THERMISCHE ASPECTEN VAN VENSTERS ......2011/04/28 · 1 Thermische en akoestische aspecten van...

1

Thermische en akoestische aspecten van vensters

Informatievergadering « ramen en beglazing »

Condederatie Bouw Brussel-Hoofdstad

28 april 2011

C. Delmotte - F. Dobbels - D. Wuyts

WTCB

2

THERMISCHE ASPECTEN VAN VENSTERS

2

Avril 2011

Directives européennes PEB

Directive 2002/91/CE du parlement européen

et du conseil du 16 décembre 2002 sur la

performance énergétique des bâtiments

Base de la réglementation PEB actuelle

Directive 2010/31/UE du parlement européen

et du conseil du 19 mai 2010 sur la

performance énergétique des bâtiments

(refonte)

PEB - Fenêtres

Définitions (EPBD 2010)

Performance énergétique d’un bâtiment

Quantité d’énergie calculée ou mesurée

nécessaire pour répondre aux besoins

énergétiques liés à une utilisation normale

du bâtiment

entre autres chauffage, refroidissement,

ventilation, eau chaude et éclairage

comporte un indicateur de performance

énergétique et un indicateur numérique

d’utilisation d’énergie primaire

Avril 2011 PEB - Fenêtres

3

Exigences PEB actuelles (habitations neuves)

Région de Bruxelles-Capitale

E 90

E 70 (à.p.d. 02/07/2011)

Région wallonne

Ew 100 et Espec 170 kWh/m²

Ew 80 et Espec 130 kWh/m² (à.p.d. 01/09/2011)

Vlaams Gewest

E 80

EPBD 2010

Les États membres veillent à ce que d’ici au 31

décembre 2020, tous les nouveaux bâtiments soient à

consommation d’énergie quasi nulleAvril 2011 PEB - Fenêtres

5

EPBD Recast - 01/01/2021Near zero energy building – E20?

La fenêtre dans le cadre de la PEB

La fenêtre joue différents rôles dans la performance

énergétique des bâtiments:

Participe aux déperditions par transmission

Permet la pénétration du rayonnement solaire

Participe aux déperditions par infiltration

Peut participer à la ventilation de base

Permet la ventilation intensive de nuit


4

Part des fenêtres dans les déperditions

Avril 2011

Construire avec l’énergie 2010 – Echantillon de 400 maisons neuves en Wallonie

Fenêtres

9% de la surface

36% des déperditions

PEB - Fenêtres

Déperditions par transmission

On peut limiter les déperditions par transmission

en améliorant les châssis et les vitrages

Avril 2011

Uf = 1.3 W/m² K Uf = 0.91 W/m² KUf = 1.0 W/m² K

PEB - Fenêtres

5

Calcul de la valeur U des fenêtres en bois

http://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=publications&

sub=infofiches&pag=29


Gains solaires

La PEB tient compte des

gains solaires

Pour la consommation

d’énergie en période de

chauffe (avantage)

Pour le risque de surchauffe

en période estivale

(inconvénient)


http://www.flickr.com/photos/44548980@N00/3014819432/in/gallery-nikolettj-72157622919713310/

6

Gains solaires au travers des fenêtres


Avril 2011

DV haut rendement

“classique”

PEB - Fenêtres

7

Protections solaires

Limitation des gains solaires

Amélioration du confort d’été WIS 3.0 - Logiciel gratuit, pour déterminer les propriétés thermiques

et optiques des systèmes de fenêtre et de leurs composants (vitrage,

châssis, protection solaire, …)

http://www.windat.org/wis/html/index.html


Triple vitrage Ug = 0.6 W/m² KDouble vitrage Ug = 1.1 W/m² K

Déperdition thermique vs gains solaires

Avril 2011

g = 63% g = 46%

PEB - Fenêtres

8

Étanchéité à l’air des bâtiments

Caractéristique importante de la PEB

Les fenêtres

participent

aux fuites

d’air

Avril 2011

Gain 5 points

Gain 5 à 10 points

Gain 1 à 3 points

PEB - Fenêtres

Étanchéité à l’air des fenêtres

Actuellement, plus

de 85% des châssis

répondent à la

classe C4

Avril 2011

P E RMEABILITE AIR

0.1

1

10 .0

100

10 100

Pression Pa

50 150 600

0. 5 2

2.5 2.0

5.0

20.0 80

40

20

8

4

0. 4

0. 8

1.2 1.6

Debit m³/hm² Debit m³/hm

Classe 4

Classe 3

Classe 2

Classe 1

P E RMEABILITE AIR

0.1

1

10 .0

100

10

Pression Pa

50 200 600

0. 5 2

2.5 2.0

5.0

20.0 80

40

20

8

4

0. 4

0. 8

1.2 1.6

Debit m³/hm² Debit m³/hm

Classe 4

Classe 3

Classe 2

Classe 1

PEB - Fenêtres

9

Étanchéité à l’air des fenêtres

L’ajout de 2 classes

complémentaires

permettrait une

meilleure

classification


Contribution des fenêtres aux fuites d’air

Maison 4 façades – 10 m x 10 m – Rez+1

Volume int. 528 m³

Surface de portes et fenêtres 29.3 m²

Des châssis de classe 4 pourraient

représenter 10.5% de le fuite d’air autorisée

pour une exigence n50 ≤ 1 1/h

Avril 2011

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%

PEB - Fenêtres

10

Ventilation naturelle via les fenêtres

Ouvertures d’alimentation naturelle

Systèmes A et C

Débit d’air limité et maîtrisable


Ventilation intensive de nuit

En période estivale, on peut profiter de la fraicheur

des nuits pour rafraichir les habitations

Introduction d’air frais en grande quantité

Grandes grilles de ventilation avec moustiquaires


11

Ventilation intensive de nuit

Valoriser le tirage naturel

Importance de l’inertie thermique du bâtiment


222006-2007

ACOUSTIQUE DU BÂTIMENT

AKOESTISCHE ASPECTEN VAN VENSTERS

12

23

Nieuwe eisen voor woongebouwen sinds 2008 …

NBN S 01-400-1: eisen op 2 niveaus (gevelvlak & gevelelement)

Geluidisolatie van volledige gevelvlak = globaal resultaat, gemeten IN SITU

DAtr

Prestaties van de afzonderlijke gevelelementen = productkarakteristiek, gemeten in LABO

RAtr

Normeisen voor de gevelgeluidisolatie

24

Laagfrequent gecorrigeerde parameters

IN SITU : DAtr (=D2m,nT,w + Ctr) > Gevelvlak (muur + rooster + venster + …)

IN LABO : RAtr (=Rw + Ctr) > Gevelelement (rooster, venster, …)

Belang van de laagfrequente gevelisolatie

40

45

50

55

60

65

70

75

80

20

31,5

50

80

125

200

315

500

800

1250

2000

3150

5000

8000

fréq. (Hz)

dB

Snelrijdend verkeer

Stadsverkeer

Belangrijke laagfrequente componenten voor

verkeerslawaai

Algemeen zwakkere geluidisolatie in de lage

frequenties

15

20

25

30

35

40

45

50

55

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1k

1,2

5k

1,6

k

2k

2,5

k

3,1

5k

4k

5k

f [Hz]

R [

dB

]

Vitrage 4-12-4 : Rw(C;Ctr)=30 dB (-1;-4)

Vitrage 8 -12-4 : Rw(C;Ctr)=36 dB (-2;-5)

&

Voldoende bescherming tegen

laagfrequent geluid noodzakelijk !

13

25

Normeisen voor gevelvlakken (woongebouwen)

DAtr -waarde per gevelvlak moet voldoen aan :

Eis in functie van het geluidniveau buiten LA, berekend uit referentie-niveau buiten LAref volgens bijlage B,

m [dB] : m = 3 dB in voorkomend geval waar tegelijk :

- de te beschermen ruimte over een bijkomend gevelvlak beschikt,

- LA > 60 dB is voor beide gevelvlakken,

- de twee gevelvlakken over minstens één element beschikken waarvan RAtr< 48 dB (bijvoorbeeld venster)

m = 0 dB in alle andere gevallen

Eis (2) is enkel van toepassing voor slaapkamers onderhevig aan structureel nachtelijk spoorweg- of luchtverkeerslawaai (zie NBN S 01-400-1)

Gewenst geluidniveau binnen Gewenst geluidniveau binnen

26

Normeisen voor gevelvlakken (woongebouwen)

DAtr -waarde per gevelvlak moet voldoen aan :

Gewenst geluidniveau binnen Gewenst geluidniveau binnen

DAtr voor het gevelvlak varieert van 26 dB

(minimumeis) tot ≥ 50 dB (intens verkeer,

verhoogd comfort, meerdere gevelvlakken)

14

27

Normeisen voor gevelelementen (woongebouwen)

Minimale eis voor gevelelementen (om te voldoen aan eis gevelvlak DAtr)

VB :

- Gebaseerd op voorspellingsberekeningen volgens de EN 12354-3 (“Akoestische Eurocode”)

- Designtool, om te voldoen aan de eis voor het gevelvlak DAtr

- Deelverantwoordelijkheden, om na te gaan waarom DAtr niet zou voldoen

- Voor grote projecten : niet altijd economisch meest interessante optie!

(DneAtr = Dne,w + Ctr)

28

Principe van samengestelde geluidisolatie

Gevel – Gevelvlak – Gevelelement

1010

,,,,

1010

10log10'jAtreniAtr D

tot

R

tot

iAtr

SS

SR

= oppervlakte-gewogen som van geluidtransmissies door samenstellende gevelelementen

« zwakste schakel » is bepalend voor de samengestelde geluidisolatie !

ramen, deuren, invulpanelen, gevelwanden ... roosters, gevelelmenten < 1 m²

De RAtr van gevelwanden ligt gevoelig hoger dan deze van vensters in het gevelvlak

15

29



1010

,,,,

1010


tot

R

tot

iAtr

SS

SR

6.00

1.50 1.50

3.0

0

4.50

1.9

0

a b

c

1.6

0

1.10

2.2

0

d

Svenster, RAtr,venster

Smuur, RAtr,muur

Srooster, DneAtr, rooster

« samenstellende gevelelementen » « samengesteld gevelvlak » S = 13 m², RAtr = ?

« Oppervlakte-gewogen som van de geluidisolatie van de gevelelementen »

30



« Oppervlakte-gewogen som van de geluidisolatie van de gevelelementen »

1010

,,,,

1010


tot

R

tot

iAtr

SS

SR

6.00

1.50 1.50

3.0

0

4.50

1.9

0

a b

c

1.6

0

1.10

2.2

0

d

« samenstellende gevelelementen »

Ventilatierooster : Dn,e,w (C;Ctr)= 37 (0;-1) dB, Dne,Atr= 36 dB

Venster : Rw (C;Ctr)= 40 (-1;-3) dB, RAtr= 37 dB, S = 6,1 m²

Muur: Rw (C;Ctr)= 56 (-1;-5) dB, RAtr= 51 dB, S = 6,7 m²

« samengesteld gevelvlak » S = 13 m², RAtr = 35 dB

16

venster = raamprofiel + beglazing (+ lekken)

31

Invloedsfactoren geluidisolatie venster :

Type beglazing

Aard van het profiel (densiteit en dikte)

m² raam/m² glas

Dichtingsprofielen, aansluitingen ruwbouw

...

raam : Sraam, m”raam

glas : Sglas , RAtr,glas

Geluidisolatie “venster” = “beglazing + raamprofiel”

Opsporen van geluidlekken met ultrasonen detectie

Ultrasoone“bron”

Ultrasoon “detector”

Hoogfrequent geluid (>30 kHz) wordt overgedragen door

spleten en onvoldoende afgedichte kieren

Belang van akoestische lekdichtheid

17

Vermijden van akoestische lekken in schrijnwerk

Belang van akoestische lekdichtheid

10

15

20

25

30

35

40

10

01

25

16

02

00

25

03

15

40

05

00

63

08

0010

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

middenfrequenties 1/3 octaafbanden [Hz]

R [

dB

]

Traditionele thermische beglazingen

Keuze van de beglazing

Type Samenstelling (mm) Rw (C;Ctr) RAtr of Rw+Ctr

Dubbel symmetrisch 4-15-4 29(-1;-4) dB 25 dB

4-16-4 30(-1;-3) dB 27 dB

6-16-6 33(-1;-4) dB 29 dB

Voor een totale equivalente glasdikte

liggen de prestaties van een dubbele

beglazing lager dan van een enkele

beglazing

De voordelen van een dubbele beglazing

situeren zich slechts in de middelhoge en

hoge frequenties

18

Naar een akoestische beglazing …


In geval van dubbele beglazingen, situeert het probleem zich

steeds in de lage frequenties (massawet & resonantie)

Daarom worden de afzonderlijke glasbladen verzwaard (inspelen op

massawet en verlagen van resonantiefrequentie) door beroep te doen op

dikkere glasbladen

In dat geval verschuift de coïncidentiefrequentie naar lagere frequenties

vanwege de hogere buigstijfheid voor de dikkere glasbladen: we verliezen

opnieuw in geluidisolatie...

Daarom is het interessant om gebruik te maken van zware gelaagde

beglazingen (giethars of akoestisch verbeterde PVB-folie): de

grensfrequentie komt overeen met de glasdikte van de opgedeelde

glasbladen en situeert zich opnieuw in hogere frequentiezone =

geluidisolatiewinst !

4/12/4

RAtr ≈ 26 dB

8/12/6

RAtr ≈ 32 dB

44.2A/12/6

RAtr ≈ 35 dB

Akoestisch geoptimaliseerde beglazingen


Type Samenstelling Rw (C;Ctr) RAtr of Rw+Ctr

Dubbel, asymmetrisch 6-15-4 34(-1;-4) dB 30 dB

6-16-4 35(-2;-5) dB 30 dB

6-15-10 38(-1;-4) dB 34 dB

6-20-10 37(-1;-2) dB 35 dB

Dubbel, éénzijdig gelaagd 6-15-55.2 39(-1;-4) dB 35 dB

4-16-44.2 37(-2;-6) dB 31 dB

6-20-55.2 42(-1;-5) dB 37 dB

Dubbel, éénzijdig A-gelaagd 8-15-66.2A 43(-2;-4) dB 39 dB

8-15-44.2A 41(-2;-6) dB 35 dB

10-20-44.2A 45(-1;-4) dB 41 dB

12-20-66.2A 45(-1;-3) dB 42 dB

Dubbel, tweezijdig A-gelaagd 66.2A-20-44.2A 50(-2;-8) dB 42 dB

66.2A-20-44.2A 49(-2;-6) dB 43 dB

66.2A-15-88.2A 51(-1;-4) dB 47 dB

19

Drievoudige beglazingen … ?

Geen significante verbetering van de geluidisolatie ten aanzien van

dubbele beglazingen voor dezelfde totale spouwbreedte en dezelfde

buitenste glasbladen (voor glasbladen tot 4 mm)

Type Samenstelling Rw (C;Ctr) RAtr of Rw+Ctr

Drievoudig 4-16-4-16-4 32(-2;-5) dB 27 dB

Drievoudig, enkel A-gelaagd 6-12-4-12-44.1A 42(-1;-5) dB 37 dB

Drievoudig, dubbel A-gelaagd 44.1A-12-4-12-44.1A 47(-2;-6) dB 41 dB

66.1A-12-6-12-44.1A 50(-2;-6) dB 44 dB

37

≈

Invloed van de raamprofielen

Onder de 33 dB (RAtr) :

geen invloed vanwege het raam in te rekenen, zelfs mogelijke verbetering

Boven de 33 dB (RAtr) :

het raamkader heeft een negatieve invloed op de geluidisolatie van het venster (tenzij speciale verzwaarde

profielen worden aangewend)

RAtr = Rw+Ctr van beglazing RAtr = Rw+Ctr van venster

24 26

25 27

26 28

27 29

28 30

30 31

32 32

34 33

36 34

Enkele vuistregels (voor houten, aluminium of PVC-profielen)

20

Invloed van de raamprofielen

39

Metingen in laboratorium op specifieke « glas + raam » combinatie

RAtr

beglazing

Aluminium Houten PVC

RAtr

venster RAtr

venster RAtr

venster

35 dB 31 à 37 dB 33 à 37 dB 34 à 35 dB

38 dB 36 à 38 dB 36 à 39 dB 37 à 41 dB

42 dB 37 à 41 dB 39 à 43 dB 36 à 43 dB

Compilatie meetresultaten 150 laatste testen gerealiseerd op het WTCB

Proefresultaten wijken vaak sterk af van algemene vuistregels ….

Akoestische hoogwaardige vensterconcepten

40

Zware beglazing 66.2A/20/44.2A (RAtr = 42 dB) in verzwaarde raamprofielen

Hout, enkel opendraaiend

RAtr = 43 dB

PVC, enkel of dubbel opendraaiend

RAtr = 42 dB

21

Akoestische hoogwaardige vensterconcepten

41

Dubbele vensters (RAtr = 45 à 50 dB)

Voorbeeld : dubbel aluminium raam: Rw=56(-2;-6) dB

- opendraaiend raam Rw=43(-2;-6) dB (beglazing 10-12-44.2A)

- luchtspouw 50 mm

- vast raam Rw= 44(-1;-5) dB (beglazing 12-20-44.2A)

422006-2007

Beglazing wordt bron van geluidafstraling…

Oplossing = gelaagde beglazing!

Reductie van geluidniveau met :

5 dB(A) indien voor PVB-folie

10 dB(A) (=halvering van lawaai) voor giethars of PVB(A)-folie

Dankzij « dempingseffect » van de folie/hars tussen glasbladen

Regenimpactlawaai op beglazingen

Aanverwante problematiek …

22

Technologische DienstverleningDuurzaam Bouwen en Duurzame Ontwikkeling

in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest

[email protected]\go\td-duurzaambouwen

Poincarélaan 791060 Brussel

+32 (0)2 529 81 06 +32 (0)2 653 07 29

Prioritaire thema’s:• Energie en gebouwen• Renovatie en onderhoud van muren en gevels• Akoestisch comfort• Toegankelijkheid van gebouwen• Duurzaam materiaalgebruik• Innovatieve prospectie• Technology watch (in samenwerking met SIRRIS)• Duurzame mobiliteit (in samenwerking met OCW)

Missie:• Rechtstreekse en multidisciplinaire technische ondersteuning• Informatie en collectieve vorming• Marktverkenning, informatieverspreiding en innovatiestimulering

Doelgroep:Alle Brusselse ondernemingen actief in de bouwsector

In samenwerking met de Confederatie Bouw Brussel Hoofdstad

WTCB

Gesubsidieerd door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest via InnovIRIS

Guidance TechnologiqueÉco-Construction et Développement Durable

en Région de Bruxelles-Capitale

[email protected]\go\gt-batimentdurable

Boulevard Poincaré, 791060 Bruxelles

+32 (0)2 529 81 06 +32 (0)2 653 07 29

Thèmes prioritaires :• Énergie et bâtiments• Rénovation et entretien des murs et façades• Confort acoustique• Accessibilité des bâtiments• Utilisation durable des matériaux• Prospection d’innovations• Technology watch (en coopération avec le SIRRIS)• Mobilité durable (en coopération avec le CRR)

Mission :• Soutiens techniques directs et multidisciplinaires• Information et formation collective• Prospection, diffusion et stimulation à l'innovation

Bénéficiaires :L'ensemble des entreprises bruxelloises du secteur de la construction

En collaboration avec laConfédération de la Construction Bruxelles-Capitale

CSTC

Subsidiée par la Région de Bruxelles-Capitale via InnovIRIS

THERMISCHE ASPECTEN VAN VENSTERS ......2011/04/28 · 1 Thermische en akoestische aspecten van...

Documents

Transcript of THERMISCHE ASPECTEN VAN VENSTERS ......2011/04/28 · 1 Thermische en akoestische aspecten van...