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Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Choix et pose des menuiseries et vitrages performants
CSTC – Laboratoire “Eléments de toiture et de façade”
Benoît Michaux- 02/655 77 11
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La réglementation PEBExigences indirectes sur les menuiseries extérieures
Niveau E
Niveau K
VENTILATIONValeurs U
222
Réglementation PEB
Confort d’été
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La réglementation PEBExemple : Région wallonne – bâtiments neufs
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La réglementation PEB
Les fenêtres sont soumises à une double exigence :
U 1 6 W/ ²K
Uw,max = 2.5 W/m²Kpour la moyenne pondérée parles surfaces de toutes les fenêtresdu bâtiment
Ug,max = 1.6 W/m²Kpour chaque vitrage délimitantle volume protégé du bâtiment
44
Chaque porte délimitant le volume protégé doit satisfaire à : UD,max = 2.9 W/m²K
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Part des fenêtres dans les déperditions
Fenêtres
9% de la surface
36% des déperditions
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Construire avec l’énergie 2010 – Echantillon de 400 maisons neuves en Wallonie
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Isolation thermique d’une fenêtreLe coefficient thermique Uw (W/m2 K):
Le coefficient thermique Uw d’une fenêtre est la moyenne surfaciquedes coefficents thermiques des composants de la fenêtre. A réaliser pourchaque châssis
)²/(...
KmWAA
lUAUAU
fg
ggffgg
w
Ag
Ag (m²), Ug (W/m²K) : vitrageAf (m²), Uf (W/m²K) : chassis
Af
lg (m), g (W/mK) : interaction de l’intercallaire,
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Performances énergétiques Les fonctions des vitrages sont multiples :
Apport et contrôle de la lumière Contrôle de l’énergie solaire Isolation thermique
Valeur gv
Valeur U Isolation thermique Isolation acoustique Sécurité Décoration …
Valeur U
77
TeTi
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Double vitrage – valeur U
( ) ²
Q WU
T T m K
vQ Dbl vitrage ordinaire:
U = 2,8 W/m²K
( ) ²i eT T m K
8
U = 1,2 W/m²K
Te Ti+ couche basse émissivité
+ argon
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Valeur U : influence des paramètres (1)
9
LARGEUR DE L’ESPACEUR x [mm]
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Valeur U : influence des paramètres (2)
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LARGEUR DE L’ESPACEUR x [mm]
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Rayonnement solaire : spectre d’émission
ENERGIE SOLAIRE
Rayonnementvisible
UV 3 %
IR proche 44 %
Lumière 53 %
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LONGUEUR D’ONDE
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Double vitrage - solaire
)W(incident solairetRayonnemen)W(entranttRayonnemen
=g
ee
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Transmission indirecte
g = 77%
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Double vitrage - lumière
v
Lumière entrante
Lumière incidente
v
Lumière:380-780nm
v = 82%
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Pas de Transmission
indirecte !
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Vitrage : valeurs typiques de Ug , g et v
1414
Facteur 5 !(sur valeur U)
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Verre (sélectif) à contrôle solaire
ENERGIE SOLAIRE
Rayonnementvisible T ()
verre clair
Verre sélectif
1
T ()
15
LONGUEUR D’ONDE
0
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Double vitrage à contrôle solaire
ee
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Transmission indirecte
g
9
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Double vitrage à contrôle solaire
Compo. U v g
Vitrage HR 4/15/4 1.1 0.78 0.60
Vitrage de contrôle solaire - type I 6/15/4 1.1 0.70 0.41
Vitrage de contrôle solaire - type II 6/15/6 1.1 0.50 0.27
Source : FIV
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Triple vitrage
Commun dans l’avenir ?
Considérations
Ext. Int.
Low-e coating
Verre clairArgon
Espac.
Plus épais châssis adapté (peut être un problème en rénovation)
Plus lourd (encore davantage si verre feuilleté) châssis adapté
Utilisation de verres extra-clairs augmentation de g et v
Exemple de performances de triple vitrage
1818
Compo. U v gDouble vitrage HR 4/15/4 1.1 0.79 0.62
Triple vitrage (remplis. Argon / coating
sur float)4/14/4/14/4 0.7 0.72 0.60
Triple vitrage (remplis. Argon / coating
sur verre extra-clairs)4/14/4/14/4 0.7 0.74 0.63
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Vitrages : combinaisons de g et v (1)
1
vOptimal en hiver
0.5Optimal en été
19
g0
0 0.5 1
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Vitrages : combinaisons de g et v (2)
1
v 11 Simple vitrage
0.5
2 2Double vitrage ordinaire
33 Double vitrage
+ basse émissivité + argon4
4 Vitrage à contrôle solaire
20
g0
0 0.5 1
11
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Vitrages « chromogènes »
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Surchauffe - protections solaires
1
v
0.5
1 1Double vitrage ordinaire
2 DV + protection solaire extérieure
3 DV + protection solaire intérieure3
22
g0
0 0.5 1
2
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Condensation
En face intérieure
2323
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Condensation
En face extérieure
2424
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Vitrage en développement
Vitrage sous vide (VIG = vacuum insulating glazing)
2525
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Heatmirror® Un coefficient de déperdition thermique Ug qui peut atteindre 0.48W/m2/°K.
2626
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Valeur U d’une fenêtre
Profilé métallique
lUAUA
Ag (m²), Ug (W/m²K) : vitrage Af (m²), Uf (W/m²K) : châssis Ap (m²), Up (W/m²K) : panneau opaque (ou
autre élément, grille de ventilation) lg (m), g (W/mK) : interaction verre-
espaceur-châssis lp (m), p (W/mK) : interaction panneau
opaque-espaceur-châssis
2727
)²/(...
KmWAA
lUAUAU
fg
ggffgg
w
)²/(.....
KmWAAA
llUAUAUAU
pfg
ppggppffggw
Avec panneau opaque
NB : si on ne considère qu’une seule valeur U, il faut considérer la plus défavorable
ff UA .
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Valeur Uf de châssis : généralités
Mesure directe selon EN 12412-2 (boîte chaude (hot box))
Méthode de calcul numérique selon EN ISO 10077-2EN ISO 10077 2 Profilés en bois Profilés en aluminium Profilés en plastique
Valeurs tabulées
2828
Menuiseries en aluminium et PVC : valeurs généralement obtenues par le ‘gammiste’
Menuiseries en bois : valeurs tabulées souvent utilisées
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Valeurs tabulées Uf de châssis en bois
2.23
1.94
2.10
1.81
E i d B i d f ill B i d é i
Uf (W/m².K)
2929
6858
Epaisseur du profilé df (mm)
Bois de feuillus u = 0.18 W/m.K
Bois de résineux u = 0.13 W/m.K
50 2.36 2.0058 2.23 1.9460 2.20 1.9368 2.10 1.8170 2.08 1.7880 1.96 1.6790 1.86 1.58100 1.75 1.48110 1.68 1.40
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Valeurs Uf de châssis en bois
Autres cas …
3030
Calculs numériques nécessaires !
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Valeurs tabulées Uf de châssis métalliques Valeurs tabulées :
Profilé avec coupure thermique• Valeur Uf fonction de d
Profilé métalliquemétallique
3131
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Valeurs tabulées Uf des châssis en plastique
3232
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Valeurs réelles Uf des châssis
3333
Uf = 1,40 W/m²K Uf = 1,05 W/m²K Uf = 0,84 W/m²K
Source : Pierret System
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Valeurs réelles Uf des châssis
Uf = 1,90 W/m²K Uf = 1,60 W/m²K Uf = 1,30 W/m²K
3434
Source : Raico System
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Valeurs réelles Uf des châssis
3535
Source : Bieber
Uf = 0.76 W/m²K
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Jonction entre châssis et vitrage (valeur Ψg)
Deux types d’espaceurs :
- Espaceur normal (en aluminium ou i )acier)
- Espaceur à performance thermique améliorée (“Warm Edge”)
3636
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Li1
Li2
Sp1:temp 32.1
37.9 °C
25
30
35
FLIR Systems
16.2
20°C
2425262728293031323334353637
17181920212223
Label Cursor Min Max
Li1 - 24.9 31.8Li2 - 24.8 32.6
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Jonction entre châssis et vitrage (valeur Ψg)
Vitrage multiple
Vitrage sans coating Vitrage avec coatingT d filé Vitrage sans coating Vitrage avec coating Type de profilé Espaceur normal
Espaceur isolant
Espaceur normal
Espaceur isolant
Bois ou PVC 0,06 0,05 0,08 0,06 Métal avec coupure
thermique 0,08 0,06 0,11 0,08
Métal sans coupure thermique 0,02 0,01 0,05 0,04
Valeurs tabulées g (W/mK)
3838
. . .( / ² )g g f f g g
wg f
A U A U lU W m K
A A
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Valeur Ur des grilles de ventilation
Grilles de ventilation placées dans ou autour d’une fenêtre : font partie de la fenêtre, constructivement et thermiquement (convention)thermiquement (convention)
Aire de la grille (Ar) : surface visible projetée
Pour produits connus : Ur déclarée par le fabricant sur base d’un essai selon NBN EN 12412-2 (grille en position fermée) ou calcul numérique selon NBN EN ISO 10077-2
P d it i
3939
Produits inconnus :valeurs par défaut : Ur = 6,0 W/m²K
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Valeur Uw,T moyenne des fenêtres (calcul simplifié)
Seulement pour un ensemble de fenêtres d’un même bâtiment (même type de vitrage, de châssis, de panneau opaque et de grille de ventilation – seulement les dimensions peuvent différer)
Hypothèse : t fi d i it / hâ i rapport fixe des aires vitrage/châssis
périmètre fixe du vitrage Valeur Uw,T moyenne:
Ug Uf : Uw,T = 0,7.Ug + 0,3.Uf + 3.g + Ar.(Ur-Ug)/Awd + Ap.(Up-Ug)/AwdUg > Uf : Uw,T = 0,8.Ug + 0,2.Uf + 3.g + Ar.(Ur-Uf)/Awd + Ap.(Up-Uf)/Awd
( / ) l d hâ
Vitrage + châssis Panneau opaquegrille
tableau
4040
Ug , Uf (W/m².K) : valeur U de resp. vitrage et châssis; g (W/m.K) : valeur jonction châssis-vitrage; Ar (m²), Ur (W/m²K) : aire totale et valeur U des grilles de ventilation; Ap (m²), Up (W/m²K) : aire totale et valeur U des panneaux opaques; Awd (m²) : aire totale de l’ensemble des fenêtres (ouverture de baie)
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Valeurs tabulées Uw,T(espaceurs normaux – calcul simplifié)
Vit
rage
4141
Tableau également valable pour des fenêtres avec panneau opaque et/ou grille de ventilation, à condition que Up Ug et/ou Ur Ug
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Calcul valeur U d’une fenêtre - outilOutil à disposition pour menuiseries en bois
424242
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Calcul valeur U d’une fenêtre - outil
Outil à disposition pour menuiseries en bois
434343
www.cstc.be/go/ubois
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ETANCHEITE A L’AIR
4444
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Étanchéité à l’air des bâtiments
Caractéristique importante de la PEB
Gain 5 points
Les fenêtresparticipentaux fuites
Gain 5 pointsGain 5 à 10 pointsGain 1 à 3 points
45
au u tesd’air
45
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Étanchéité à l’air des fenêtres
Actuellement, plus de 85% des châssis é d t à l
P E RMEABILITE AIR
100 Debit m³/hm² Debit m³/hm
P E RMEABILITE AIR
100 Debit m³/hm² Debit m³/hm
répondent à la classe C4
1
10 .0
2.5 2.0
5.0
20.0 80
40
20
8
4 Classe 3
Classe 2
Classe 1
1
10 .0
2.5 2.0
5.0
20.0 80
40
20
8
4 Classe 3
Classe 2
Classe 1
4646
0.1 10 100
Pression Pa
50 150 600
0. 5 2
0.4
0.8
1.2
1.6
Classe 4
0.1 10
Pression Pa
50 200 600
0. 5 2
0.4
0.8
1.2
1.6
Classe 4
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Contribution des fenêtres aux fuites d’air
Maison 4 façades – 10 m x 10 m – Rez+1Volume int. 528 m³Surface de portes et fenêtres 29.3 m²
n50 [1/h] Classe 3 Classe 4 Classe 5 Classe 6
6 5.3% 1.8% 0.7% 0.4%
3 10.5% 3.5% 1.4% 0.7%
1 31.6% 10.5% 4.2% 2.1%
0 5 63 2% 21 1% 8 4% 4 2%
47
Des châssis de classe 4 pourraient représenter10% de le fuite d’air autorisée pour uneexigence n50 ≤ 1 1/h
47
0.5 63.2% 21.1% 8.4% 4.2%
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Etanchéité à l’air des fenêtres
La qualité des portes et châssis influe sur l’étanchéité à l’air. Il faut privilégier les châssis à frappe (battants oscillo-battants tombants frappe (battants, oscillo battants, tombants, projetants…) Attention aux châssis où la continuité de la barrière d’étanchéité à l’air ne peut pas être assurée (coulissants, pivotants, châssis à doubles ouvrants…)
Points particuliers:L j ti l
48
48 Menuiseries – Juin 2009
La jonction avec les murs La partie inférieure des portes
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La jonction avec les murs
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49 Menuiseries – Juin 2009
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La jonction avec les murs
50
50 Menuiseries – Juin 2009
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Jonction murs-Menuiseries
CST
C
51
Phot
os: P
ro c
lima,
Illb
ruck
, CCentre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
La partie inférieure des portes
Point délicat car il faut garantir la fonction première de la porte (accès au bâtiment) Plinthe à guillotine planéité du revêtement
de sol ! Brosse (pas étanche à l’air)
52
52 Menuiseries – Juin 2009
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La partie inférieure des portes
Porte fenêtre Intéressant pour l’étanchéité à l’air Intéressant pour l’étanchéité à l’air
Difficilement envisageable pour une porte d’entrée (risque de dégradation de la pièce d’appui du dormant et risque de trébucher sur celle-ci).
53
53 Menuiseries – Juin 2009
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Révision de la NIT 188
54
54 Menuiseries – Juin 2009