L`isolant en cellulose et en fibres de bois

Exemple ‘de construction d’un toit
Solution A
Solution B
Montage de l’intérieur vers l’extérieur
Plaque de plâtre cartonnée ou en fibre de plâtre
Isolant en fibres minérales WLG040 20kg/m3
Lé d’étanchéité à l’air
Isolant en fibres minérales WLG040 20kg/m3
Lé sous-toiture ouvert à la diffusion
Plan de la couche ventilée
Couverture
12,5mm
40,0mm
160,0mm
0,21 W/(m2K)
5
6 heures
Valeur-k
Réduction d’amplitude
Déphasage
Evolution prévisible de la température sous la partie inférieure du toit
(calcul de simulation d’après Haindl)
L’isolant en cellulose et
en fibres de bois : largement plus performant
Des mesures prises lors de la
construction d’un toit par la
TNO de Delft en Hollande pendant l’été 97 montrent des différences notoires dans la facon
dont les toits se comportent
lorsque l’on rajoute différents
isolants
A valeur-k identique le toit
isolé avec les plaques de cellulose présente une beaucoup
plus grande inertie quant à la
conductibilité de la température qu’avec un isolant en fibre
minérale. Le meilleur résultat
Valeur-k
Réduction d’amplitude
Déphasage
12,5mm
40,0mm
160,0mm
0,21 W/(m2K)
12
11 heures
Evolution prévisible de la température sous la partie inférieure du toit
(calcul de simulation d’après Haindl)
Température de la partie
inférieure du toit
Température de la partie
inférieure du toit
Température extérieure
Température extérieure
étant obtenu avec un isolant
en fibre de bois.
Les sauts extrêmes de
température
à
l’intérieur
observés sur plusieurs jours
sont généralement évités par
le fait d’aérer les pièces. Au
cours de ces tests en Hollande
on a renoncé à aérer.
Les résultats de TNO montrent clairement que les calculs
de simulation et le comportement du toit dans la pratique,
quant à la température, sont
tout à fait comparables et confirment la supériorité des panneaux isolants en fibres de bois
et en cellulose pour l’isolation
estivale contre la chaleur.
Les matériaux de construction naturels : bois, dérivés du
4
Montage de l’intérieur vers l’extérieur
Plaque de plâtre cartonnée ou en fibres de plâtre
Panneau isolant en cellulose WLG040 80kg/m3
Lé d’étanchéité à l’air
Panneau isolant en cellulose WLG040 80kg/m3
Lé sous-toiture ouvert à la diffusion
Plan de couche ventilée
Couverture
bois (?), panneaux isolants en
fibres de bois ou en cellulose,
de même que les plaques de
plâtre, offrent la possibilité en
construction bois moderne de
produire avec des coupes
transversales très minces une
référence pour la construction
de maisons en basse énergie et
de garantir en été un climat
ambiant agréable et équilibré.
Apport de chaleur vers l’intérieur (8 août)
Pour vous les avantages d’HOMATHERM
signifient...
Gain d’énergie en hiver
…coûts de chauffage considérablement réduits
Isolation estivale contre la chaleur
…température agréable dans les pièces, même quand il
fait très chaud
Protection incendie intégrée à la construction
… plus de sécurité en cas de problème grave
Protection contre l’humidité/Equilibre du climat ambiant
…maintient des coefficients et confort de vie
Isolation phonique
…meilleur repos compensatoire
Ecologie
…hygiène de l’habitat et sécurité pour l’avenir
HOMATHERM
Agence pour l’ Autriche
Werner Kemper
Kirchenstraße 49
A – 9161 Maria Rain
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Klaus Lange, Ingénieur diplômé,
dirige le service
Technique appliquée
Entreprise Homann Dämmstoffwerk
Fabrique d’isolants à Berga
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HOMATHERM
Imprimé spécial
La chaleur
sous le toit
La chaleur
sous le toit
En même temps que se développe la conscience des rapports de cause à effet sur le plan écologique
et que l’on commence à reconnaître les avantages des matériaux naturels quant à la physique du bâtiment, le marché pour les méthodes de construction modernes est, lui aussi, en pleine croissance.
En construction bois, notamment, les habitants se plaignent souvent de températures intérieures trop
élevées en été. Or on peut remédier à ce problème d’une part, en menant correctement projet, construction et exécution, et, d’autre part, en choisissant les bons matériaux. Ainsi les utilisateurs pourront apprécier sans effets indésirables les avantages de la construction bois : consommation modérée
d’énergie, avec des éléments de construction minces, plus l’écologie, la biologie du bâtiment et le climat ambiant.
Foto: Homann Dämmstoffwerk
Il y a isolation
et isolation
Du matériel
utilisé à bon
escient en
hiver pour
réduire les
dépenses de
chauffage,
n’est pas
forcément le
mieux adapté
pour l’isolation
estivale contre
la chaleur.
1
R E P O R TA G E : I S O L AT I O N E S T I VA L E C O N T R E L A C H A L E U R
Le projet
Dès l’élaboration du projet
on est en mesure d’éliminer les
effets de surchauffe en minimisant en été les apports d’énergie solaire, par ailleurs si bienvenus en hiver.
Ainsi, une avancée de toit
importante apportera en été
de l’ombre au niveau des
fenêtres, quand le soleil est au
plus haut, tandis qu’en hiver,
quand le soleil est plus bas, ses
rayons pourront pénétrer sans
obstacle à l’intérieur des pièces
On obtient un effet semblable avec des accessoires apportant momentanément de
l’ombre comme les volets ou
les stores, ou encore des plantes grimpantes comme le
houblon, qui ne couvrent pas
la fenêtre en hiver.
D’autre part, la prescription
d’éléments intérieurs de construction pouvant emmagasiner la chaleur permettra de
réduire le degré de surchauffe.
La construction
Par des méthodes de construction intelligentes on laissera pénétrer nettement moins
de chaleur à l’intérieur.
Les facades ventilées renvoient par les seules lois de la
thermique déjà tant de chaleur
vers l’extérieur que la paroi
intérieure reste beaucoup plus
fraîche qu’avec par exemple
un système d’isolation compacte avec une même valeur
de k.
L’exécution
De même que l’isolation
contre la chaleur et, en hiver,
celle
contre
l’humidité,
l’étanchéité des différents éléments et de leur assemblage
est d’une extrême importance.
Si, en été, l’air chaud pénètre de l’extérieur vers l’intérieur
du bâtiment, cela veut dire
que l’efficacité de la construction est, malgré un bon projet
et des matériaux appropriés,
insuffisante quant à l’isolation
estivale contre la chaleur.
Réduction d’amplitude,
Déphasage
Pareillement à la valeur k en
hiver, on peut définir des calculs
pour les toits et les murs en été.
Exemple d’évolution de la température en exposition directe au soleil
Façade ventilée
Système d’isolation compacte
2
Construction d’un toit avec une réduction d’amplitude de facteur 10 et
un déphasage de 12 heures
Les paramètres déterminants
sont ici la réduction d’amplitude et le déphasage. Par réduction d’amplitude on entend le
rapport entre les variations de
température extérieure et les
variations de température
intérieure.
Pour le toit, la température
extérieure est celle relevée sous
la couverture et qui peut en
été atteindre facilement les
70°C.
Si par exemple la température extérieure varie de 30°C et
que la température intérieure
varie de 3°C,alors la valeur de
réduction d’amplitude est de
10 (30°C/3°C).
En d’autres termes :
La variation de température
est, à travers la construction,
de l’extérieur vers l’intérieur,
réduite d’un dixième.
Le déphasage est le laps de
temps compris entre le
moment où la température a
été le plus élevée à l’intérieur
et celui où elle a été le plus élevée à l’extérieur- dans l’exemple ci-dessus : 12 heures (entre
14.00 et 2.00 heures)
Un des buts de l’isolation
estivale contre la chaleur est de
retarder au maximum le passage de la température par un
toit ou un mur, de telle facon
que la plus haute température
du jour n’arrive de l’autre côté
que lorsqu’il fait déjà si frais
dehors qu’il est possible de
contrer le réchauffement de la
pièce en aérant.
L’objectif à atteindre est un
déphasage de 10 à 12 heures.
Une partie de la chaleur
emmagasinée est ensuite
reconduite vers l’extérieur.
C’est pourquoi la cloison
n’aura pas la même température du côté habitation que du
côté extérieur. Le rapport entre
les différences maximales de
température apparaissant en
extérieur et en intérieur est
appelé réduction d’amplitude.
Selon le type de construction, l’utilisation que l’on en
fait et l’exposition, on essaiera
d’atteindre une réduction
minimale de 10 à 15.
Matériaux pour toits et
murs
Les matériaux appropriés
pour l’isolation estivale contre
la chaleur sont ceux qui garantissent un passage très lent de
la température, et qui ont
donc un faible indice de
température.
a=
λ
ρ•c
cm2
h
On entend par là des
matériaux qui isolent bien de
la chaleur, mais ont toutefois
une haute densité et une capacité particulière à garder la
chaleur.
et tous les matériaux à base de
bois, suivis des plaques en fibres de bois et en cellulose. A
l’aide de ces éléments utilisés
aujourd’hui en construction
bois moderne, une bonne isolation estivale contre la chaleur
est sans aucune difficulté com-
patible avec les normes de
basse énergie, dans la mesure
où le projet a été correctement
élaboré et exécuté.
Les.cloisons
en
bois,
matériaux à base de bois et
plaques de plâtre avec façade
Un point particulièrement critique : les surfaces de toit
Evolution supposée de la température extérieure et
de la température sous la couverture
Très souvent ces qualités de
moindre conduction de chaleur et de haute densité entrent en contradiction. Les
matériaux présentant une
haute densité sont généralement de mauvais isolants.
Température sous la
couverture
Température extérieure
Du point de vue d’un passage lent de la température, les
matériaux idéaux sont le bois
Caractéristiques de différents matériaux de construction
Densité
ρ
kg/m3
Matériau
Conductibilité Capacité thermique
thermique
spécifique
λ
c
[W/(mK)]
J/(kg·K)
Indice de
température
a
cm2/m
Panneau de lammelles orienteés (OSB)
Panneaux en matériau à base de
bois avec ciment
Epicéa, pin, sapin
Panneaux en matériau à base de bois
HOMATHERM® HDP 040
650
1200
0,13
0,23
2100
2100
3
3
600
600
150
0,13
0,14
0,04
2100
2100
2100
4
4
5
Laine de bois panneaux constructive léger
HOMATHERM® flexCL® 040
250
70
0,07
0,04
2100
2000
5
10
HOMATHERM® holzFlex 040
55
0,04
2000
13
50
0,04
1600
18
2000
30
30
30
20
20
15
7800
1,35
0,035
0,04
0,045
0,035
0,035
0,04
50,00
1000
1500
1300
1300
1500
1000
1300
400
24
28
37
42
42
63
74
577
Panneaux isolants en bois
Panneaux isolants en cellulose
Panneaux isolants en bois
®
HOMATHERM fineFloc
®
cellulose
Béton
Mousse de polyuréthane
Lin
Chanvre
Polystyrène compensé
Laine de verre
Laine de mouton
Acier de construction
3
ventilée présentent déjà la plupart du temps les valeurs
requises pour une faible conductivité de la chaleur.
Dans ce cas les fenêtres et la
facon de les ombrager jouent
en outre un rôle important.
Sous les combles, l’importance des matériaux mis en
œuvre est d’un autre ordre :
En raison de la pente un toit
absorbe plus de chaleur qu’un
mur. L’évacuation de chaleur
par-dessous la couverture ne
fonctionne pas aussi bien qu’avec les facades à couche ventilée
C’est pourquoi les températures peuvent aller ici jusqu’à
80°C. De plus, la surface du
toit, conductrice de chaleur,
joue de par sa grandeur un
rôle défavorable dans le rapport de volume avec l’espace
qui se trouve en- dessous. A
l'exception de la plaque de
plâtre sur la partie interne, un
toit est composé essentiellement d’isolants (si l’on considère l’espace sous la couverture). Il n’existe donc pour ainsi
dire pas de masse emmagasinante.
Il est donc ici particulièrement important de régler la
réduction d’amplitude et le
déphasage avec un isolant peu
conducteur de chaleur.