœud
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Raccord Mur pignon – Toiture inclinée
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Points d’attention:• Réaliser une boucle avec le pare-vapeur
pour éviter des contraintes pouvantengendrer des déchirures
• Longueur du lé de pare-vapeur suffisantepour assurer un lien étanche avec leplafonnage
• 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 laplaque de plâtre après celui-ci
• Performance acoustique dépend de lafinition intérieure + position du premierchevron
Possibilité de réaliser un raccord sec-sec – notamment en rénovation →
Photo: D. De Vroey
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Solution alternative en version Sarking
4606/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
source
Commentaires:• Solution surtout intéressante en
rénovation• Au vu du type d’isolant utilisé,
cette solution n’est pas toujoursperformante acoustiquement
importance de la finition intérieurePoints d’attention en constructionneuve:• Hauteur du bloc porteur à régler• Pare-vapeur à laisser en attente
pour raccordement ultérieur àl’enduit mural
• Raccord sec-humide
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Rénovation d’une toiture inclinée en toiture Sarking
Avantage Intervention par l’extérieur maintien des finitions intérieures
Technique idéale en combinaison avec l’isolation par l’extérieur de la façade (ETICS)
Points d’attention Prévoir un pare-vapeur En rénovation, continuité de
l’étanchéité à l’air difficile àréaliser (se raccorder àl’enduit mural intérieur…)
Traitement soigné du raccordpréalable à la pause despanneaux isolants nécessaire
4706/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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Rénovation de façade – isolation par l’extérieur
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AVANT
APRES
Rénovation de façade – isolation par l’extérieur
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Exemple 4 - Planchers intermédiaires
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Raccord Plancher intermédiaire - Façade
3 types de fuites d’air possibles1. Via le creux des hourdis2. Sous les hourdis, à la connexion
avec le mur porteur inférieur3. Au dessus des hourdis, à la
connexion avec le mur porteur supérieur
Solutions1. Prévoir une chape de compression /
béton de remplissage colmatant les creux
2. Etanchéité à l’air réalisée par l’enduit intérieur – Préférer la pose sur mortier et éviter la pose à sec des hourdis
3. A l’étage, l’enduit mural peut descendre jusqu’au plancher
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Certains systèmes de coffrage perdu ne sontgénéralement pas posé sur mortier.
Joint intérieur à soigner
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Exemple 5 - Pied de mur
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Pied de mur – construction massive
5306/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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 œuvrepas évidente
• Collage au béton et à la maçonnerie– propreté – humidité
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Traitement du pont thermiqueInterposition d’un bloc isolant
Critère demandé par la PEB ≤ 0.2 W/mK
Différentes solutions techniques existent Verre cellulaire
Béton cellulaire
Blocs isolantsen terre cuite
Sytèmes compositesbéton + isolant
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Pied de murBande d’étanchéité à l’air & passage des câbles
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Source : Eureca
06/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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Solution alternative au placement d’une membrane?
Les mesures réalisées sur chantier montrent que les fuites en pied de mur en construction traditionnelle sont limitées… alors qu’aucune attention particulière n’avait été apportée … lors de la réception
Membrane à prévoir si de hautes performances sont visées Durabilité de la performance… Solution avec des produits d’étanchéité liquide…
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Mesures réalisées dans 6 maisonsen l’absence de bande d’étanchéité à l’air
A comparer par exemple à la performancede la meilleure classe d’étanchéité à l’air
des menuiseries extérieuresClasse 6 = 0.38 m³/hm² @ 50Pa
Cfr CSTC contact 2012-1
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Exemple 6 - Porte extérieure
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Solution pour seuils de portes
Etanchéité à l’air classique Sans pièce d’appui
• Sans dispositif d’étanchéité
• Avec brosse / kaltefeind Joint inférieur rajouté Avec joint inférieur
magnétique
Ordre de grandeur des fuites De l’ordre de 2...3 m³/h
cm²@50 Pa 0.8cm*90cm = 72cm² 140...210m³/h
58Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes06/03/2013
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Pose de porte extérieurePièce d’appui inférieure et continuité de l’isolation thermique
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Commentaires:• Thermiquement - un des détails les
moins évident à résoudre…• Attention à l’étanchéité à l’eau !
Membrane soudée ou collée +drainage – Attention au drainage duretour de baie.
Points d’attention:• Bloc isolant• Dormant inférieur. Pour
l’accessibilité, règles en vigueurconcernant la hauteur du ressaut(réglementations régionales)
• Bande d’étanchéité à l’air collée• Le bloc extérieur en combinaison
avec le bloc isolant permet de poserle seuil. D’autres versions de cedétail existent avec des consolesd’appui.
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Exemple 7 - Raccord à la toiture plate
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Raccord à la toiture plateDifférentes solutions envisagées
Pas de traitement du nœud constructif
Interposition d’un bloc isolant Béton cellulaire : 15cm/20cm/25 cm
Verre cellulaire : 5cm/10cm
Acrotère isolé Latéralement uniquement ou
complètement emballé
6206/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
Hypothèses du calcul : U toiture = 0.17 W/m²K – U mur = 0.20 W/m²K
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Solutions techniques pour l’isolation de l’acrotère
6306/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
Valeur limite pour le critèrePEB e pour ce nœud
Exemple de nœud non conforme selonles règles de base (valeur R du bloc) mais
conforme via la voie ‘calcul numérique’
Exemple de nœud conforme selonles règles de base mais non conforme
via la voie ‘calcul numérique’
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Détail d’acrotère – points d’attention
6406/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
Commentaires:• Etanchéité à l’air assez facile à
traiter en construction lourde ettoiture chaude en comparaison avecle même détail réalisé en toiturelégère
• La composition en toiture lourde estfavorable pour les performancesacoustiques
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 dumur (critère de la résistanceminimale en PEB)
• Attention à la remontée d’étanchéitéà l’eau – 15cm
Source : NIT 244
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Exemple 8 - Menuiserie extérieure
6506/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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Positionnement optimal des fenêtresen isolation par l’extérieur ?
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 !)
6606/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
d
d=0cm d=10cm d=20cm
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Positionnement optimal des fenêtresen isolation par l’extérieur
6706/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentesRésultat 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 critèrePEB e pour ce nœud
Note : Le détail avec retour d’isolant semble moins performant sur base du Psi.Au global (en prenant en compte les valeurs U et les surfaces) il est plus performant.
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Pose de menuiserie en isolation par l’extérieur
Différentes solutions envisageables
6806/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
Commentaires:• La nature de l’isolant extérieur peut
influencer fortement lesperformances acoustiques
• Le cadre extérieur de la menuiserievise à assurer les performancesacoustiques du détail
Points d’attention:• Raccord sec-humide• Bande d’étanchéité à l’air à placer
avant la pose des menuiseries• Prévoir une battée suffisante !• Un profilé d’arrêt d’enduit collé au
dormant permet d’éviter lafissuration de l’enduit – pas definalité d’étanchéité à l’air
• Epaisseur minimale de l’isolant surla menuiserie de 4cm (placementdes profilés de coin)
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Isolation par l’extérieur d’un mur creux en rénovation
6906/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
6cm…30cm isolantretour de baie isolé sur 4cm
6cm…30cm isolant
Sans isolation des retours de baies
Avec isolation des retours de baies
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Mur non isolé – U = 2,43 W/m²K
Impact du traitement du retour de baie
7006/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
Résultat calculé pour 4cm d’isolation en retour de baie
Effet très important sur les déperditionsthermiques !
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Rénovation de façade – Isolation par l’extérieurTraitement des retours de baies
7106/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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7206/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
Rénovation de façade – Isolation par l’extérieurTraitement des retours de baies
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Rénovation de façade – Isolation par l’extérieurTraitement des retours de baies
7306/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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Conclusions La manière de réaliser les détails a évolué et va encore évoluer
dans les années à venir Des exemples de détails sont largement disponibles. Les détails
intégrés, adaptés au contexte belge, sont par contre assez rares
Les détails à mettre en œuvre dépendent du niveau d’ambition tant au niveau thermique qu’au niveau de l’étanchéité à l’air Les performances thermiques se calculent Dans le domaine de l’étanchéité à l’air, la performance ne se calcule pas.
L’expérience est importante pour s’adapter au niveau d’ambition ainsi que pour assurer la qualité de mise en œuvre
Nœuds PEB conformes Utiliser les règles de base PEB permet une évaluation facile de la
conformité des nœuds L’option calcul numérique nécessite une vérification des calculs pour
chaque cas rencontré – option moins facilement praticable
La qualité se cache dans les détails…
06/03/2013 74Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes
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Xavier Loncour
CSTCCentre Scientifique et Technique de la ConstructionAvenue Pierre Holoffe, 211342 LimeletteBelgiquewww.cstc.be
Merci pour votre attention
06/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes 75