Pour la certification de façades ou de murs-rideaux, le Passivhaus Institut a instauré les critères suivants :
Critère 1 : avec une valeur U de vitrage Ug = 0,70 W/(m2K) :
- coefficient de conductivité thermique d’un module non mis en œuvre : Ucw ≤ 0,80 W/(m2K)
- coefficient de conductivité thermique d’un module à deux côtés mis en œuvre : Ucw, mis en œuvre ≤ 0,85 W/(m2K)
La référence est un module de dimension 1,20 m x 2,50 m (l x h), lequel est mis en œuvre en bas et sur le côté dans un mur avec isolation extérieure. En haut et sur le second côté, le module est limité par un poteau, voire une poutre. Les poteaux et les poutres sont compris pour moitié dans le calcul. La demi épaisseur de châssis dans la zone murale est prise en compte en tant que pont thermique.
L’influence des vis est partout prise en compte. De plus, l’impact des profilés de support du vitrage est pris en compte dans la valeur U du châssis.
Les calculs se font conformément aux normes :
- NF EN ISO 10077- 1 et 2, comportement thermique des fenêtres, portes et connexions. Calcul du coefficient de conductivité thermique.
- EN 13947, comportement thermique des façades rapportées. Calcul du coefficient de conductivité thermique.
Critère 2 : Module et surfaces :
Les critères sont testés sur une partie fictive de la façade : le module. Le module mesure entre ses axes 1,2 m de large et 2,5 m de haut. Le module est mis en œuvre en bas et sur le côté à des éléments constructifs massifs, en haut et sur le second côté, il poursuit la façade mur-rideau. Les poteaux et les poutres participent à chaque fois pour la moitié de leur largeur dans les calculs. Les descriptions, définitions et calculs se font conformément à la norme EN 13947.
Les surfaces se calculent de la manière suivante :
Surface de poteau Am (m2) Am = hcw . bm
Surface de poutre At (m2) At = (bcw – bm).bt
Surface de module Acw (m2) Acw = hcw . bcw
Surface de vitrage Ag (m2) Ag = Ag – (Am + At)
où l’on a : hcw hauteur du module (m) bcw largeur de module (m) bm largeur du poteau (m) bt largeur de la poutre (m)
Critère 3 : Coefficient de conductivité thermique du châssis :
Pour le calcul, les coefficients de conductivité thermique du poteau (Um) et des poutres (Ut) sont à déterminer selon NF EN ISO 10077-2
Critère 4 : Influence du bord de vitrage :
L’influence du bord de vitrage est représentée par Ψg et est déterminée conformément à NF EN ISO 10077-2. On utilise (différent en cela de DIN 10077) l’insertion réelle du vitrage. La longueur du bord de vitrage lg (m) se calcule selon : lg = 2 . (bcw – bm + hcw – bt)
Critère 5 : Influence des vis :
L’influence des vis est représentée par ΔU et peut être déterminée selon : – mesures d’après EN 1241-2
- calcul avec un programme de flux thermique 3D
- approximation par un procédé simplifié avec un programme de flux thermique en 2D
- utilisation de valeurs forfaitaires dans le cas d’un espacement entre fixations de 0,2 à 0,3 m a/ vis en inox : ΔU = 0,300 W / (m2K) b/ vis synthétique : ΔU = 0,020 W / (m2K)
ΔU s’ajoute à tous les profils.
Conformément à NF EN ISO 13947, annexe C, ΔU est déterminé de la manière suivante : le calcul est basé sur un calcul de flux thermique en deux dimensions selon Pr EN ISO 10211 en liaison avec le procédé déjà cité EN 10077-2.
La vis sera modélisée en tant que vis « lissée » qui correspond à un diamètre réel ds et présente une conductivité thermique équivalente λs,eq (W / (m2K)). Les têtes de vis sont à considérer avec leurs diamètres et la conductivité thermique équivalente de la vis. La conductivité thermique équivalente de l’espace d’air autour de la vis est à calculer sur la base d’un espace d’air sans vis.
La conductivité thermique équivalente de la vis sera complétée avec la conductivité thermique λv du matériau qui a été remplacé. Tous les matériaux remplacés sont à prendre en compte. λs,eq se calcule par l’équation λs,eq,j = π . ds (λs – λv,j)/(4.ls) + λv,j
ls : distance entre les vis (m) λs : conductivité thermique du matériau de la vis (w/(m2K)) λv,j : conductivité thermique du matériau remplacé par « l’équivalent-vis » ΔU causé par l’influence de la vis est à calculer de la manière suivante :
ΔU + Qs – Qo l . ΔT . bt
Qs : flux thermique avec vis (déterminé par un procédé numérique ou par la mesure) [W] Qo : flux thermique sans vis (déterminé par un procédé numérique ou par la mesure) [W] l : longueur du modèle de calcul [m] ΔT : différence de température entre intérieur et extérieur (conditions limites du procédé numérique ou de la mesure) [K]
Au cas où poteaux et poutres ont des dimensions différentes, la plus petite mesure servira au calcul.
Critère 6 : Influence des supports de vitrage :
L’influence des supports de vitrage sera pris en compte par XGT et peut être déterminé par le procédé suivant :
- mesure selon EN 1241-2
- calcul avec un programme de flux thermique en 3D
- approximation par un procédé simplifié avec un programme de flux thermique en 2D
- utilisation des valeurs forfaitaires suivantes a/ supports métalliques XGT = 0,040 W/K b/ supports non métalliques avec visserie XGT = 0,004 W/K c/ supports non métalliques XGT = 0,003 W/K XGT est multiplié par le nombre de supports de vitrage présents sur le module dans le calcul du coefficient de pont thermique de la façade. Si les supports de vitrage sont vissés ou boulonnés, ceux-ci sont à prendre en compte dans le calcul. On doit utiliser des supports de vitrage qui sont capables de porter un triple vitrage aux dimensions du module. La vérification de la statique des supports de vitrage ne fait pas partie de la vérification réalisée par le PHI.
La conductivité thermique équivalente du support de vitrage λGT,eq peut être calculée pour les profilés de fixation de la manière suivante, pour l’entrée dans un programme de calcul de flux de chaleur en deux dimensions. Le calage est pris en compte sur la longueur totale avec la conductivité thermique du support de vitrage : λGT,eq = lGT . ( λGT – λv) + λv l lGT : longueur du support de vitrage [m] l : longueur de référence (0,75m) [m] λv : conductivité thermique du matériau remplacé par l’équivalent support de vitrage équivalent [W/(mK)] Si plusieurs matériaux sont remplacés, c’est le matériau dont la part est la plus importante qui est déterminant.
Dans le cas de profilés dont la géométrie change en direction de la poutre (par exemple cornières avec renforts locaux), on utilisera la coupe maximale.
XGT [W/(mK)] se calcule de la manière suivante : XGT = QGT – QO . L ΔT QGT : flux thermique avec support de vitrage (déterminé numériquement ou par la mesure) [W] QO : flux thermique sans support de vitrage (déterminé numériquement ou par la mesure) [W] ΔT : différence de température entre l’intérieur et l’extérieur (conditions limites du calcul numérique ou de la mesure) (K)
Critère 7 : Coefficient de conductivité thermique du module non mis en œuvre :
Le coefficient de conductivité thermique du module non mis en œuvre Ucw [W/(m2k)] se calcule de la manière suivante :
Ucw = Ag . Ug + At (Ut + ΔU) + Am (Um + ΔU) + lg . Ψg + nGT . XGT Acw
Critère Bâtiment Passif : Ucw ≤ 0,80 W/(m2K)
lg : longueur du bord de vitrage [m] : lg = 2(bcw – bm + hCW – bt) nGT : nombre de supports de vitrage [-]
Critère 8 : Coefficient de pont thermique de mise en œuvre :
Le coefficient de pont thermique de mise en œuvre ΨE [W/(mK)] est calculé de la manière suivante pour la mise en œuvre thermiquement optimisée dans un mur maison passive avec isolation extérieure (différent en ceci des critères de la certification des châssis de fenêtres) : ΨE = QE – QR ΔT QE : flux thermique de la situation de mise en œuvre (déterminée numériquement) [W/m] QR : flux thermique standard, somme des flux thermiques standards à travers le vitrage, le châssis et le mur, correspondant au modèle du procédé numérique. ΔT : différence de température entre l’intérieur et l’extérieur (conditions limites du calcul numérique).
Critère 9 : Coefficient de conductivité thermique du module mis en œuvre
Le coefficient de conductivité du module mis en œuvre Ucw, mis en œuvre [W/(m2K)] se calcule de la manière suivante :
Ucw, mis en œuvre = UCW + ACW = bCW . ΨE,t + hCW . ΨE,m ACW
Critère Bâtiment Passif : Ucw, mis en œuvre ≤ 0,85 W/(m2K)
Critère 10 : Utilisation des valeurs dans le PHPP :
Les valeurs U des châssis, les valeurs Ψ de mise en œuvre et de bord de vitrage sont codées comme d’habitude sur la feuille « Fenêtres types » ; la mise en œuvre est prise en compte comme d’habitude sur la feuille « Fenêtres ».
De plus, les ponts thermiques ponctuels des supports de vitrage et leur nombre sont à coder sur la feuille « Surfaces ».
Entrée en application :
Les nouveaux critères seront, à compter de ce jour, appliqués à toutes les nouvelles constructions mur-rideau certifiées.
Développements futurs :
A partir du 1er janvier 2012, la taille du module référence sera fixée à 1,23 m x 1,48 m pour toutes les fenêtres existantes et à venir. A partir de cette même date, ne seront plus reconnus que les espaceurs librement disponibles sur le marché.
La certification intégrera également les vitrages inclinés, les coupoles, les puits de lumière, etc.
