Formation développée dans le cadre de PAThB2010 Extraits de la formation donnée aux responsables PEB Juin 2014 Nœuds constructifs PEB-conformes Formation développée dans le cadre de PAThB2010

Dans le cadre du PROJET ‘PAThB2010’ Practical Approach for Thermal Bridges 2010 AVEC LE SOUTIEN DE Région de Bruxelles-Capitale Région flamande Région wallonne PARTENAIRES CSTC K.U.Leuven Sint-Lucas Architectuur Brussel-Gent UCL UGent ULg AVEC L’APPUI PEDAGOGIQUE DU CIFFUL 1

l’annexe IV - Traitement des nœuds constructifs Ponts thermiques La prise en compte des ponts thermiques est une donnée réglementaire qui est entrée en vigueur depuis le 1er mai 2012 en Wallonie. Les principes de la méthode de calcul seront présentés dans l’annexe IV - Traitement des nœuds constructifs du prochain AGW PEB qui remplacera l’AGW du 17 avril 2008 en vigueur actuellement. Documents de référence : Projet de la future Annexe IV de la réglementation PEB Document explicatif 2

Pertes de chaleur qui diffèrent du modèle unidimensionnel Ponts thermiques L’influence des ponts thermiques est double !! Température plus basse sur la face intérieure avec risque accru de problèmes d’humidité et de moisissures Non concerné par la règlementation PEB, mais engage bien la responsabilité des concepteurs et bâtisseurs ! (*) (*) *Source: www.btwinfo.nl Pertes de chaleur qui diffèrent du modèle unidimensionnel Règlementation PEB annexe IV 3

Situation de la réglementation PEB en Wallonie au 01.01.2014 Ponts thermiques Situation de la réglementation PEB en Wallonie au 01.01.2014 Habitation individuelle, bureaux et services/enseignement Niveau K  35 Niveau Ew  80 Niveau Espec  130 kWh/m² Calcul des pertes par transmission pour déterminer les niveaux K et E : à partir des valeurs U et des superficies, + prise en compte de pertes de chaleur à travers les ponts thermiques (seuils, appuis sur fondation, acrotères …). 4

Ponts thermiques  Nœuds constructifs Le terme pont thermique, utilisé généralement, n’est volontairement plus utilisé dans la règlementation afin d’éviter la connotation négative qui y est attachée. Lorsqu’on fait attention à traiter correctement le détail d’exécution du point de vue thermique, ce n’est plus, à proprement parler, un pont thermique. C’est la raison pour laquelle le terme nœud constructif a été introduit.  Approche plus positive  Dénomination commune tant pour les bonnes que pour les mauvaises solutions Dans le domaine du bâtiment, un pont thermique est la plupart du temps considéré comme un endroit où se produisent des pertes de chaleur excessives et où des problèmes de condensation et de moisissures peuvent apparaître comme, par exemple, des planchers qui sont en contact avec le parement extérieur d’un mur creux, des linteaux en béton coulés jusqu’à l’extérieur… C’est la raison pour laquelle le terme noeud constructif a été introduit. Ce terme couvre l’ensemble des endroits de l’enveloppe du bâtiment où peuvent apparaître des pertes thermiques supplémentaires sans pour autant qu’on ait affaire à des pertes thermiques excessives et/ou à des problèmes de condensation ou de moisissures. La définition conduit à une liste des localisations possibles d’un noeud constructif, mais ne préjuge pas si un noeud constructif est bon ou mauvais du point de vue de la physique du bâtiment. Le terme pont thermique n’apparaît donc plus dans le texte de l’annexe IV/V de la réglementation PEB. Toutefois des noeuds constructifs thermiquement très mauvais doivent toujours être considérés comme des ponts thermiques avec la connotation négative d’origine. 5

Cadre physique 6

Cadre physique Le transfert de chaleur à travers l’enveloppe du bâtiment se produit de manière MULTI-DIMENSIONNELLE 7

Cadre physique Les calculs actuels du niveau K sont basés sur les valeurs U des parois  TRANSFERT DE CHALEUR UNI-DIMENSIONNEL ` Te Ti Lignes de flux thermique perpendiculaires au plan de la façade Isothermes parallèles au plan de la façade Les pertes de chaleur dans une telle paroi se calculent aisément à partir de la valeur U de celle-ci.   8

CALCULS NUMÉRIQUES NÉCESSAIRES Cadre physique A certains endroits, le modèle uni-dimensionnel n’est pas correct. Les lignes de flux thermique et les isothermes se déforment. ` Ext Te Int Ti CALCULS NUMÉRIQUES NÉCESSAIRES 9

Cadre physique ACROTERE ACROTERE AVEC PONT THERMIQUE PEB-CONFORME 10

Cadre réglementaire 11

3 options Logiciel PEB ~ ~ OPTION A OPTION B OPTION C Les 3 options ont des impacts différents. Logiciel PEB OPTION A OPTION B OPTION C Méthode détaillée Supplément variable aux niveaux K et E Méthode des nœuds PEB-conformes Supplément aux niveaux K et E correspondant à + 3 points K ~ Supplément forfaitaire Supplément aux niveaux K et E correspondant à + 10 points K ~ La seule méthode qui permette de diminuer le niveau K grâce à certaines valeurs négatives de e et  e . Le supplément sur le niveau K n’est jamais négatif. Cette option est la seule sans incidence sur le besoin en refroidissement et l’indicateur de surchauffe.

Méthode des noeuds PEB conformes 13

3 options Logiciel PEB OPTION A OPTION B OPTION C Méthode détaillée Les 3 options ont des impacts différents. Logiciel PEB OPTION A OPTION B OPTION C Méthode détaillée Supplément variable aux niveaux K et E Méthode des nœuds PEB-conformes Supplément aux niveaux K et E correspondant à +/- 3 points K Supplément forfaitaire Supplément aux niveaux K et E correspondant à +/- 10 points K 14

Qu’est-ce qu’un nœud PEB-conforme ? Il satisfait à une des 3 RÈGLES DE BASE Il satisfait à e  e,lim ou RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d’éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance Logo du chemin de moindre résistance

garantir la continuité de la couche isolante Règles de base pour qu’un détail soit à PONT THERMIQUE NÉGLIGEABLE But Simple et clair (pas trop de règles) Pas besoin de grands calculs Basé sur la raison Souple (application plus large que les ponts thermiques ’catalogués’) L’essentiel : garantir la continuité de la couche isolante

Couche isolante Les règles de base pour un détail à pont thermique négligeable se focalisent chacune sur les couches isolantes des parois et sur d’éventuels éléments isolants. Les éléments qui les entourent sont ici laissés de côté.

Couche isolante La couche isolante d’une paroi de la surface de déperdition est la couche de matériau avec la plus grande résistance thermique.

Couche isolante Dans le cas d’une couche de construction non homogène, la résistance thermique est prise en compte en pondérant la conductivité thermique selon la superficie. Prise en compte de la fraction de superficie isolation et de la fraction de superficie bois.

Couche isolante La couche isolante peut aussi être constituée de plusieurs couches de matériaux, homogènes ou non - les membranes doivent être négligées - si 3 conditions sont respectées : Succession ininterrompue des couches de matériaux Pas de couche d’air Pour chaque couche de matériau :   0,2 W/mK Enduit extérieur (1 cm) Panneau de fibre de bois à enduire (6 cm) Structure bois remplie de cellulose (10 cm) Structure bois remplie de cellulose (18 cm) OSB (1,8 cm) Vide technique rempli de laine minérale (5 cm) Plaque de plâtre enrobé Ossature bois Ces couches DOIVENT être considérées comme une couche isolante assemblée

Couche isolante Succession ininterrompue des couches de matériaux Pas de couche d’air Pour chaque couche de matériau :   0,2 W/mK d = la somme de chacune des couches di R = somme des résistances thermiques de chacune des couches Ri

Règles de base 22

Règles de base Logo du chemin de moindre résistance D’abord vérifier que la paroi étudiée respecte bien la réglementation PEB en termes de valeur Umax ou Rmin. Ensuite contrôler la conformité des nœuds constructifs. Les exemples qui suivent considèrent que les parois répondent à la réglementation PEB en vigueur. Logo du chemin de moindre résistance

Règles de base Logo du chemin de moindre résistance pour qu’un détail soit à PONT THERMIQUE NÉGLIGEABLE Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des 3 RÈGLES DE BASE Il satisfait à e  e,lim ou RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d’éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance Logo du chemin de moindre résistance

Règle de base 1 25

épaisseur de contact dcontact Règle de base 1 Les COUCHES ISOLANTES doivent être en contact DIRECT épaisseur de contact dcontact

Règle de base 1 Les COUCHES ISOLANTES doivent être en contact DIRECT dcontact Épaisseur de contact de la couche isolante, mesurée entre les faces froide et chaude d2 d1 et d2 Épaisseurs respectives de la couche isolante des deux parois qui se rejoignent EXIGENCE dcontact ≥ ½ * min(d1, d2)

Règle de base 1 dcontact ≥ ½ * min(d1, d2) Brussel, 6 juli 2009  9/2 = 4,5 cm dcontact d1= 9 cm A mur d1= 12 cm d2= 12 cm A plancher A mur d2= 9 cm dcontact  9/2 = 4,5 cm EXIGENCE dcontact ≥ ½ * min(d1, d2) Brussel, 6 juli 2009

d1 = ép. du cadre fixe du châssis Règle de base 1 Dans le cas de CHÂSSIS de fenêtre et de porte : règle de base adaptée Châssis sans coupure thermique Châssis avec coupure thermique dcontact ≥ ½ * min(d1, d2) d1 = ép. du cadre fixe du châssis La couche isolante doit être en contact avec toute l’épaisseur de la coupure thermique

Règle de base 1 Ce nœud est-il PEB-conforme ? Seuil de fenêtre

et ce sur toute l’épaisseur de la coupure thermique Règle de base 1 Arbre de décision Seuil de fenêtre Isolation en contact ? oui Dans le cas de châssis de fenêtre ou de porte avec coupure thermique, on n’applique pas la formule de la règle de base 1, il faut seulement que la couche isolante soit en contact direct avec la coupure thermique et ce sur toute l’épaisseur de la coupure thermique oui PEB-CONFORME

PEB-NON CONFORME Règle de base 1 Seuil de fenêtre d1 = 6 cm Arbre de décision Seuil de fenêtre Isolation en contact ? oui Dans le cas de châssis de fenêtre ou de porte sans coupure thermique, d1 est égal à l’épaisseur du cadre fixe du châssis de fenêtre ou de porte, mesurée perpendiculairement à la surface vitrée. d1 = 6 cm dcontact = 2 cm d2 = 8 cm dcontact ≥ 3 cm non PEB-NON CONFORME

Règle de base 2 33

Règle de base 2 Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des 3 RÈGLES DE BASE Il satisfait à e  e,lim ou RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d’éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance Logo du chemin de moindre résistance

Règle de base 2 Elément isolant Pour les nœuds constructifs où les couches isolantes ne peuvent pas se raccorder directement l’une sur l’autre, il existe la possibilité d’intercaler un élément isolant. Elément isolant Ces éléments doivent assurer la continuité thermique avec les couches isolantes.

≥ ½*min(dinsulating part,dx) Règle de base 2 Tous les éléments isolants doivent répondre simultanément à 3 exigences pour que le détail soit un nœud PEB-conforme. Exigence de valeur  insulating part ≤ 0,2 W/mK Exigence de valeur R R ≥ min(R1/2,R2/2, 2) Epaisseur de contact dcontact,i ≥ ½*min(dinsulating part,dx) + + Déterminée suivant l’annexe A du document de référence pour les pertes par transmission La résistance thermique d’un élément isolant est calculée perpendiculairement à la ligne de coupure thermique qui le traverse. Idem règle de base 1.

Ligne de coupure thermique Règle de base 2 La ligne de coupure thermique est la ligne passant à travers les éléments isolants qui relie 2 couches isolantes et qui est la plus parallèle possible aux faces des couches isolantes et des éléments isolants qu’elle traverse. Ligne de coupure thermique

Règle de base 2 Appui sur fondation int ext Ce nœud est-il PEB-conforme ? Appui sur fondation int ext

Interposition d’éléments isolants ? Règle de base 2 Arbre de décision Appui sur fondation Isolation en contact ? non ▪ λ ≤ 0,2 w/mK + ▪ R ≥ 0,5 Rmin + ▪ d ≥ 0,5 ép,min remplir ces 3 conditions Interposition d’éléments isolants ? oui int ext

Règle de base 2 Appui sur fondation int ext 40 Exigence de valeur  Interposition d’éléments isolants ? remplir 3 conditions Exigence de valeur   ≤ 0,2W/mK Exigence de valeur R R ≥ min (R1/2, R2/2, 2) Exigence d’épaisseur de contact dcontact,i ≥ ½ * min(dinsulating part, dx) + + int ext = 0,058W/mK ≤ 0,2W/mK oui Valeur lambda mis en cohérence avec les slides suivants 40

Appui sur fondation int ext 41 Exigence de valeur   ≤ 0,2W/mK Interposition d’éléments isolants ? remplir 3 conditions Exigence de valeur   ≤ 0,2W/mK Exigence de valeur R R ≥ min (R1/2, R2/2, 2) Exigence d’épaisseur de contact dcontact,i ≥ ½ * min(dinsulating part, dx) + + int ext La valeur R de l’élément isolant d’interposition doit au moins être égale à la résistance la plus faible des couches isolants voisines divisée par 2 avec une valeur plancher R = 2m²K/W. En bref si R de l’élément isolant d’interposition ≥ 2m²K/W  ce critère est OK Cas particulier du châssis, valeur plafond R = 1,5. Dans la version précédente on parlait d’une valeur plafond – c’est-à-dire maximale, il s’agit bien, en fait, d’une valeur plancher, c’est-à-dire minimale. Au-delà de cette valeur, c’est OK. 41

Règle de base 2 Appui sur fondation ext 42 Exigence de valeur  Interposition d’éléments isolants ? remplir 3 conditions Exigence de valeur   ≤ 0,2W/mK Exigence de valeur R R ≥ min (R1/2, R2/2, 2) Exigence d’épaisseur de contact dcontact,i ≥ ½ * min(dinsulating part, dx) + + ext = 0,12/0,058 = 2,07 m²K/W R Si R ≥ 2 m²K/W  OK oui Ligne de coupure thermique 42

Règle de base 2 Appui sur fondation ext Exigence de valeur  Interposition d’éléments isolants ? remplir 3 conditions Exigence de valeur   ≤ 0,2W/mK Exigence de valeur R R ≥ min (R1/2, R2/2, 2) Exigence d’épaisseur de contact dcontact,i ≥ ½ * min(dinsulating part, dx) + + doit être ≥ d1/2 ext d1 = 0,15 m dcontact,1 = 0,12 m ≥ 0,075 m dinsulating part = 0,12 m oui dcontact,2 = 0,09 m doit être ≥ d2/2 ≥ 0,045 m d2 = 0,09 m oui

Interposition d’éléments isolants ? Règle de base 2 Arbre de décision Appui sur fondation Isolation en contact ? non ▪ λ ≤ 0,2 w/mK + ▪ R ≥ 0,5 Rmin + ▪ d ≥ 0,5 ép,min remplir ces 3 conditions Interposition d’éléments isolants ? oui ext oui PEB-CONFORME

Règle de base 2 Appui sur fondation Verre cellulaire comme élément isolant entre l’isolation de la coulisse et celle du sol. Appui sur fondation À cause de la forte isolation thermique des parois, le respect de la prescription relative à la valeur R de l’élément isolant (photo) peut être critique!

Règle de base 3 46

Règle de base 3 Logo du chemin de moindre résistance Nœud PEB-conforme Il satisfait à une des 3 RÈGLES DE BASE Il satisfait à e  e,lim ou RÈGLE DE BASE 1 Épaisseur de contact minimale des couches isolantes RÈGLE DE BASE 2 Interposition d’éléments isolants RÈGLE DE BASE 3 Chemin de moindre résistance Logo du chemin de moindre résistance

Règle de base 3 Lorsqu’il est impossible de respecter les règles 1 & 2 : c’est-à-dire lorsque les couches isolantes ne peuvent pas être raccordées directement et la coupure thermique ne peut pas être continue, un nombre très fréquent de détails constructifs ne pourraient alors pas être résolus à l’aide des premières règles de base, Intérieur Extérieur EANC Intérieur Extérieur Plancher combles Appui de fondation la règle de base 3 fournit la possibilité de considérer ce type de nœud sans coupure thermique comme un nœud PEB-conforme.

Règle de base 3 Chemin de moindre résistance = le plus court trajet entre l’environnement intérieur et l’environnement extérieur ou un EANC et qui ne coupe jamais une couche d’isolant ou un élément isolant dont R ≥ min (R1,R2). Intérieur Extérieur EANC Intérieur Extérieur Plancher combles Appui de fondation “ la chaleur cherche le chemin le plus facile ”  PAS à travers l’isolant  chemin de moindre résistance

Règle de base 3 Chemin de moindre résistance = le plus court trajet entre l’environnement intérieur et l’environnement extérieur ou un EANC et qui ne coupe jamais une couche d’isolant ou un élément isolant dont R ≥ min (R1,R2). Intérieur Extérieur R1 EANC R1 Extérieur R2 R2 Intérieur Plancher combles Appui de fondation Mesure de la longueur li du chemin de moindre résistance Pour être conforme-PEB : Longueur li  1 mètre

Règle de base 3 Si l’exigence Longueur li  1 mètre n’est pas satisfaite, pour présenter un nœud conforme PEB, une isolation avec R ≥ min (R1,R2) doit être ajoutée pour augmenter la longueur ! Intérieur Extérieur R1 EANC R1 Extérieur R2 R2 Intérieur Plancher combles Appui de fondation Mesure de la longueur li du chemin de moindre résistance Pour être conforme-PEB : Longueur li  1 mètre avec R ≥ min (R1,R2)

Poutre au-dessus d’un parking Règle de base 3 Ce nœud est-il PEB-conforme ? Poutre au-dessus d’un parking intérieur intérieur parking

PEB-CONFORME Règle de base 3 Poutre au-dessus d’un parking Arbre de décision Poutre au-dessus d’un parking Isolation en contact ? non Interposition d’éléments isolants ? non R1 Chemin de moindre résistance ? Risolation ajoutée oui Ri ≥ R1 ≥ 1 m ? oui R isolation ajoutée ≥ Rmin A noter qu’il reste toujours un nœuds ponctuel au niveau de chaque raccord colonne-poutre … que l’on pourrait rendre conforme en emballant la tête de colonne de façon à respecter le chemin de moindre résistance (soit min. 1m depuis le plancher fini) oui PEB-CONFORME

Arbre de décision 54

Arbre de décision Pour chaque nœud (linéaire ou ponctuel) repéré, analyser sa conformité PEB Arbre de décision Isolation en contact ? oui di ≥ dmin/2 Condition remplie ? oui non λ ≤ 0,2 w/mK R ≥ Rmin/2 OU 2 di ≥ d1/2 ET ≥ d2/2 Les 3 conditions sont remplies ? Interposition d’éléments isolants ? oui oui non ≥ 1 m Ri ≥ Rmin en cas d’isolation ajoutée Chemin de moindre résistance ? oui oui non Pas de valeur limite pour les nœuds ponctuels Uniquement nœuds linéaires Ψe ≤ Ψe,lim ? oui non Nœuds PEB non-conformes (2 options) Nœuds PEB conformes (2 options) Arbre de décision Au niveau de du choix « interposition d’éléments isolants »  oui  ajout de « OU 2 » après R>= Rmin/2 Il s’agit de la valeur plancher à partir de laquelle il est inutile de vérifier plus loin la résistance thermique par rapport à ses voisines. Valeur par défaut valeur Ψe via logiciel * Nœud conforme + favorable valeur Ψe via logiciel * Niveau K ≥ niveau K+3 Niveau K = niveau K + 3 Niveau K ≤ niveau K + 3 * = non abordé dans cette formation