Bois et Minergie

Les informations techniques bois de Lignum

Lignatec 16/2003 Bois et Minergie

Lignum

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Lignatec 16/2003

Table des matières Partenaires de projet Cette publication a reçu le soutien financiers des partenaires suivants: – Programme d’encouragement de l’OFEFP bois 21 – Association MINERGIE® – VGQ, Association Suisse pour des maisons de qualité contrôlées – Architos, réseau d’experts en planification – Renggli AG – Casa-Vita / Frefel Holzbau AG – Holzwerkstoffzentrum AG – Agena énergies – Banque cantonale de Zurich

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8

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22 Auteurs Marco Ragonesi Ragonesi Strobel & Partner AG, Lucerne Jürg Fischer Fischer Timber Consult, Bubikon Franz Beyeler Association MINERGIE®, Berne

29 30 31 32

1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 2.3 2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.4.7 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.3 6 6.1 6.2 6.3 6.4 7 8 9

Bois et MINERGIE®: une association innovante Développement du standard MINERGIE® Confort, écologie et qualité Le bois et MINERGIE® gagnent des parts de marché Le standard MINERGIE® Définitions et limites Un confort et une qualité de construction accrues Cinq exigences sévères MINERGIE®-P: à la pointe de la rationalisation énergétique Principes de planification Assurer une bonne isolation thermique avec des éléments minces Des détails constructifs exempts de ponts thermiques Le surcoût pour le standard MINERGIE® Les critères Contributions financières Exemple d’un concept de maison Autres avantages Fixer des priorités pour l’obtention du standard MINERGIE® Première priorité: Isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment Deuxième priorité: Utilisation passive de l’énergie solaire Troisième priorité: Système d’aération avec récupération de chaleur Quatrième priorité: Système de chauffage et source d’énergie Construction en bois de haute qualité Le choix d’Albert Einstein Opter pour le bois dès la phase de planification Les critères pour une construction en bois de haute qualité Garantir la qualité par un contrôle attentif (VGQ) Assurance qualité Aspects déterminants de l’assurance qualité Critères de contrôle Exigences fixées à l’entreprise Documentation du système Contrôle interne Contrôle externe Garantir la qualité par une planification en réseau Choix des partenaires de projet Six principes directeurs d’Architos Philosophie de planification Certification de constructions MINERGIE® Exigences Standard MINERGIE® Standard MINERGIE®-P Démarche lors d’une certification Bâtiments MINERGIE® Bâtiments MINERGIE®-P Offices de certification Constructions en bois optimisées du point de vue énergétique Maison familiale à Stäfa: standard MINERGIE® Bâtiment Renggli AG à Sursee: standard MINERGIE® Maison familiale à Dintikon: premier certificat MINERGIE®-P Autres bâtiments MINERGIE® Normes, littérature Adresses, partenaires de projet Glossaire Impressum

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Lignatec 16/2003

Bois et MINERGIE®: une association innovante 1.1

Développement du standard MINERGIE®

Figure 1a: Les constructions en bois efficientes d’un point du vue énergétique répondent également à des exigences architecturales élevées.

La construction en bois associée au label MINERGIE® s’est fortement développée ces dernières années et figure aujourd’hui parmi les secteurs les plus innovants de la construction. Il ne s’agit pas d’un hasard

1.2

Confort, écologie et qualité

Les quatre principaux arguments plaidant en faveur d’une construction selon le standard MINERGIE® sont: un confort élevé, une faible consommation d’énergie, le respect des critères écologiques et la conservation de la valeur immobilière. Pour chacun de ces points, le bois rajoute ses propres avantages: • Le bois est un matériau de construction naturel, qui offre des conditions idéales pour un climat sain et une humidité de l’air équilibrée.

• La construction en bois se prête aisément à la préfabrication et permet ainsi une grande précision sur l’ensemble de l’ouvrage. Ainsi, l’étanchéité de-

Peter C. Beyeler Président de l’association MINERGIE® Président du conseil d’Etat (Landamann) du canton d’Argovie

si les architectes et maîtres de l’ouvrage progressistes combinent souvent ces deux techniques.

Le standard MINERGIE® laisse aux architectes et aux maîtres de l’ouvrage le libre choix du matériau et du système de construction. Bien qu’aucune statistique précise n’existe dans ce domaine, il ressort clairement que, parmi les constructions MINERGIE®, la construction en bois représente une proportion nettement plus importante que la construction traditionnelle. Selon Rudolf Graf, responsable des certifications pour le canton de Zurich, un tiers de l’ensemble des bâtiments MINERGIE® est réalisé en bois.

En prenant comme indicateur le concours MINERGIE® organisé par le canton de Berne, l’estimation est encore plus parlante: sur 15 maisons familiales présentées, plus de dix étaient en bois. On trouve également de nombreux exemples d’architecture en bois dans des constructions représentatives, telles des écoles ou des bâtiments administratifs.

MINERGIE® est un élément important dans la politique énergétique en Suisse. Construire selon le standard MINERGIE® c’est soutenir l’utilisation rationnelle de l’énergie dans les bâtiment tout en offrant un grand confort d’habitation. Soutenu par la politique, l’économie et les maîtres de l’ouvrage privés et publics, MINERGIE® est devenue au cours de ces dernières années, en Suisse, un standard de construction reconnu permettant la mise en pratique d’une politique énergétique pragmatique.

La combinaison de MINERGIE® et du bois permet d’atteindre de manière idéale les objectifs fixés.

mandée à l’enveloppe afin d’éviter des dégâts à la substance construite ainsi que des pertes incontrôlées d’énergie peut être garantie. Il en est de même pour prévenir les ponts thermiques.

• Le système constructif multicouche, typique de la construction en bois, facilite l’installation des systèmes de ventilation, exigés par le standard MINERGIE®.

• La construction en bois permet de fabriquer des parois extérieures hautement isolées tout en gardant de faibles épaisseurs, ce qui permet d’augmenter la surface habitable.

• Un bon bilan énergétique ne dépend pas seulement d’une faible consommation d’énergie en exploitation (chauffage, eau chaude), mais également d’une réduction de l’énergie grise investie pour construire et plus tard éliminer l’ouvrage. Sur ce point également, les constructions en bois sont optimales.

• Le bois est un matériau de construction renouvelable, caractéristique importante pour des maîtres de l’ouvrage ayant décidé d’approvisionner leur maison MINERGIE® en énergie renouvelable.

• De nouvelles études montrent que, d’un point de vue de l’écologie globale, les constructions en bois se positionnent mieux que d’autres systèmes de construction.

• Dans la construction en bois, la tendance à une systématisation de la préfabrication renforce la

4

1.3 planification et l’assurance de qualité. Tous ces points ont une répercussion positive sur la durée de vie du bâtiment.

• Les maîtres d’ouvrage qui optent pour MINERGIE® ne cherchent pas uniquement une technique d’avant-garde, mais posent également des exigences architecturales. Le développement de nouveaux matériaux dérivés du bois et de systèmes constructifs innovants, a permis d’élargir la créativité des projets et a ouvert le chemin à une architecture moderne et orientée vers l’avenir.

Figure 1b: Principales dates du développement de la construction rationnelle en matière énergétique au cours des vingt dernières années.

Année

Politique, normes, manifestations

1983

Le canton de Zurich adopte la Loi sur l’énergie

1985

Projet de norme SIA 380/1: L’énergie dans le bâtiment

1986

Publication par la SIA du premier catalogue des ponts thermiques

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Le bois et MINERGIE® gagnent des parts de marché

Autant le standard MINERGIE® que la construction en bois sont en nette progression. Bien que le premier bâtiment MINERGIE® n’ait été certifié qu’en 1998, le standard a atteint en 2001 une part de marché au niveau Suisse représentant 9 % en surface habitable des constructions neuves et des rénovations. Parallèlement, la construction en bois a vu sa part de marché dans le bâtiment augmenter de 20 % à 22 % entre 1991 et 2000, ce qui représente une hausse de 10 %.

1987

Bâtiment, technique

Fenêtre HIT avec valeur U = 0,7 W/m2K

1988

Norme SIA 380/1: L’énergie dans le bâtiment

1989

Prescriptions pour l’isolation thermique dans les cantons ZH et BL

1990

Lancement du Prix Solaire Suisse

1991

Début du programme Energie 2000

1992

Sommet de la Terre à Rio

1993

Première Loi suisse sur l’énergie

1994

Projet de norme SIA 380/4: L’énergie électrique dans le bâtiment

1995

L’article 10a de la Loi sur l’énergie du canton de Zurich limite l’utilisation d’énergie fossile

1996

La SIA présente un concept pour diminuer la consommation d’énergie dans le bâtiment

1997

La Suisse ratifie le protocole de Kyoto; 1ère Foire maison et MINERGIE®

1998

Modèle d’ordonnance sur l’énergie pour les cantons Fondation de l’association MINERGIE®

Premières certifications de maisons MINERGIE®

1999

Norme SIA 180: Isolation thermique et protection contre l’humidité. La Suisse vote la loi sur le CO2.

Première maison suisse selon le standard «Passivhaus»: lotissement à Nebikon

Première maison à consommation d’énergie nulle à Oberburg Prototype de la maison MINERGIE® à la foire Heureka à Zurich

Prototype d’isolation thermique sous vide pour la construction

Premiers modules MINERGIE® pour toitures et parois

2000 2001

Norme SIA 380/1: L’énergie thermique dans le bâtiment Des chercheurs de l’EPF présentent l’idée de la société 2000-watt. Le label MINERGIE® atteint une part de marché de 24% dans le canton de Zurich

Plus 1 million de m2 de surface de référence énergétique certifiés en Suisse.

1er hôtel MINERGIE® à Saas-Fee

2002

Norme SIA 380/1: L’énergie thermique dans le bâtiment Standards MINERGIE® pour toutes les catégories de bâtiment.

Premiers modules MINERGIE® pour fenêtres Certification du 1er bâtiment MINERGIE® en Allemagne

2003

2500 constructions certifiées MINERGIE®

Premières maison MINERGIE®-P à Dintikon.

5

2

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Le standard MINERGIE® 2.1

Définitions et limites

«Mieux construire pour mieux vivre», tel est le slogan de MINERGIE®. Mais qu’est ce qui se cache concrètement derrière MINERGIE®, quelles en sont les exigences, qui les fixe et quelle en est l’utilité définitive?

MINERGIE® est avant tout un standard énergétique pour les bâtiments. En fonction du type de bâtiment, des limites exigeantes sont imposées à la consommation en énergie pour le chauffage des bâtiments et pour la production d’eau chaude. Ces limites sont en principe nettement plus sévères que les exigences des lois cantonales sur l’énergie ou les prescriptions pour l’isolation thermique. Une maison MINERGIE® consomme deux fois moins d’énergie pour le chauffage du volume habitable et de l’eau qu’un bâtiment traditionnel. Les offices de certification – rattachés dans de nombreux cantons au Service de l’énergie – se basent sur un contrôle, effectué au moyen de documents de planification, pour attribuer le label. Le standard MINERGIE® reste cependant un choix volontaire. L’association est certes soutenue par la confédération et les cantons, mais demeure indépendante et organisée selon le droit privé. Elle compte parmi ses membres des instances publiques, des industries, des établissements commerciaux ainsi

2.2

Un confort et une qualité de construction accrues

Du point de vue bien-être, le principal avantage des maisons MINERGIE® réside dans le confort thermique: grâce à une bonne isolation thermique des fenêtres, de la toiture et des parois extérieures, une température équilibrée règne au sein du volume habitable. Les désagréables asymétries de rayonnement, la création de courants d’air dus aux surfaces froides des parois extérieures ou les chutes de températures au niveau des fenêtres sont ainsi évités. De plus, la faible puissance de chauffage à installer dans les bâtiments MINERGIE® permet une agréable distribution de la chaleur par des chauffages surfaciques.

Un air sain représente le deuxième avantage principal d’une maison MINERGIE®. Un système mécanique d’aération permet de garantir le renouvellement d’air nécessaire d’un point de vue hygiénique en éliminant les polluants, et ceci même avec

2.3

que des écoles et des privés. Sa fondation en 1998 s’est faite à l’initiative des cantons de Berne et de Zurich. Plutôt que d’imposer les directives de la politique de l’énergie dans le domaine des bâtiments par une pléthore de prescriptions, on a tenté de les faire admettre par des stimulations et par une liberté d’action pouvant mener à des solutions innovantes.

A l’origine de cette nouvelle stratégie, il y avait la prise de conscience qu’une construction rationnelle du point du vue de la consommation d’énergie ne devait pas forcément être synonyme de restrictions.

Au contraire, comme l’attestent de nombreux bâtiments à faible consommation d’énergie construits à la suite de la crise pétrolière des années 80, une amélioration sensible de la qualité de la construction et du confort d’habitation peut être atteinte, notamment par une meilleure isolation thermique et par des mesures intelligentes de réduction de consommation d’énergie. Ce gain est au centre de la philosophie MINERGIE® et donne l’atout décisif pour que les investisseurs et les maîtres de l’ouvrage s’engagent volontairement à prendre des mesures pour une rationalisation énergétique.

des fenêtres fermées. Cela permet de réduire le risque de dégât au bâtiment, comme par exemple la formation de moisissure. Dans ce sens, une aération contrôlée permet certes des économies d’énergie par la récupération de la chaleur sur l’air vicié, mais garantit également de façon durable la valeur immobilière de la construction. Ce deuxième argument est tout aussi important pour les propriétaires et les promoteurs. Plusieurs raisons font que la stratégie MINERGIE® est rentable à long terme. Tout d’abord, la faible consommation d’énergie permet de faire des économies, ce qui conduit à un meilleure rendement net. Ensuite, par sa faible consommation en énergie, nettement inférieure aux prescrip-tions légales en vigueur, une maison MINERGIE® subsiste à long terme sans rénovation. Finalement, le maître de l’ouvrage se voit garantir une certaine qualité lors d’exécution en optant pour le label MINERGIE®.

Cinq exigences sévères

Afin d’atteindre un confort élevé tout en assurant une consommation en énergie minimale, le standard MINERGIE® impose cinq exigences:

1. Indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› Cet indice représente la valeur clé du standard MINERGIE®. Conformément à la norme SIA 380/1

6

«L’énergie thermique dans le bâtiment», il existe douze catégories différentes de bâtiment. De plus, une correction par rapport à l’altitude permet de prendre en compte l’influence de la localisation. Une distinction supplémentaire est faite entre les constructions neuves et les rénovations (construction avant 1990). Le calcul de l’indice de dépense d’énergie se situe au niveau de l’énergie finale et comprend ainsi la fraction utile de la production de chaleur. Contrairement à la SIA 380/1, MINERGIE® considère différents éléments de pondération: en premier lieu, un bonus est accordé pour l’utilisation d’énergie renouvelable, ensuite, les sources d’énergie sont pondérées en fonction de leur origine (pour l’électricité on applique le facteur 2) et finalement, la consommation d’électricité pour le fonctionnement de l’aération mécanique est prise en compte.

2. Besoins de chaleur pour le chauffage Le besoin annuel de chaleur pour le chauffage d’un bâtiment, exprimé en kWh/m2, est une mesure de l’isolation de l’enveloppe et le moyen mathématique de considérer les gains passifs. Ce besoin de chaleur dépend également de la forme du bâtiment, raison pour laquelle MINERGIE® fixe cette exigence en fonction du rapport de forme, rapport entre la surface de l’enveloppe et la surface de référence énergétique. Les bâtiments qui présentent un développement de façade complexe se voient fixer des valeurs limites plus élevées que des bâtiments compacts. Pour des constructions nouvelles, les exigences sont fixées à 80 % de la valeur limite de la SIA 308/1 et à 120 % dans le cas d’assainissements.

3. Système d’aération MINERGIE® impose le recours à un système de ventilation qui permet un renouvellement contrôlé de l’air vicié. Dans la plupart des cas, des systèmes d’aération avec échangeur de chaleur sont installés.

2.4

Lignatec 16/2003

De manière restreinte, des fenêtres automatisées sont également acceptées.

4. Besoins d’électricité pour l’éclairage Selon la catégorie d’ouvrage, des exigences quant à la consommation d’électricité sont imposées. Elles sont basées sur la norme SIA 380/4 «L’énergie électrique dans le bâtiment». Les exigences du standard MINERGIE® sont remplies si les sévères valeurs cibles de la SIA 380/4 ne sont pas dépassées de plus du quart de la différence entre la valeur limite et la valeur cible.

5. Coûts supplémentaires Les investissements supplémentaires à consentir pour un ouvrage MINERGIE® ne doivent pas représenter un surcoût de plus de 10% par rapport à un ouvrage traditionnel comparable.

Utilisation d’énergie renouvelable Le standard MINERGIE® n’impose pas l’utilisation d’énergies renouvelables, à l’exception toutefois des catégories de bâtiment dont la consommation d’eau chaude sanitaire est élevée. Dans ces cas, au moins 20% de l’eau chaude doit être produite au moyen d’énergie renouvelable.

En plus des exigences sévères qui font partie intégrante du procédé de certification, MINERGIE® propose diverses recommandations qui ne sont pas contrôlées. Il s’agit entre autres d’une bonne étanchéité à l’air de l’enveloppe ou encore du recours à des appareils ménagers appartenant à la classe d’efficience énergétique A, respectivement A+.

MINERGIE®-P: à la pointe de la rationalisation énergétique

En complément au standard existant, l’association MINERGIE® a défini en 2002 un deuxième standard de construction nettement plus exigeant: MINERGIE®-P. La lettre «P» renvoie à «Passivhaus», standard pratiqué en Allemagne pour des constructions à très faible consommation d’énergie. MINERGIE®-P a été conçu comme un stimulateur pour la branche de la construction dans le but de développer et de promouvoir de nouvelles technologies dans l’idée d’une rationalisation énergétique et d’un accroissement du recours aux énergies renouvelables. Dans ce sens, les exigences fixées reflètent la pointe de la technologie dans le domaine de la construction et des installations. MINERGIE®-P implique un tout

nouveau concept de bâtiment qui, sur de nombreux points, n’est plus comparable avec la construction traditionnelle. Le point essentiel des réflexions autour de ce nouveau standard réside dans l’abandon d’un système conventionnel de chauffage grâce à une réduction drastique des besoins en énergie de chauffage. De la sorte, la faible quantité de chaleur encore nécessaire peut être amenée par le système d’aération. Pour atteindre ce but, le bâtiment, considéré comme un système global, doit être optimisé de manière conséquente. Au minimum les huit mesures suivantes doivent alors être prises: • éléments de construction extérieur hautement isolés (valeur U entre 0,10 et 0,15 W/m2K)

7

• fenêtres efficaces d’un point de vue énergétique (valeur Uw inférieure à 0,80 W/m2K) • minimalisation des ponts thermiques • excellente étanchéité de l’enveloppe (valeur nL,50 inférieure à 0,6/h). L’étanchéité à l’air est à justifier par un test Blower-Door.

• utilisation optimale des gains solaires passifs • renouvellement d’air efficace avec récupération de chaleur • utilisation d’énergies renouvelables • appareils ménagers de la classe d’efficience énergétique A, respectivement A+ Contrairement au standard MINERGIE® déjà bien implanté et dont le but est d’améliorer les constructions par des techniques largement éprouvées et défendables d’un point de vue économique, MINERGIE®-P sert à développer le standard de construction de l’avenir, selon le slogan «Encore mieux construire pour encore mieux vivre».

Figure 2: Ce n’est pas dû au hasard si la première maison MINERGIE®-P certifiée en Suisse à Dintikon AG au printemps 2003 est une construction en bois, voir ch. 6.3.

Figure 3: Comparaison des exigences fixées par le standard MINERGIE® et MINERGIE®-P.

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Nouveau: Solutions standards pour maisons familiales Dans l’optique de simplifier le chemin vers une certification MINERGIE®, il existe depuis le 1er juillet 2003, pour les nouvelles maisons familiales, la possibilité d’un procédé de certification simplifié, basé sur des solutions standards. Selon le type de chauffage, une distinction est faite entre quatre variantes: 1. Pompe à chaleur avec sonde géothermique 2. Chauffage à bois manuel combiné à des panneaux solaires pour la production d’eau chaude 3. Chauffage à bois automatisé 4. Pompe à chaleur air/eau (seulement valable pour des lieux en-dessous de 1000 m. d’altitude) En plus du choix du type de chauffage, les exigences suivantes sont fixées: le système d’aération contrôlée doit être muni de moteurs à courant continu d’une bonne efficacité énergétique et avec un taux de récupération de chaleur supérieur à 80%. Les valeurs de transmission thermique fixées sont proches des valeurs limites de la norme SIA 380/1. Le rapport entre les surfaces vitrées et la surface de référence énergétique doit être inférieure à 30%. Pour les ponts thermiques, il est nécessaire de respecter les valeurs limites requises par rapport aux performances ponctuelles définies dans la norme SIA 380/1. Dans un premier temps, cette nouvelle réglementation est valable durant une phase de test d’une année.

Standard MINERGIE®

Standard MINERGIE®-P Energie renouvelable conseillé exigé Besoins de chaleur pour le chauffage 80% de la valeur limite SIA 20% de la valeur limite SIA Etanchéité de l’enveloppe bonne contrôlée Isolation thermique 15 à 20 cm 20 à 35 cm Vitrage isolant double triple Distribution de la chaleur conventionnelle possible par air Appareils ménagers de classe A conseillé exigé

Grafik: Staubli/OeJ

Système d’aération contrôlée exigé exigé Puissance de chauffage pas d’exigence max. 10 W/m 2 42kWh/m2a

Indice pondéré de dépense d’énergie ‘chaleur’

30 kWh/m2 a

8

3

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Principes de planification 3.1

Assurer une bonne isolation thermique avec des éléments minces système offre comparativement des éléments de faible épaisseur. En plus du choix de l’épaisseur d’isolation (produit doté d’une bonne valeur de conductivité thermique), la proportion de bois, la plus faible possible, représente également un potentiel d’optimisation.

MINERGIE® et MINERGIE®-P se fondent en priorité sur une enveloppe du bâtiment hautement isolée. Le système constructif le plus répandu dans la construction en bois, l’ossature, combine dans un même plan la structure porteuse et la couche isolante. Bien que l’ossature interrompe l’isolation, ce dont il faut bien sûr tenir compte dans le calcul de la valeur U, ce

50 46

Epaisseur d de la construction en bois et de la couche d’isolation [cm] 24 30 28 26 22 20 18

0,046 0,044

42 40 38 36 34 32

0,042

16

0,040

0,058

0,038

0,056

0,036 0,054

0,035 0,034

0,052 0,032

4

0,050

0,030

2 0,048

0,028

3

Conductivité thermique λD de la couche d’isolation [W/mK]

Conductivité thermique résultante en fonction de la proportion de bois λres [W/mK]

14

0,046

0,044

0,042

0,040

0,038

0,036

0,034

0,032

0,030

5 0,028 0,10 (*)

0,12

0,14

0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 Valeur U de la construction en bois [W/m2K] (*)

sous les conditions suivantes: – résistance thermique superficielle intérieure Rsi = 0,13 m2K/W – résistance thermique du revêtement intérieur R = 0,20 m2K/W (p.ex. panneaux en plâtre cartonné et en produit dérivé du bois) – résistance thermique du revêtement extérieur R = 0,20 m2K/W (p.ex. panneau en produit dérivé du bois avec une ventilation) – résistance thermique superficielle extérieure Rse = 0,04 m2K/W

0,26

0,28

0,30

0

2

Proportion de bois =

4

100 · (2 · c) a

6

8 10 12 Proportion de bois [%]

1

14

16

18

20

d

[%] c

b a

c

Figure 4: Diagramme pour le précalcul de la valeur U de constructions en bois: calcul de la proportion de bois (1), choix de la couche d’isolation et de D (2), détermination de la conductivité thermique résultante res pour la couche hétérogène «bois/isolation» (3), définition de l’épaisseur de la couche hétérogène «bois/isolation» (4), lecture de la valeur U de la construction en bois hétérogène (5). Pour des hétérogénéités en plusieurs couches, il faut définir chaque proportion de bois par couche et les conductivités thermiques résultantes pour ensuite pouvoir calculer la valeur U correcte.

9

Figure 5: Composition de parois extérieures pour atteindre les divers standards énergétiques.

U ≈ 0,3 W/m2K (Loi sur l’énergie)

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U ≈ 0,2 W/m2K (MINERGIE®)

U ≈ 0,1 W/m2K (MINERGIE®-P)

Ossature bois ≈ 42 cm ≈ 22 cm

≈ 14 cm 1 2 3 6 8 1011

Construction en bois lamellé ≈ 20 cm

≈ 12 cm

≈ 40 cm

1 2 4 7 9 1011

Construction par panneaux ≈ 40 cm ≈ 20 cm

≈ 12 cm 5 7 8 1011 Légende

3.2

1 2 3 4 5 6

revêtement intérieur, par ex. panneau de plâtre cartonné éventuellement étanchéité à l’air panneau intérieure, par ex. OSB paroi en bois lamellé 87 mm panneau en bois croisé 35 mm ou équivalent ossature (système porteur / isolation)

7 8 9 10 11

lattage / isolation panneau extérieur, par ex. panneau de fibres mou pare-vent lattage / ventilation revêtement de façade

Des détails constructifs exempts de ponts thermiques

Les ponts thermiques sont à prendre en compte dans le contrôle de l’isolation thermique selon la norme SIA 380/1 «L’énergie thermique dans le bâtiment». Mieux un bâtiment est isolé, plus l’influence des ponts thermiques est importante sur l’ensemble des pertes de chaleur par transmission. Pour cette raison, MINERGIE® et MINERGIE®-P accordent une attention toute particulière aux ponts thermiques.

On distingue les coefficients linéiques de transmission thermique [W/mK] des coefficients ponctuels [W/K]. L’analyse des ponts thermiques se fait au moyen de calculs bi ou tridimensionnels ou plus simplement par la comparaison du détail considéré avec des détails standards contenus dans les catalogues des ponts thermiques. Lors du calcul des pertes de chaleur globales à travers l’enveloppe, les valeurs considérées se basent sur les dimensions extérieures (dimensions brutes).

Les ponts thermiques n’influencent cependant pas uniquement l’aspect énergétique d’un bâtiment, mais également la protection contre l’humidité de l’enveloppe. En effet, la température des surfaces doit être suffisamment élevée pour éviter toute

condensation en surface et la formation de moisissure. Lorsque l’humidité intérieure admissible n’est pas dépassée, la preuve d’absence de condensation superficielle et de formation de moisissure, selon la norme SIA 180 «Isolation thermique et protection contre l’humidité dans les bâtiments», est remplie si le facteur de température superficielle fRsi est plus grand ou égal à 0,75.

Etant donné que dans la construction en bois, la différence entre les conductivités thermiques est relativement faible (bois 0,14 W/mK; isolation 0,036 W/mK), il n’est généralement pas nécessaire de tenir compte de pertes supplémentaires dues aux ponts thermiques dans le cas de détails entièrement en bois (plancher, paroi/toiture etc.). Les coefficients linéiques de transmission thermique peuvent cependant devenir significatifs dans les zones de transition avec la construction en béton (par ex. fondation) et doivent particulièrement être considérés pour les fenêtres.

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Ψe = –0,04 W/mK

10

–9 ±0

9

19

Uparoi = 0,18 W/m2K

Figure 6: Liaison exempte de ponts thermiques entre la paroi extérieure et la toiture sans prise en compte des coefficients linéiques de transmission thermique .

En se référant aux dimensions extérieures (dimensions brutes) le coefficient linéique de transmission thermique e devient négatif!

19 19

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Uparoi = 0,18 W/m2K

Utoiture = 0,13 W/m2K

panneau acoustique en plâtre perforé 12,5 mm panneau de fibres minérales 30 mm panneau en bois croisé 27 mm panneau de fibres minérales 60 mm solivage 100/220 mm, vide 160 mm panneau en bois croisé 27 mm frein vapeur / étanchéité à l’air isolation polyuréthanne PUR à pente intégrée (ép. moy.140 mm) étanchéité surface • partiellement revêtue de végétation extensive • partiellement accessible avec caillebotis

19

Uf = 1,45 W/m2K U«g» = 0,8 W/m2K

–9 Figure 7: Pour la face latérale de l’embrasure (fenêtre bois/métal dans une paroi extérieure en ossature bois), il faut tenir compte du coefficient linéique de transmission thermique raccord.

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8

panneau de plâtre cartonné 12,5 mm étanchéité à l’air Ψraccord = 0,14 W/mK panneau en bois compressé 15 mm ossature en bois 80/240 mm, panneau de fibres minérales 240 mm panneau de plâtre armé de fibres 15 mm pare-vent pare-pluie, diffusant vide de ventilation 25 mm lambrissage 27 mm, horizontal

11

3.3

Le surcoût pour le standard MINERGIE®

3.3.1 Les critères Il est logique que des bâtiments respectant le label MINERGIE®, voir celui de MINERGIE®-P, coûtent légèrement plus qu’un bâtiment «conventionnel» comparable, qui ne tient compte, par exemple, que de la Loi sur l’énergie. Les constructions en bois MINERGIE® présentent un excellent rapport qualité/prix grâce à un confort amélioré, une perte de la valeur immobilière moindre et des coûts d’exploitation annuels réduits.

Les surcoûts sont essentiellement dus à: • des éléments opaques mieux isolés (épaisseurs d’isolation augmentées) • de meilleures fenêtres (vitrage isolant triple) • un système de ventilation avec récupération de chaleur et un puits canadien • des composants spéciaux d’installation technique permettant l’utilisation d’énergie renouvelable, par ex. des panneaux solaires, des installations photovoltaïques, des pompes à chaleur.

En tablant sur une augmentation probable du prix de l’énergie, ces surcoûts se défendent d’un point de vue purement économique. En particulier, l’amélioration de l’isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment peut être facilement amortie. Renoncer à ces investissements est une erreur puisque la faible économie réalisée au niveau de l’investissement sera

Figure 8: Surcoûts liés à une isolation améliorée dans le cas d’une paroi extérieure en ossature bois comparés aux économies annuelles en énergie et à la marge de manœuvre au niveau des coûts des éléments de revêtement de paroi intérieur et extérieur.

Lignatec 16/2003

U ≈ 0,3 W/m2K (Loi sur l’énergie)

compensée par des coûts d’exploitation annuels plus élevés. De plus, en optant pour le standard MINERGIE®, respectivement MINERGIE®-P, le maître de l’ouvrage possède un bâtiment qui intègre déjà les développements futurs et répondra, dans vingt ans encore, aux exigences légales. Cet aspect est un facteur essentiel dans la conservation de la valeur immobilière d’un bâtiment.

3.3.2 Contributions financières Plusieurs initiateurs financiers ont déjà été créés afin de rendre économiquement attrayant le choix d’une construction durable selon le standard MINERGIE®: • Certains cantons ou communes encouragent par le biais de participations financières les constructions MINERGIE® ou les composants nécessaires à ce standard, comme par exemple des panneaux solaires.

• Diverses banques, comme par exemple la Banque cantonale de Zurich (ZKB), propose au maître de l’ouvrage dont le choix s’est porté sur MINERGIE® des hypothèques plus avantageuses.

L’éco-emprunt de la ZKB propose, par exemple, une réduction du taux d’intérêt d’un pour-cent par rapport au taux fixé pour le modèle d’hypothèque choisi.

• Certains cantons autorisent un coefficient d’utilisation de la surface plus élevé pour des bâtiments MINERGIE®: Dans le canton de Valais

U ≈ 0,2 W/m2K (MINERGIE®)

Ossature en bois, avec épaisseur nécessaire d pour atteindre la valeur U donnée

U ≈ 0,1 W/m2K (MINERGIE®-P)

d d

d

d = 14 cm

d = 22 cm

d = 42 cm

Surcoûts pour la paroi liés à une structure porteuse et à une couche d’isolation plus épaisses

CHF 0.–/m2

CHF 20.–/m2

CHF 60.–/m2

Economies en énergie Potentiel annuel d’économie pour un bâtiment situé sur le plateau et pour un prix de l’énergie de 10 cent./kWh

0 kWh/m2

10 kWh/m2

20 kWh/m2

CHF 0.–/m2

CHF 1.–/m2

CHF 2.–/m2

Marge de manœuvre Revêtement de façade quant au choix du revêtement environ 100.– à 200.– CHF/m2 intérieur et extérieur et du Exemple: revêtement de façade, – lambris à clin en mélèze non traité: influence sur l’esthétique environ CHF 100.–/m2 – panneau de fibres lié au ciment de grand format: environ CHF 200.–/m2

Exemple: – panneau de plâtre cartonné crépi: environ CHF 25.–/m2 – lambris de bois sur lattage: environ CHF 75.–/m2

Revêtement de paroi intérieur environ CHF 25.– à 75.–/m2

12

par exemple, construire selon MINERGIE® octroie au maître de l’ouvrage une augmentation de ce facteur de 10 %. Ainsi, le montant dédié au terrain à bâtir est réduit par rapport aux dimensions du bâtiment réalisé.

• Les futures taxes CO2 vont renchérir les énergies non renouvelables et rendre ainsi le pas vers le standard MINERGIE® ou MINERGIE®-P encore plus approprié.

3.3.3 Figure 9: Réflexions concernant les coûts globaux pour différents standards énergétiques sur l’exemple d’un concept de maison (sans garantie de prix; des variations de prix peuvent se présenter selon le producteur et les conditions). En comparaison à la marge de manœuvre globale et aux autres différences de prix, les surcoûts liés à l’énergie restent modestes.

Lignatec 16/2003

3.3.4 Autres avantages La majorité de la population ne désire pas tant faire des économies que d’obtenir un confort d’habitation élevé. Atmosphère calme, air sain et températures agréables jouent également un rôle important: L’argument principal d’une construction MINERGIE® est donc clairement une plus-value en qualité de vie et de confort. Par exemple dans des quartiers très bruyants, le renouvellement d’air continu sans devoir ouvrir les fenêtres permet de garantir une excellente isolation phonique. De même, les 17 % de personnes allergiques au pollen sont potentiellement intéressées par les filtres à pollen sur l’arrivée d’air frais.

Exemple d’un concept de maison

coupe

rez-de-chaussée

étage

Coûts de construction selon CFC 0 Terrain

vue nord

vue est

vue sud

vue ouest

Loi sur l’énergie

MINERGIE®

MINERGIE®-P

150 000.– à 300 000.–

150 000.– à 300 000.–

150 000.– à 300 000.–

0.– à 30 000.–

0.– à 30 000.–

0.– à 30 000.–

450 000.– à 530 000.–

500 000.– à 590 000.–

550 000.– à 640 000.–

0.– 0.– 40 000.– à 80 000.– 30 000.– à60 000.–

15 000.– 35 000.– à 45 000.– 40 000.– à 80 000.– 30 000.– à 60 000.–

70 000.– 25 000.– à 40 000.– 40 000.– à 80 000.– 30 000.– à 60 000.–

670 000.– à 1 000 000.–

720 000.– à 1 060 000.–

770 000.– à 1 110 000.–

0.–

50 000.– à 60 000.–

95 000.– à 110 000.–

(selon dimensions et localisation)

1 Travaux préparatoires (aucun/démolition/aménagement)

2 Bâtiment (niveau d’équipement / standard énergétique)

• surcoûts isolation • surcoûts installations techniques 4 Aménagements extérieurs 5 Frais secondaires (situation du bâtiment)

Coût total de la construction Surcoûts liés à un meilleur standard énergétique

13

3.4

Fixer des priorités pour l’obtention du standard MINERGIE®

Lors du processus de construction, un des buts prioritaires est d’élaborer une maison durable et confortable. Outre le choix de l’emplacement, des qualités architecturales et d’autres critères supérieurs, quatre priorités doivent être fixées.

3.4.1

Première priorité: Isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment Dans la construction en bois, dès les prémices du projet, les choix pour une isolation thermique constructive à long terme sont prises. Etant donné la durée de vie importante d’une construction en bois, il n’existe pas de solutions rationnelles pour améliorer l’isolation thermique ultérieurement; on part du principe que les parois extérieures, les planchers et la toiture rempliront leurs fonctions durant plusieurs décennies. En plus des avantages énergétiques, une meilleure isolation thermique améliore également le confort d’habitation. Dans le cas de vitrages triples dont les valeurs U se situent entre 0,5 et 0,7 W/m2K, la chute de température est sensiblement plus faible que dans le cas des vitrages doubles encore couramment utilisés de nos jours avec des valeurs U supérieures à 1,0 W/m2K. 3.4.2

Deuxième priorité: Utilisation passive de l’énergie solaire Pour atteindre le standard MINERGIE®-P, la part des gains de chaleur, obtenus par l’énergie solaire, joue un rôle prépondérant. Une mauvaise utilisation des gains solaires doit être compensée par une meilleure isolation thermique, ce qui est compliqué et coûteux étant donné qu’on construit déjà avec des faibles valeurs U. Il est donc primordial de prêter une attention particulière à la disposition optimale des fenêtres, à leur orientation et à la protection solaire.

Une enveloppe de bâtiment totalement transparente n’est cependant par optimale car cela poserait des problèmes non seulement en hiver, mais augmenterait également le risque de surchauffe en été!

3.4.3

Lignatec 16/2003

Troisième priorité: Système d’aération avec récupération de chaleur Comme pour les voitures, pour lesquelles peu de gens sont prêts à renoncer à l’ABS, au verrouillage centralisé ou même à une climatisation, tout nouveau bâtiment confortable et orienté vers l’avenir doit être équipé d’une ventilation contrôlée. Non seulement cela permet de respecter de manière optimale l’exigence de base formulée par la norme SIA 180 d’un renouvellement d’air suffisant (art. 3.3.1.2 « L’architecte est tenu d’établir ... le mode de ventilation»), mais de plus un tel système d’aération avec récupération de chaleur présente les avantages suivants:

• élimination contrôlée des polluants et de l’humidité superflue • faible perte de chaleur par renouvellement d’air grâce à une récupération de chaleur avec un rendement supérieur à 80% • renouvellement de l’air dans des quartiers très bruyants sans ouverture des fenêtres à haute isolation phonique • refroidissement de l’air en été par puits canadien en contournant l’échangeur de chaleur (Bypass).

Même si ces mesures ne devaient pas encore permettre d’atteindre le standard MINERGIE® ou MINERGIE®-P, le maître de l’ouvrage garantit par ces choix d’atteindre les principaux objectifs: • des pièces confortables par une température de surface élevée et par un air frais obtenu par un renouvellement de l’air en continu • faible besoin de chaleur pour le chauffage et par conséquent réduction des coûts d’exploitation 3.4.4

Quatrième priorité: Système de chauffage et source d’énergie Il s’agit de couvrir les besoins en énergie pour le chauffage et la production d’eau chaude de la manière la plus rationnelle en respectant les conditions suivantes: • utilisation d’énergie renouvelable • disponibilité d’énergie renouvelable de proximité (bois, biogaz, chauffage à distance) • connaissances technologique et budget à disposition pour la production de chaleur (panneaux solaires, photovoltaïque, pile à combustible) Grâce à l’utilisation de la source d’énergie optimale – dans ce domaine les décisions politiques jouent un rôle essentiel, par exemple par la pondération de l’énergie – et par le choix «d’un système de production de chaleur optimal», il est possible dans le cas d’une construction neuve de déjà faire le pas décisif vers la certification MINERGIE®, respectivement MINERGIE®-P. La durée du vie des installations techniques étant nettement plus courte que celle de l’enveloppe du bâtiment, une maison possédant une enveloppe optimisée et un système de ventilation contrôlée pourra être facilement transformée après coup en bâtiment MINERGIE®, par le changement du système de production de chaleur ou de la source d’énergie ou encore par l’installation de panneaux solaires.

14

4

Lignatec 16/2003

Construction en bois de haute qualité 4.1

Le choix d’Albert Einstein

Figure 10: Albert Einstein en 1929 dans sa maison en bois à Caputh (près de Berlin), le «Paradies am Havelsee».

En 1929, Albert Einstein s’est fait construire une maison en bois, sans luxe ni faste, mais de première qualité dans sa simplicité. Le bâtiment de bois aux lignes claires et épurées était parfaitement adapté à son environnement. Le 25 juillet 1931, le physicien écrivit à son architecte Konrad Wachsmann: «Je dois vous dire que je ne me suis encore jamais senti aussi bien que dans cette habitation...». Konrad Wachsmann a mis beaucoup d’espoir dans l’indus-

4.2

trialisation des procédés de production dans le domaine de la construction, mais la crise économique mondiale a coupé court à ses espoirs.

Après un développement soutenu au cours de ces dernières décennies, la construction en bois préfabriquée industriellement semble s’être finalement imposée en Suisse. En plus de raisons purement pratiques comme la planification gérée par informatique combinée à une production à l’aide de machines à commandes numériques ainsi que les capacités actuelles concernant le transport ou le levage, d’autres aspects ont rendu populaire la construction en bois en Suisse: • une durée de construction courte, combinée à un standard de qualité élevé • de nouveaux standards énergétiques, tels que «Passivhaus» et MINERGIE®, le plus souvent réalisés en bois • des constructions de références à plusieurs étages aux affectations les plus diverses.

Si aujourd’hui Albert Einstein – visionnaire s’il en est – devait construire, il opterait certainement pour une maison MINERGIE® ou MINERGIE®-P en bois.

Opter pour le bois dès la phase de planification

Le maître de l’ouvrage, conseillé par l’architecte, doit se décider à temps pour un standard de construction, afin de l’intégrer à la réflexion globale dès le début de la phase de planification.

Les aspects suivants sont décisifs pour atteindre les deux standards MINERGIE®: • Une enveloppe du bâtiment compacte avec une isolation thermique améliorée • Des exigences élevées quant à l’étanchéité à l’air de l’enveloppe • L’installation d’un système d’aération contrôlée comprenant une récupération de la chaleur et éventuellement un puits canadien • Une enveloppe du bâtiment optimisée du point du vue de l’utilisation de gains solaires passifs • L’utilisation d’énergies renouvelables (bois, pompe à chaleur, panneaux solaires, photovoltaïque, etc.).

Ces exigences peuvent par exemple être fixées dans une convention d’utilisation (cf. «Construire selon SMART»): l’architecte et le maître de l’ouvrage conviennent des exigences et des questions ouvertes et permettent ainsi une optimisation continuelle

du projet tout en profitant de la marge de manœuvre laissée par les parties de projet encore libres.

Durant la phase de planification, il est important de décider le plus tôt possible du système constructif choisi. Planifier un ouvrage en maçonnerie et changer par la suite pour une construction en bois n’est pas efficient. Dans la construction en bois, il est important de se décider très tôt pour un système constructif, par ex: • ossature bois (80% du marché Suisse) • construction en bois lamellé • construction par panneaux Dès cette décision prise, il est alors utile de tenir compte des connaissances de l’entreprise. L’entrepreneur bois, tout comme les autres spécialistes (ingénieur civil, installateur technique, physicien du bâtiment), doivent être consultés et rétribués pour la phase de planification du projet.

15

4.3

35

Température [°C]

30

Les critères pour une construction en bois de haute qualité Isolation phonique Entre des locaux affectés à des utilisations différentes et selon la sensibilité au bruit et le niveau de la source sonore, il est nécessaire de prendre des mesures vis-à-vis des bruits aériens (source intérieure et extérieure), des bruits d’impact et des bruits provenant des installations techniques (norme SIA 181).

Température extérieure θe Température intérieure θi,1 (ossature bois, plancher flottant en panneaux bois) Température intérieure θi,2 (ossature bois, chape anhydrite) Température intérieure θi,3 (construction en maçonnerie)

25

20

15

10 08.08.00 00:00

15.08.00 00:00

22.08.00 00:00

29.08.00 Date 00:00 Heure

L’objectif est de construire un ouvrage qui offre des espaces procurant un sentiment de bien-être à ses habitants. De plus, cet objectif doit être atteint de façon durable tout en minimisant les frais d’exploitation et d’entretien. Pour atteindre ce résultat, les aspects constructifs suivants doivent être respectés.

Figure 11: Des simulations dynamiques basées sur l’exemple d’un concept de maison ont permis de montrer * qu’un comportement d’aération optimal (aération traversante avec nL = 10 h–1 lorsque e < 22°C et i > 25°C) permettait d’atteindre un confort estival équivalent à une construction en maçonnerie malgré la plus faible inertie thermique. * Conférence de Thomas Frank lors du cours HSR/EMPA «Holzbau» 2003

Lignatec 16/2003

Isolation thermique d’hiver L’isolation thermique d’hiver a été traitée de manière exhaustive au chapitre 3. Les critères essentiels «faibles valeurs U» et «absence de ponts thermiques» peuvent être remplis avec les systèmes et les solutions de détails courants en construction bois.

Confort thermique estival Durant l’été également, une construction en bois doit offrir un confort suffisant avec des températures intérieures basses (norme SIA 180: i 26,5 °C, sauf pendant les jours de canicule). En premier lieu, le confort estival peut être atteint grâce à une bonne répartition des fenêtres (orientation, surface), par des protections solaires extérieurs et des possibilités d’aération (ventilation traversante protégée des intempéries). L’inertie thermique des éléments de construction présente une influence plutôt négligeable (cf. figure 11).

Etanchéité à l’air Selon le standard, les exigences imposée en matière d’étanchéité à l’air sont plus ou moins élevées. Dans le cas d’une construction MINERGIE® avec ventilation contrôlée, l’exigence est particulièrement élevée. C’est-à-dire qu’une enveloppe étanche et un renouvellement de l’air contrôlé sont imposés. De nombreux essais confirment que les constructions en bois peuvent remplir ces exigences.

Protection contre l’humidité En plus des risques liés à la condensation superficielle, à l’apparition de moisissure et à la diffusion de vapeur d’eau qui doivent être impérativement maîtrisés, la construction en bois demande une attention toute particulière quant au risque de condensation dans la masse par déplacement d’air (cf. étanchéité à l’air). Pour garantir la fonctionnalité de l’enveloppe de façon durable, il faut prêter une attention accrue au risque de pénétration de l’humidité venant de l’extérieur: • zone d’influence du sol (par ex. éviter la prise d’humidité par capillarité) • eaux de surface (par ex. dans la zone des fondations) • précipitations (par ex. étanchéité de toiture) De manière générale, il faut protéger la construction de toute humidité par des mesures constructives; le bois ne devrait, en règle générale, pas être mis en œuvre dans des zones humides (cf. Lignatec 1/1995 Préservation du bois dans le bâtiment).

Protection incendie Un concept intégrant des voies d’évacuation et de secours sans défaut permet de garantir la sécurité des personnes et est décisif pour l’acceptation du projet. En élaborant un concept de protection incendie s’appuyant sur les exigences constructives, techniques et organisationnelles reconnues en matière de protection incendie, l’élaboration de constructions en bois à plusieurs niveaux de grandes dimensions offrant une sécurité maximale est autorisée.

Etablir à temps un dialogue avec les autorités de protection incendie permet d’influencer de manière positive le rapport coût/utilisation, puisque les prescriptions actuelles en matière de protection incendie tiennent compte du bon comportement au feu du bois.

16

4.4

Acquisition Vente

Départ

Avant-projet

Formulation de l’objectif

Non

Refus

Contrat M.O./ arch.

Mise à l’enquête

Oui

Non Recours

Permis de construction

Planification de l’exécution

Oui

Autorisation de l’exécution

Planification de la production

Déroulement des travaux externes

Oui

Figure 12: Exemple du déroulement des processus pour une maison de qualité

Lignatec 16/2003

Garantir la qualité par un contrôle attentif

4.4.1 Assurance qualité La fondation de «l’Association Suisse pour des maisons de qualité contrôlées VGQ» a pour but le contrôle de la qualité de maisons en bois construites par éléments préfabriqués industriellement. Des systèmes d’assurance qualité identiques existent en Allemagne et en Autriche.

La VGQ octroie à des producteurs de systèmes constructifs en bois contrôlés un label de qualité.

Jusqu’à présent seules les entreprises et les systèmes constructifs étaient contrôlés. A l’avenir, l’idée est de contrôler et de certifier également des maisons types. La VGQ a défini des standards de qualité pour les systèmes constructifs qu’elle transmet aux planificateurs et aux producteurs. Le tout est de garantir l’assurance qualité permanente par des contrôles venant aussi bien de l’intérieur que de l’extérieur.

Grâce à cela, la VGQ offre un label de qualité des systèmes constructifs en bois pour la Suisse (www.vgq.ch).

4.4.2 Aspects déterminants de l’assurance qualité Un aspect important réside dans les processus industriels devant être certifiés ISO 9001. Une grande importance est également donnée au contrôle interne et externe de l’entreprise par des organes de contrôle indépendants.

Les indices de qualité sont définis par la planification du système constructif, par les conditions de travail dans l’entreprise et par celles de montage sur le chantier.

Les piliers de l’assurance qualité sont: • utilisation de systèmes constructifs contrôlés • processus clairement définis depuis la planification jusqu’à l’exécution et la mise en exploitation • formation et perfectionnement ciblé du personnel • contrôles internes selon des critères standardisés • contrôle initial du système constructif et de l’entreprise par des organes de contrôle indépendants • contrôles ponctuels des conditions de planification, de production et de montage • contrôle des indices de qualité des ouvrages réalisés.

4.4.3 Critères de contrôle Les producteurs certifiés VGQ s’engagent à respecter les lois, les normes et les prescriptions en vigueur.

La vérification de valeurs caractéristiques des éléments de construction et des systèmes se fait selon les normes en vigueur; la VGQ ne fixe aucune exigence propre plus sévère.

4.4.4 Exigences fixées à l’entreprise La production doit avoir lieu de manière professionnelle dans des halles chauffées, suffisamment éclairées et protégées des intempéries. Le matériel et les éléments de construction sont à entreposer et à monter sur le chantier conformément à leurs caractéristiques et protégés des intempéries.

4.4.5 Documentation du système Une documentation au sujet du système fournit des données sur: • les matériaux de construction utilisés • les éléments de construction produits et achetés • les détails standards La documentation fournit des informations sur les valeurs caractéristiques les plus importantes des éléments de construction: • présentation du système constructif • statique • isolation thermique • protection contre l’humidité (par ex. capacité de séchage, humidité superficielle) • isolation phonique (bruit aérien et bruit d’impact) • protection incendie (classe de résistance au feu) • préservation du bois La garantie de la fonctionnalité des liaisons entre éléments est à vérifier en s’appuyant sur des détails standards (joints d’éléments, angles extérieurs, détails d’appui sur socle, appuis de plancher etc.) selon les critères de contrôle suivants: • ponts thermiques • étanchéité à l’air

Figure 13: Grâce à une documentation sur les détails et les éléments de construction, Casa Vita / Frefel Holzbau AG documente son standard de qualité pour VGQ.

Début

17

Ordre de production

Production Ordre de livraison

Qui est membre de l’association VGQ? L’association a été fondée en 1999 par des entreprises à la pointe dans le domaine des systèmes constructifs en bois; actuellement neuf producteurs de systèmes de maisons et 23 entreprises de soustraitances s’engagent dans cette association.

Combien d’entreprises ont déjà été certifiées?

Jusqu’à présent trois producteurs ont reçu le certificat de qualité VGQ. Deux autres entreprises sont actuellement en phase de certification VGQ et sont prêtes pour le contrôle initial.

Gros œuvre I montage

Oui

Aménagements intérieurs I/II

Gros œuvre II

Réception Gros œuvre I

Réception finale

Garantie Prestations d’entretien

Excavation

Oui

Exécution sous-sol

Figure 14: Robert Widmann, EMPA département bois, donne, lors d’une inspection du contrôle interne d’une entreprise, des renseignements au sujet de l’association VGQ et de ses expériences avec la certification.

Fin

Dans quelle mesure l’EMPA est-elle impliquée dans l’association VGQ? L’EMPA s’est engagée de manière importante dans la conception des règlements et contrôle les docu-

• • • • • •

espace de ventilation isolation phonique protection incendie préservation du bois moyens d’assemblage ancrages

Pour chaque producteur, ces documentations ont été élaborées avec la collaboration active d’un physicien du bâtiment, ce qui a permis aux entreprises d’acquérir de nouvelles connaissances intéressantes pour l’optimisation des systèmes et des éléments de construction (par ex. isolation thermique et phonique). De plus, les entreprises certifiées détiennent des valeurs sûres au point de vue de la physique du bâtiment de leur systèmes constructifs.

Par ailleurs, cette documentation sert de base pour la planification interne et de base de dialogue pour la collaboration avec des professionnels externes.

4.4.6 Contrôle interne Chaque entreprise dispose de personnes spécialement formées, qui portent la responsabilité de l’assurance qualité par un contrôle interne, dont les points importants sont: • définition claire des processus internes à l’entreprise (définition des interfaces, utilisation de check-lists)

Lignatec 16/2003

ments remis, par exemple au sujet de l’exactitude des valeurs caractéristiques des éléments de construction. Elle surveille également le déroulement des procédés, la qualité d’exécution dans l’entreprise et en partie sur le chantier.

Existe-t-il d’autres partenaires engagés dans le contrôle des entreprises?

L’EMPA collabore étroitement et à parité avec des représentants de l’Ei-bois, ce qui permet de répondre de manière optimale aux multiples demandes techniques lors des contrôles.

Les entreprises certifiées ont-elles pu facilement répondre aux exigences demandées?

La certification n’est pas simple vu le niveau élevé des exigences posées. L’EMPA a fait des critiques ponctuelles au sujet de la documentation des systèmes ainsi qu’au niveau des contrôles internes, mais a pris note de l’excellente qualité de l’exécution des travaux. L’élimination des points critiqués a cependant permis à toutes les entreprises contrôlées d’être certifiées et de prouver ainsi qu’elles étaient en mesure de produire des constructions en bois de haute qualité.

• contrôle interne des objets finis. Les contrôles suivants doivent être effectués chaque année sur un objet réalisé: • test Blower-Door pour le contrôle de l’étanchéité à l’air du bâtiment • mesures de thermographie pour le contrôle de l’isolation et des ponts thermiques • mesures concernant l’isolation phonique (bruit aérien et d’impact) sur des éléments choisis devant répondre à des exigences dans le domaine (norme SIA 181, unités affectées à des utilisations différentes) 4.4.7 Contrôle externe Le contrôle externe est effectué par un organe de contrôle indépendant et de la manière suivante: Contrôle initial étendu: • contrôle de la documentation des systèmes • contrôle des processus internes Contrôles suivis réguliers (chaque année): • vérification des contrôles internes de l’entreprise incluant les documents et protocoles de contrôle y relatifs • vérification de la concordance entre la planification et la mise en œuvre sur un élément présent dans la production

18

4.5

Lignatec 16/2003

Garantir la qualité par une planification en réseau

Figure 15: Le regroupement de planificateurs, de spécialistes et de fournis-seurs de systèmes dans une association telle que Architos (cf. structure organisationnelle) est la garantie d’une planification en réseau et d’une exécution parfaite d’ouvrages en bois.

®®

Assemblée générale Mitgliederversammlung Architectes++Fachspezialisten Spécialistes Architekten

Comité directeur Vorstand Président Präsident ++ 44 membres Mitglieder

Droit Recht Secrétariat Sekretariat

Recherche Forschung Développement Entwicklung

Directeur Geschäftsführer

Marketing Marketing

Communication Kommunikation

Promoteur Bauträger

Architectes Architekten Planificateurs Planer

®®

Spécialistes Fachspezialisten Planificateurs Fachplanerspécialisés

Producteurs Systemdelieferanten systèmes

architectes ainsi que 10 spécialistes issus des domaines de la statique, du management de la construction, du droit de la construction, de l’installation technique, de la physique du bâtiment et des systèmes constructifs. Architos forme, en Suisse, une plate-forme pour la construction en bois optimisée du point de vue énergétique et se développe également en Allemagne: dans le sud de l’Allemagne on compte déjà six planificateurs associés à Architos.

4.5.2 Six principes directeurs d’Architos • Promouvoir par la plate-forme la préfabrication de maisons et les systèmes constructifs en bois.

• Perfectionner des systèmes constructifs en bois du point du vue de la qualité du produit, de l’écologie et de la biologie du bâtiment, de l’efficience énergétique ainsi que de l’exécution systématisée et rationnelle.

• Réaliser des ouvrages qui respectent les règles admises de la construction et présentent une grande qualité architecturale.

• Promouvoir des produits de qualité offrant un rapport qualité/prix optimisé et correct.

• Promouvoir une construction optimisée du point de vue énergétique grâce à une communication en réseau et des conseils personnalisés.

• Collaborer avec des architectes, des spécialistes et des fournisseurs de systèmes compétents.

Figure 16: Citations de Benedikt Loderer tirées du film «High-tech aus dem Wald».

Ouvrage Bauwerk

Pour plus de détails: www.architos.ch

4.5.1 Choix des partenaires de projet Afin d’obtenir une construction en bois rigoureuse, une planification en réseau prenant en compte tous les critères est nécessaire dès les premières phases du projet.

Cette manière de procéder est possible si les planificateurs de l’ouvrage s’engagent consciemment sur le chemin d’une approche de la construction en bois planifiée en réseau et participent ainsi à développer continuellement le système constructif en bois.

Un tel groupe de planificateurs s’est associé à des spécialistes et à des architectes pour fonder l’association Architos. Actuellement, Architos regroupe 22

«Cette maison est vieille de près de 350 ans. C’est la preuve que le bois est un matériau de construction durable s’il est mis en œuvre dans le respect des règles de l’art et correctement entretenu».

«Les constructions en bois ne peuvent pas simplement être dessinées, elles doivent être construites.»

«Dans le cas d’une construction en bois, il faut réfléchir plus tôt, mieux et de manière plus fine.»

«Et encore une précision: le bois, plus il vieillit, plus il embellit.»

19

®

Flachdach «MINERGIE®-P»

FD/MIN-P/003

Konstruktionsaufbau: 1 2 3 4 5 6 7

Brettstapeldecke 160 mm Dampfbremse und Luftdichtigkeitsschicht Polyurethanhartschaum-Gefällsplatte, ø 40 mm Polyurethanhartschaumplatte Alu-kaschiert 180 mm Abdichtung Schutzlage / evtl. Trittschalldämmschicht Schutz- und Nutzschicht

®

Anmerkungen/Hinweise:

Bauteilmatrix

MINERGIE®-P

1 2 3 4 5 6 7

Aussenbauteile Aussenwand

Statik

Flächengewicht: 263 kg/m2 mit Extensivbegrünung 180 kg/m2 Element statisch tragend Element statisch nicht tragend

Wärmeschutz

0,098 Wärmedurchgangskoeffizient U: – Wärmedurchgangskoeffizient UEN ISO 13370: 0,01 Dynamischer Wärmedurchgangskoeffizient U24: Wärmespeicherfähigkeit Cinnen bzw. unten bzw. links: 62 – Coben bzw. rechts:

Economy U = 0,257 U = 0,194

Steildach U = 0,251 U = 0,248

MINERGIE

MINERGIE-P (Passivhaus)

U = 0,184 U = 0,189 U = 0,147

U = 0,111 U = 0,113

U = 0,184 U = 0,182

U = 0,108

W/m2K W/m2K (gegen Erdreich: AB=100 m2; P=40 m, z=2,8 m, λE=2,0 W/mK) W/m2K KJ/m2K KJ/m2K

Feuchteschutz / Holzschutz Wasserdampfdiffusion

3 g/m2a > 3 g/m2a – g/m2a ja

Kondensierende Wasserdampfmenge: Austrocknende Wasserdampfmenge: Restkondensat: Austrocknung gewährleistet:

Flachdach

U = 0,193 U = 0,273

U = 0,193 U = 0,155 U = 0,188 U = 0,158 U = 0,109 U = 0,102 U = 0,098

Decke

U = 0,196

U = 0,197

U = 0,112

U = 0,173 U = 0,262 U = 0,128

U = 0,107 U = 0,111

nein vor Witterung geschützt vor Witterung teilweise geschützt direkt bewittert Feuchtbereich

Lage des Bauteils

Konstruktionsholz

Schlagregenschutz Wasserdichtigkeit

(z.B. gegen kalten Dachraum)

– technisch getrocknet, Holzfeuchte 12 % ±3 % – verleimt – unbehandelt Mit Flachdachabdichtung

Boden

–

Luftschallschutz

Bewertetes Bauschalldämmass:

Trittschallschutz

Bewerteter Standard-Trittschallpegel bei Bodenbelag: (je nach Trittschalldämmschicht bzw. Schutzlage)

Brandschutz

Ökologie (*)

© RENGGLI AG

U = 0,332 U = 0,128

(z.B. über Aussenluft/ über nicht beheizten Räumen)

Schallschutz

R'w

L'n,w ≈ 54 dB L'n,w ≈ – dB L'n,w ≈ – dB

– mit Trittschalldämmschicht –…

–…

Aussenwand im Erdreich

Keine Feuerwiderstandsklasse F30 F60 F90 Treibhauseffekt durch CO2-Immission: 1844,0 g CO2eq/m2a Versäuerung durch SO2-Immission: 13,6 g SO2eq/m2a Primärenergie-Inhalt erneuerbar: 35.7 MJ/m2a Primärenergie-Inhalt nicht erneuerbar: 51,2 MJ/m2a April 2003

Figure 17: Planification selon un système constructif contrôlé, certifié et documenté de l’entreprise Renggli AG, Sursee/Schötz.

≈ 45 dB

(U-Wert berechnet gemäss EN ISO 13370)

(*) mit Ökodaten von EPS Boden über an Stelle von PUR Alu-kaschiert Erdreich MINERGIE-P (U-Wert berechnet gemäss EN ISO 13370)

Innenbauteile Trennwände

R'w = 46 dB R'w = 51 dB R'w = 62 dB R'w = 60 dB R'w = 65 dB R'w = 43 dB R'w = 46 dB

Geschoss- R'w = 52 dB R'w = 55 dB R'w = 52 dB R'w = 48 dB R'w = 50 dB R'w = 60 dB R'w = 62 dB R'w = 62 dB decke

© RENGGLI AG

April 2003

MINERGIE-P

Lignatec 16/2003

4.5.3 Philosophie de planification Architos s’engage pour le développement continu de systèmes constructifs en bois de haute qualité et efficients du point de vue énergétique par: • une équipe de recherche et de développement • la planification de concepts de maisons, par ex. pour les locatifs à plusieurs niveaux • un transfert permanent d’idées et de connaissances • des activités de marketing communes Les partenaires d’Architos construisent généralement à l’aide du système constructif en bois de l’entreprise Renggli AG au développement duquel ils ont participés. Ce système est certifié VGQ et offre en plus du haut standard de qualité une documentation exhaustive. Le planificateur est ainsi informé des conditions constructives de mise en œuvre et des valeurs caractéristiques de physique du bâtiment du système choisi.

La construction en collaboration avec des partenaires fiables et sur la base de systèmes constructifs en bois éprouvés et systématiquement améliorés offre des avantages considérables au promoteur: les imprévus liés à un prototype sont réduits au minimum, ce qui conduit à un ouvrage capable de répondre aux exigences de façon durable.

Figures 18–21: Dans le contexte Architos, les quatre ouvrages suivants ont été construits ces dernières années en optimisant la consommation énergétique.

Figure 18: Lotissement «Römerweg» à Härkingen

Figure 20: Maison «Passivhaus» «Tannenhof Süd» à Constance

Figure 19: Maison familiale «Schmid» à Küssnacht am Rigi

Figure 21: «Sentihäuser» à Kriens

20

Certification de constructions MINERGIE® 5.1

Figures 22–23: Les deux diagrammes présentent les exigences MINERGIE® et MINERGIE®-P concernant «l’enveloppe du bâtiment» et «l’énergie de chauffage» pour les catégories de bâtiments d’habitation à une ou plusieurs familles.

5.1.1 Standard MINERGIE® A l’heure actuelle, le standard MINERGIE® s’applique aux bâtiments neufs et à ceux antérieurs à 1990 (rénovation). Il est subdivisé en douze catégories, allant des locatifs aux halles sportives en passant par les piscines.

Pour les bâtiments d’habitation neufs, les exigences MINERGIE® sont les suivantes: • Une installation d’une aération contrôlée, si possible avec récupération de chaleur (RC) • Un besoin en chaleur pour le chauffage Qh lors d’une utilisation standard ne dépassant pas 80 % de la valeur limite Hg selon la norme SIA 380/1.

L’expérience dans la pratique a montré que ces valeurs sont relativement faciles à respecter.

• Un indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› (chauffage, eau chaude, électricité pour l’aération) ne dépassant pas 42 kWh/m2. Cette exigence ne peut en principe être respectée qu’en utilisant des énergies renouvelables: – utilisation de panneaux solaires pour l’eau chaude – utilisation de cellules photovoltaïques pour la production d’électricité – utilisation de pompes à chaleur etc.

• Un surcoût maximal de 10% en référence à un ouvrage traditionnel comparable.

5.1.2 Standard MINERGIE®-P Pour l’instant, le standard MINERGIE®-P est défini pour des bâtiments d’habitation à une ou plusieurs familles et pour des bâtiments administratifs. Pour ces catégories d’ouvrages, l’optimisation énergétique est telle que la couverture des besoins restants en chaleur pour le chauffage peut se faire par le système d’aération exigé. Cela explique que les exigences sont identiques pour les nouveaux bâtiments comme pour les rénovations. Un chauffage par air peut être une option intéressante, mais non une prescription.

Pour des constructions selon le standard MINERGIE®-P, les exigences suivantes sont à respecter: • Les besoins en chaleur pour le chauffage Qh ne doivent pas dépasser 20 % de la valeur limite Hg définie par la norme SIA 380/1, lorsque A/SRE 1,1, resp. Qh 10 kWh/m2 si A/SRE<1,1.

• Le besoin en puissance de chauffage MP qh-MP,max doit être inférieur à 10 W/m2 SRE. • L’indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› ne doit pas dépasser 30 kWh/m2. Cette exigence ne peut être respectée qu’en utilisant des énergies renouvelables.

• Une étanchéité de l’enveloppe du bâtiment avec nL,50 0,6 h-1.

• Des appareils ménager de la classe d’efficience A et A+ pour les appareils réfrigérant.

Rapport de forme A/SRE 0,5 100

1,0

1,5

2,0

2,5

0,5

3,0

villa 90

80

80

70

70

60 50

30 20 10

Rapport de forme A/SRE 1,5 2,0

locatif

90

40

1,0

2,5

3,0

100 locatif

Besoin en énergie [kWh/m2a]

Les exigences posées aux bâtiments MINERGIE® sont très élevées afin d’offrir des constructions saines et confortables tout en limitant l’utilisation d’énergie non renouvelable et en tenant compte des aspects économiques et architecturaux.

Exigances

valeur limite Hg 0,8 · Hg Indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› pour: • chauffage à mazout à condensation • chauffage à bois • pompe à chaleur avec sonde géothermique Valeur limite MINERGIE® «Energie de chauffage»

0

Figure 22: Dans le cas de maisons multi-familiales, si l’enveloppe du bâtiment ne doit répondre qu’à l’exigence Qh = 0,8 · Hg, le standard MINERGIE® peut éventuellement être atteint par l’utilisation d’une pompe à chaleur. Dans le cas contraire, une enveloppe encore mieux isolée ou l’utilisation d’énergies renouvelables sont nécessaires.

Besoin en énergie [kWh/m2a]

5

Lignatec 16/2003

60

villa

valeur limite Hg 0,8 · Hg, respectivement 10 kWh/m2 Indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› pour: • chauffage à mazout à condensation • chauffage à bois • pompe à chaleur avec sonde géothermique Valeur limite MINERGIE® «Energie de chauffage»

50 40 30 20

10 0

Figure 23: Lorsque l’enveloppe du bâtiment respecte l’exigence Qh = 0,2 · Hg, le standard MINERGIE®-P peut être atteint avec une production de chaleur par pompe à chaleur ou éventuellement par chauffage à bois; l’utilisation d’un chauffage à mazout ne permet cependant que difficilement d’atteindre ce standard très sévère.

21

5.2

Démarche lors d’une certification

La justification du respect des exigences imposées par MINERGIE®, respectivement par MINERGIE®-P, est en général effectuée au moyen de programmes informatiques basés sur la norme SIA 380/1 «L’énergie thermique dans le bâtiment». Si le logiciel est apte au calcul de MINERGIE®-P, il permet également le calcul du besoin en puissance de chauffage du bâtiment. De plus, il existe également la possibilité d’effectuer cette justification aux moyens de programmes basés sur Excel.

5.2.1 Bâtiments MINERGIE® La certification MINERGIE® nécessite les documents suivants: • plans avec indication des éléments de construction • calcul de la SRE et de l’aire de l’enveloppe • liste des éléments de construction avec le calcul de la valeur U • justification de l’absence de ponts thermiques ou indication des coefficients de ponts thermiques (coefficients linéiques/ponctuels) significatifs • schéma de fonctionnement pour le chauffage, l’eau chaude et l’aération • justification du système SIA 380/1 sous respect des conditions standards d’exploitation – avec renouvellement d’air standard (évaluation Qh 0,8 · Hg) – avec renouvellement d’air effectif (besoin en chaleur pour le chauffage Qh pour le calcul de la valeur limite de MINERGIE®) • justification MINERGIE® quant à l’indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› (chauffage, eau chaude, électricité pour l’aération) et le formulaire de demande MINERGIE®.

La plupart des documents sont identiques à ceux joints à la justification énergétique ordinaire nécessaire à la demande de permis de construire.

Les justifications possibles par le calcul lors de la planification du bâtiment peuvent déjà conduire à un engagement provisoire pour l’obtention du label. La certification définitive nécessite le permis de construire.

5.3

Lignatec 16/2003

5.2.2 Bâtiments MINERGIE®-P Lors d’une certification MINERGIE®-P, ce sont essentiellement les quatre points suivants qui sont jugés: 1. Besoin en chaleur pour le chauffage selon la norme SIA 380/1 et besoin en puissance de chauffage MP (basé sur le coefficient de déperdition thermique H), sous respect des déviations suivantes par rapport à l’exploitation standard: • consommation en électricité selon les spécifications de MINERGIE®-P (QE, fE).

• débit d’air thermiquement pertinent ˙th), calculé avec les valeurs standards de (V MINERGIE®-P. • température de base selon SIA 381/2 pour le calcul du besoin en puissance de chauffage MP 2. Justification MINERGIE®-P quant à l’indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› (chauffage, eau chaude, électricité pour l’aération).

3. Justification de l’utilisation d’appareils efficients quant à la consommation d’énergie (fiches techniques).

4. Justification par test Blower-Door de l’étanchéité à l’air de l’enveloppe du bâtiment suffisante.

Les justifications possibles par le calcul lors de la planification du bâtiment peuvent déjà mener à un engagement provisoire pour l’obtention du label. La certification définitive nécessite une mesure de l’étanchéité à l’air sur le bâtiment réalisé.

Les documents nécessaires à la certification correspondent, quant au sens général, à ceux pour la justification MINERGIE®; en complément le protocole du contrôle d’étanchéité à l’air ainsi que les fiches techniques des appareils ménagers sont à joindre.

Vu que l’évaluation correcte des pertes de chaleur et des gains d’énergie sont d’une grande importance pour le bon fonctionnement d’une maison MINERGIE®-P, une grande attention est portée lors du contrôle de certification au calcul correct des valeurs U, des coefficients de ponts thermiques et de la prise en compte des protections solaires.

Offices de certification

Les constructions MINERGIE® sont contrôlées par des offices de certifications cantonaux. Une liste des services cantonaux de l’énergie peut être consultée sur www.minergie.ch.

Les constructions MINERGIE®-P sont certifiées par: Bureau de certification MINERGIE®-P HTA Lucerne, ZIG Technikumstrasse 21, CH-6048 Horw minergie-p@minergie.ch

22

6

Lignatec 16/2003

Constructions en bois optimisées du point du vue énergétique 6.1

Maison familiale à Stäfa: standard MINERGIE®

Description du projet La maison est située dans un quartier résidentiel au dessus de Stäfa. Un principe initial était d’orienter la façade principale face au soleil et de permettre la vue sur le lac de Zurich depuis le premier étage. Implanté sur un terrain plat, le corps du bâtiment est orienté au sud-ouest avec une façade principale entièrement vitrée. Le toit à un pan traduit la volonté du projet d’optimiser l’utilisation de l’énergie passive grâce à une façade sud plus haute. Un des éléments les plus expressif de la façade est un lambrissage horizontal ajouré servant de brise-soleil qui garantit une certaine intimité sans compromettre la transparence.

Figure 25: Vue sud du bâtiment avec garage

Organisation du plan Le sous-sol partiellement excavé abrite une cave et un local technique. A l’arrière du bâtiment, on trouve l’entrée, un débarras, un WC et une chambre d’hôte. Toujours au rez-de-chaussée, un vaste séjour comprenant un coin à manger avec une cuisine ouverte donne sur le côté sud-ouest. Séparé du hall d’entrée en double hauteur par quelques marches, cet espace de vie généreux s’ouvre sur la terrasse extérieure grâce à de larges baies vitrées. A l’étage, les trois chambres et la salle de bain s’articulent autour de l’espace de distribution en double hauteur.

Principe constructif Le système constructif en bois, une ossature préfabriquée en éléments de paroi, de planchers et de toiture, est posée sur un sous-sol en béton armé. L’isolation est constituée de panneaux à base de fibres de cellulose type «Homatherm». Les éléments en bois utilisés en extérieurs sont réalisés en mélèze non traité. Les façades pignons sont réalisées avec des panneaux crépis. Les fenêtres en douglas dotées de vitrages triples créent le contraste avec les parois et les plafonds blancs. En plus des brise-soleil en bois, des éléments en tissu complètent la protection solaire. Les revêtements de sol en ardoise ainsi que les parquets en mélèze soulignent le choix judicieux et écologique des matériaux de construction.

Figure 24: Coupe sur façade

Figure 26: Façade sud plus haute grâce au toit à un pan

Figure 27: Espace jour au rez-de-chaussée

Standard MINERGIE® Outre les mesures constructives et architecturales, les panneaux solaires, l’aération contrôlée avec RC et la pompe à chaleur à sonde géothermique permettent d’atteindre un bon indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur›. L’eau de pluie est récupérée dans un réservoir et peut être utilisée pour l’arrosage du jardin.

23

réduit chambre

entrée

WC

coin cuisine

local

garage

séjour

Lignatec 16/2003

Maître de l’ouvrage Andreas Utz/Katrin Walser, Stäfa Architectes Woodarc, H. Suter, Ebnat-Kappel en collaboration avec Casa-Vita / Frefel Holzbau AG, Mollis Ingénieur bois Casa-Vita / Frefel Holzbau AG, Mollis Entreprise bois Casa-Vita / Frefel Holzbau AG, Mollis Système constructif – ossature en bois, valeur U des éléments opaques U < 0,2 W/m2K – fenêtres en douglas avec triple vitrage • Ug = 0,7 W/m2K • Uw 1,0 W/m2K

Figure 28: Rez-de-chaussée

chambre

salle de bain

hall

chambre

chambre

Installation technique / source d’énergie – pompe à chaleur à sonde géothermique pour le chauffage et la production d’eau chaude – système d’aération contrôlée avec récupération de chaleur – panneaux solaires avec soutien au chauffage – récupération de l’eau de pluie pour le jardin Besoin de chaleur pour le chauffage SIA 380/1 42,2 kWh/m2 Indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› 36,7 kWh/m2

Figure 29: Etage

Certificat MINERGIE® ZH-376

FERMACELLKANAL

Figure 30: Coupe

Figure 31: Façade est

24

6.2

Figur 32: Coupe sur façade

Lignatec 16/2003

Bâtiment Renggli AG à Sursee: standard MINERGIE®

Figure 33: Levage des parois extérieures avec fenêtres déjà posées

Figure 34: Vue sud du bâtiment

Figure 35: Cour intérieure ouverte au niveau du rez-de-chaussée

Figure 36: Bureau de l’entreprise Renggli AG

Description du projet Le nouveau bâtiment administratif de quatre étages à Sursee est une construction en ossature bois mettant en œuvre les résultats remaniés d’un concours d’architecture datant de 1991. Le bureau d’architecture Scheitlin Syfrig + Partner, qui avait gagné ce concours, a collaboré à cet ouvrage. Ce bâtiment parallélépipédique abrite une cour intérieure, la Suhre coule en travers de la partie arrière de l’ouvrage. Cette construction en bois revêt un caractère d’avant-garde puisque des construction en bois de ce type et de ces dimensions sont encore rares en Suisse.

Organisation du plan En plus des bureaux destinés à l’entreprise Renggli et à des entreprises tierces, le bâtiment comprend au dernier étage quatre appartements. Sur la face nord du bâtiment, deux ateliers, dotés de leur propre entrée donnent sur la remarquable île sur la Suhre.

Trois noyaux verticaux de circulation garantissent une distribution optimale des différents espaces.

Exécution Le fondations du bâtiment sont sous le niveau de la nappe phréatique. Une fois les fouilles archéologiques terminées, la fouille a été totalement étanchée puis stabilisée par des pieux, afin de couler le soussol en béton. Parallèlement, les éléments préfabriqués en bois ont été réalisés dans les ateliers à Schötz. Le montage a débuté en juillet 2002 pour une durée de quatre semaines à peine. Après exécution des aménagements intérieurs, le nouveau bâtiment a été livré fin 2002.

Principe constructif Le sous-sol a été réalisé en béton armé. Par-dessus, les trois niveaux et l’attique ont été exécutés en ossature bois. L’ensemble est doté d’une enveloppe hautement isolée.

Standard MINERGIE® Grâce à une isolation thermique optimisée d’un point de vu constructif ainsi qu’à une aération contrôlée avec récupération de chaleur et deux pompes à chaleur eau/eau efficaces, l’indice pondéré de dépense d’énergie ‘chaleur’ du bâtiment administratif et locatif Renggli AG a pu être amélioré d’environ 40 % par rapport au standard MINERGIE®.

25

Lignatec 16/2003

Maître de l’ouvrage St. Georg Immobilien AG, Sursee Architectes Scheitlin Syfrig + Partner AG, Lucerne Ingénieur bois Makiol + Wiederkehr, Beinwil am See Physique du bâtiment Ragonesi Strobel & Partner AG, Lucerne Entreprise bois / EG Renggli AG, Sursee/Schötz Figure 37: Coupe

DL

DL

DL

Eisinger EPX 65 4

321 001

342 000

9

Système constructif – ossature en bois, valeur U des éléments opaques U < 0,2 W/m2K – fenêtres bois/métal avec vitrages doubles • Ug = 1,0 W/m2K • Uw 1,2 W/m2K Installation technique / source d’énergie – 12 unités d’aération – 2 pompes à chaleur eau/eau Besoin de chaleur pour le chauffage SIA 380/1 50,6 kWh/m2 Indice pondéré de dépense d’énergie ‘chaleur’ 24,4 kWh/m2 Certificat MINERGIE® LU-035

DL DL Eisinger EPX 65 4

DL

2.5 DL DL DL DL DL

2.5

Ortbeton-Zwischenpodest DL DL 342 000

Andi Scheitlin Architecte diplômé EPF Scheitlin Syfrig + Partner AG Architekten AG, Lucerne

321 001

HFL

2.5

DL

DL

DL

Figure 38: Rez-de-chaussée

494.68

Figure 39: Vue sud-est

Dans le cas du bâtiment administratif de l’entreprise Renggli AG, l’objectif sur le plan urbanistique était de combler une brèche dans une rangée de maisons et d’intégrer la nouvelle construction parmi les bâtiments existants. Le thème de la rivière est également un point essentiel. L’ancien cours d’eau, canalisé durant des décennies pour l’exploitation hydraulique, a été réaménagé et complété par un sentier public. Ouverte côté rivière, la cour intérieure baigne les bureaux dans la lumière naturelle. A l’époque du concours, gagné il y douze ans, ce projet n’aurait pas pu être réalisé en bois. Grâce à la libéralisation des normes incendie et une forte avancée technologique, la marge de manœuvre de la construction en bois s’est nettement élargie.

26

6.3

Figure 40: Local technique Depuis la droite: système compact d’aération, boiler d’eau chaude de 320 l, groupe hydraulique des panneaux solaires.

Lignatec 16/2003

Maison familiale à Dintikon: premier certificat MINERGIE®-P

Description du projet Dans son cahier des charges, le maître de l’ouvrage a voulu fixer des exigences énergétiques et environnementales précises: – un bilan énergétique annuel optimisé au mieux, – utilisation passive et active d’énergie solaire, – exécution orientée vers l’avenir et écologique.

Le choix d’un terrain à bâtir jouxtant, au sud, une zone agricole non constructible, s’est avéré judicieux pour atteindre les objectifs élevés en matière d’énergie. En outre, le conseil communal autorisa la réalisation d’un toit plat, inhabituel à Dintikon, destiné à recevoir les installations solaires et photovoltaïques répondant à l’ensemble des besoins énergétiques.

Ce bâtiment réalisé en collaboration avec Architos a reçu le Prix Solaire Suisse 2003.

Exécution Le bâtiment projeté à l’automne 2002 a vu débuter les travaux en décembre 2002 et a été livré au mois de mars 2003.

Organisation du plan L’organisation du plan est fortement influencée par l’orientation du bâtiment. Les pièces de séjour et les chambres sont exclusivement orientées au sud et profitent des grandes surfaces vitrées. Elles offrent ainsi des espaces très lumineux et une vue imprenable s’étendant jusqu’aux Alpes. Les pièces d’importance secondaire sont disposées sur la face nord qui est soumise à des nuisances sonores. Les grands volumes de stockage qu’offrent les constructions annexes ont permis de renoncer à l’exécution d’un sous-sol.

Figure 41: Local technique. Depuis la droite: système d’aspirateur centralisé, onduleur de l’installation photovoltaïque, tableau électrique, système Principe constructif Le bâtiment est posé sur un socle en béton armé compact d’aération.

Figure 43: Annexe surmontée d’une terrasse

Figure 44: Façade sud du bâtiment

Figure 45: Séjour au rez-de-chaussée

entouré d’un coupe-gel. L’enveloppe est constituée d’éléments de paroi, de plancher et de toiture préfabriqués industriellement.

Figure 42: Distribution des pièces à l’étage

Installations techniques Le système d’aération contrôlée garantit une grande efficience énergétique. L’air frais, préchauffé dans un puits canadien, est chauffé par le système de récupération de chaleur et par une petite pompe à chaleur avant d’être conduit dans les pièces. Une attention toute particulière a été portée à l’efficience énergétique de l’éclairage et des appareils ménagers. L’ensemble du bâtiment est équipé d’ampoules à économie d’énergie et tous les appareils ménagers sont de la classe A, respectivement A+. La moitié de la consommation en énergie est toutefois destinée à l’électricité de ménage.

Figure 46: Pièce disponible à l’étage

Standard MINERGIE®-P Cette maison familiale est non seulement le premier bâtiment certifié MINERGIE®-P, mais remplit également les exigences du standard international «Passivhaus». Calculée sur une année d’exploitation, la production des panneaux solaires (1 800 kWh) et de l’installation photovoltaïque (5 700 kWh) est supérieure à la consommation totale en énergie pour le chauffage, la préparation d’eau chaude et l’électricité de ménage. La maison fonctionne ainsi en autarcie sur l’ensemble d’une année d’exploitation.

27

salle à manger/séjour

cuisine

entrée

bureau/chambre d’ami

WC

local technique/cellier

Figure 47: Rez-de-chaussée

disponible (chambres 3 et 4)

chambre 2

chambre 1

couloir

buanderie

salle de bain

Figure 48: Etage

disponible

Figure 49: Coupe

salle de bain

bureau/chambre d’ami

WC

buanderie

local technique/cellier

Figure 50: Façade nord

Figure 51: Façade est

Figure 52: Façade sud

Figure 53: Façade ouest

Lignatec 16/2003

Architectes Architektenbüro Setz, Rupperswil (architectes partenaires d’Architos) Planification de l’installation technique / Test Bolwer-Door Otmar Spescha, Schwyz Entreprise bois Renggli AG, Sursee / Schötz Système constructif – ossature en bois, valeur U des éléments opaques U 0,1 W/m2K – fenêtres bois/métal avec triple vitrage • Ug = 0,5 W/m2K • Uw 0,8 W/m2K Installation technique / source d’énergie – système d’aération avec récupération de chaleur et pompe à chaleur sur l’air vicié, puits canadien de 80 m – panneaux solaires de 4,5 m2 en toiture – installation photovoltaïque de 50 m2 en toiture Besoin de chaleur pour le chauffage SIA 380/1 22,5 kWh/m2 Indice pondéré de dépense d’énergie ‘chaleur’ -20 kWh/m2 (la production de l’installation photovoltaïque est prise en compte avec un facteur 2) Certificat MINERGIE®-P AG-001-P Max Renggli, Directeur de l’entreprise Renggli AG, Sursee/Schötz

Les indicateurs actuels sur l’environnement montrent clairement que nous devons, en tant que consommateur mais également en tant que producteur, prendre nos responsabilités. Les nouvelles technologies dans le domaine de la rationalisation énergétique des constructions en bois existent, il ne reste plus qu’à les exploiter. Elles sont éprouvées et les erreurs de jeunesse ont depuis longtemps été corrigées. Alors qu’un bâtiment conventionnel consomme douze litres de mazout par année et par mètre carré pour le chauffage, une maison MINERGIE®-P se contente de 1,5 litres. La preuve en est donnée de manière exemplaire par la maison familiale conçue par le bureau d’architectes Setz.

28

6.4

Charles Stettler, Responsable de la clientèle privée, Banque cantonale de Zurich

Lignatec 16/2003

Autres bâtiments MINERGIE®

Figure 54: MINERGIE® SG-263

Figure 55: MINERGIE® D-001

Lotissement Höcklistein à Jona (SG) Le lotissement Höcklistein se compose de deux bâtiments comprenant chacun cinq appartements en copropriété, conçus selon le standard «Passivhaus».

L’excellente isolation de l’enveloppe du bâtiment a permis de renoncer à l’installation d’un chauffage conventionnel; le faible besoin en énergie de chauffage est distribué par l’aération contrôlée (chauffage par air).

En plus des techniques de construction innovantes, la grande liberté dans l’organisation du plan a profité à la bonne attractivité des appartements. La façade en cèdre rouge non traité du lotissement séduit par son expression architecturale pure et moderne.

Maître de l’ouvrage: Consortium Höcklistein Architecte: Roos Architekten, Rapperswil (architecte partenaire d’Architos) Entreprise bois: Renggli AG, Sursee/Schötz Installation technique: système d’aération contrôlée avec récupération de chaleur pour chaque appartement et petite pompe à chaleur pour le chauffage par air et la préparation d’eau chaude; l’air frais est préchauffé grâce à un puits canadien.

Agrandissement de l’école primaire à Steisslingen (D) L’agrandissement en forme de U réalisé en 2002 a créé une cour d’école bordée sur trois côtés par une construction en ossature bois. Les montants et les porteurs sont en bois lamellé collé et les planchers exécutés en éléments de caissons isolés. Il s’agit du premier bâtiment certifié MINERGIE® en Allemagne.

La façade à double peau est composée d’une couche extérieure en vitrage simple protégeant les éléments de façade en bois et en verre; la zone intermédiaire ventilée constitue une zone tampon. Le système d’aération contrôlée permet d’aérer individuellement chaque pièce lorsque cela est nécessaire, c’est-à-dire aussi bien pour le chauffage que lorsque la qualité de l’air est insuffisante.

Maître de l’ouvrage: Commune de Steisslingen Architecte: Dury – D’Aloisio, Konstanz Entreprise bois: BSB/Lignatur, Waldstatt Installation technique: panneaux solaires pour l’eau chaude, photovoltaïques pour la production d’électricité, récupération de l’eau de pluie (chasse d’eau, arrosage)

Le domaine des hypothèques est traditionnellement un point fort de la Banque cantonale de Zurich (ZKB). En qualité de première banque de la région économique zurichoise, il va de soi que nous soutenons, dans le marché de l’immobilier, les aspects liés au développement durable. Depuis des années la ZKB propose des hypothèques préférentielles sous forme d’éco-emprunt pour des ouvrages écologiques, respectant par exemple le standard MINERGIE®. Pour des emprunts à montant limité, le taux d’intérêt est un pour-cent inférieur au taux tradi-

tionnel du modèle d’hypothèque ZKB choisi, et ce généralement pour une durée de 5 ans.

A l’avenir, la ZKB désire renforcer davantage le domaine des hypothèques pour les ouvrages respectant le développement durable. Grâce à notre offre de services et à notre système de management, respectant l’environnement et certifié ISO 14001, nous participons au développement de la construction écologique et efficiente d’un point de vue énergétique.

29

7

Lignatec 16/2003

Normes et références

Isolation thermique Norme SIA 180 Norme SIA 380/1 Norme SIA 380/4 Norme SIA 381/1 Prénorme SIA 279

Isolation thermique et protection contre l’humidité dans les bâtiments (1999) L’énergie thermique dans le bâtiment (2001) L’énergie électrique dans le bâtiment (1995) Caractéristiques des matériaux de construction (1980) Isolants thermiques (2000)

Isolation phonique Ordonnance sur la protection contre le bruit (OPB) de la Confédération (1.4.1987) Norme SIA 181 Protection contre le bruit dans le bâtiment (1988); en révision Protection incendie Prescriptions de protection incendie de l’Association des établissements cantonaux d’assurance incendie; Berne (1993) Documentation 84 SIA/Lignum Protection incendie dans la construction en bois; Zurich (1998) Recommandation SIA 183 La protection contre l’incendie dans la construction; Zurich (1996) Construction en bois Norme SIA 265 Norme SIA 265/1 Norme SIA 164 Recommandation SIA 164/1

Littérature spécialisée Lignum; Systembau mit Holz Editions Birkhäuser Lignum; Lignatec 1/1995 Lignum; Lignatec 5/1998 Lignum; Lignatec 6/2000 SIA; Publication spéciale 971 Lignum; Lignatec 7/2000 Lignum; Lignatec 9/2001 Lignum; Prix Lignum Lignum; Bulletin bois 57/2000 Lignum; Bulletin bois 67/2003

Construction en bois (2003), remplace SIA 164 Construction en bois – Spécifications complémentaires (2003), remplace SIA 164/1 Constructions en bois (1981/1992), remplacée par SIA 265 (2003) Matériaux dérivés du bois (1986), remplacée par SIA 265/1 (2003)

Tragkonstruktion und Schichtaufbau der Bauteile, Zurich (1995) Holzhausbau – Technik und Gestaltung; Konrad Wachsmann; Bâle (1995) Préservation du bois dans le bâtiment, directive EMPA-Lignum; Zurich (1995) Produits en bois utilisés en structure; 1ère partie: Produits dérivés du bois, panneaux; Zurich (1998) Planification en réseau pour la construction en bois; Zurich (2000) Construire SMART; Zurich (1998) Produits en bois utilisés en structure; 2ème partie: Eléments linéaires, Zurich (2000) Produits en bois utilisés en structure; 3ème partie: Eléments de parois, planchers et toitures, Zurich (2001) Constructions et façades en bois; Zurich (2000) Bois et Minergie; Zurich (2000) Bois et Minergie 2; Zurich (2003)

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Adresses, partenaires de projet Partenaires

Centres de compétence Lignum Economie suisse du bois En Budron H6, CP 113 1052 Le Mont-sur-Lausanne info@cedotec.ch info@lignum.ch www.cedotec.ch www.lignum.ch EMPA Département bois Überlandstrasse 129 8600 Dübendorf wood@empa.ch www.empa.ch Agence MINERGIE® du bâtiment Optingenstrasse 54 3000 Berne 25 agentur@minergie.ch www.minergie.ch Haute école d’architecture, de génie civil et du bois Département bois Rte de Soleure 102 2504 Bienne office@swood.bfh.ch www.swood.bfh.ch

Association MINERGIE® Steinerstrasse 37 3000 Berne 16 info@minergie.ch www.minergie.ch L’association MINERGIE® encourage la consommation rationnelle de l’énergie et l’utilisation d’énergies renouvelables dans le but de diminuer les nuisances sur l’environnement. Dans le même temps, elle désire augmenter le confort d’habitation et la compétitivité dans le domaine de la construction. L’association est conjointement soutenue par l’économie, la Confédération et tous les cantons. Elle offre les prestations suivantes: informations générales ainsi que des informations spécialisées au sujet de MINERGIE®, informations sur les manifestations, renseignements pour des hypothèques avantageuses et marche à suivre pour obtenir le label MINERGIE®.

VGQ-Geschäftsstelle Postfach 950 2501 Biel info@vgq.ch www.vgq.ch L’Association Suisse pour des maisons de qualité contrôlées VGQ est bien plus qu’une simple association d’intérêt de producteurs, de fournisseurs, de promoteurs et d’utilisateurs; elle se situe à l’avantgarde de la construction systématique de maisons en bois modernes. Elle est l’interlocuteur et le garant d’une planification et de la réalisation de maisons individuelles de haute qualité constructive.

L’association VGQ attribue le label de qualité VGQ en collaboration avec l’EMPA, Dübendorf et la Haute école d’architecture, de génie civil et du bois, Bienne.

Programme d’encouragement bois 21 de l’OFEFP / Secrétariat Marktgasse 55 / 3000 Berne 7 info@holz21.ch www.bois21.ch Le programme d’encouragement bois 21 cherche à accroître l’écoulement et la vente du bois suisse, à renforcer la compétitivité et à améliorer la collaboration au sein de la filière du bois. bois 21 est un projet commun de la Confédération, de l’économie du bois, des Hautes écoles et des associations de protection de la nature financé par l’OFEFP.

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Architos-Geschäftsstelle Rheinstrasse 17 8201 Schaffhausen info@architos.ch www.architos.ch

Architos est un regroupement d’architectes qui s’engagent pour le développement et la promotion d’une architecture durable ainsi que pour une construction rationnelle du point de vu énergétique. Ils se portent garant de la synthèse entre l’écologie, la flexibilité et la rentabilité. Les maîtres de l’ouvrage optant pour Architos vivent dans une architecture en bois moderne et prêtent une grande attention à une utilisation responsable de nos ressources énergétiques.

AGENA énergies

AGENA énergies Le Grand Pré 1510 Moudon agena.secretariat2@bluewin.ch

Conseils, planifications et ventes: Chaudières à bois: granulés, plaquettes, bûches.

Capteurs solaires pour eau chaude et chauffage.

Renggli AG / Generalunternehmung St. Georgstrasse 2 6210 Sursee mail@renggli-haus.ch www.renggli-haus.ch L'entreprise Renggli AG est à la pointe du domaine de la construction en bois en Suisse. Elle offre des solutions globales en bois, efficientes d'un point de vue énergétique. L'entreprise Renggli planifie, produit et réalise des maisons individuelles, des lotissements ainsi que des bâtiments locatifs ou administratifs de plusieurs étages. Le label de qualité de l'Association VGQ garantit une qualité et un confort élevés. L'entreprise Renggli AG agit en qualité d'entreprise totale, d'entreprise générale ou comme partenaire pour l'élaboration de systèmes constructifs en bois.

Casa-Vita /Frefel Holzbau AG Netstalerstrasse 42 8753 Mollis info@casa-vita.ch www.casa-vita.ch Casa-Vita / Frefel Holzbau AG est une entreprise basée en Suisse occidentale. Elle est à la pointe de la construction en bois et spécialisée dans les standards MINERGIE® et MINERGIE®-P. L’entreprise planifie et contrôle des maisons de qualité contrôlées en mettant en avant l’aspect humain et individuel dans ses constructions. Elle possède l’expérience et les connaissances techniques qui lui permettent d’agir en qualité d’entreprise totale ou générale. Elle est ouverte à tout développement innovant.

Holzwerkstoffzentrum AG Bahnhofstrasse 311 5325 Leibstadt mail@hwz.ch www.holzwerkstoffe.ch Les produits dérivés du bois sont complexes et d’une telle diversité qu’il est important de connaître leurs applications et leurs possibilités de combinaison. Le centre de compétence HWZ renseigne les architectes, les maîtres de l’ouvrage, les entreprises générales ainsi que les constructeurs en bois au sujet des derniers développements et des nouvelles possibilités paraissant dans le domaine de la construction en bois.

Zürcher Kantonalbank Postfach 8010 Zürich info@zkb.ch www.zkb.ch Fondée en 1870, la Banque cantonale de Zurich est la banque la plus importante du canton: la moitié de la population du canton de Zurich fait partie de sa clientèle. Ces derniers profitent d’une garantie de l’Etat; raison pour laquelle depuis des années, Standard & Poor’s attribue la note AAA à la Banque cantonale de Zurich. Les activités principales de la troisième banque de Suisse sont les entreprises et la clientèle privée, en particulier les financements immobiliers.

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Glossaire

Apports solaires actifs Energie solaire exploitée au moyen d’installations techniques pour la production d’eau chaude (panneaux solaires) ou la production d’électricité (installation photovoltaïque).

Apports solaires passifs Apports solaires fournis au bâtiment ne nécessitant pas d’installation technique spéciale, par exemple par le rayonnement au travers des fenêtres.

Besoin de chaleur pour le chauffage Qh [kWh/m2] Quantité de chaleur à fournir à l’espace chauffé pour maintenir la température intérieure de consigne, par unité de surface de référence énergétique et par année, respectivement par période de calcul (mois).

Bilan énergétique Bilan des flux énergétiques dans un bâtiment, par exemple les pertes par transmission, par renouvellement d’air ou les apports solaires ou internes.

Classe d’efficience énergétique A, A+ Etiquetage énergétique européen des appareils ménagers, également utilisé sur le marché Suisse. Le classement en couleur de A à G est facile à retenir. Les meilleurs appareils de la classe A sont présentés sur www.topten.ch. Le choix pour un appareil de classe A se rentabilise généralement en quelques années étant donné leurs faibles besoins en énergie.

Coefficient linéique de transmission thermique [W/mK] Coefficient de transmission thermique rapporté à une longueur, qui prend en compte la variation de flux de chaleur par rapport à la situation unidimensionnelle.

Coefficient de transmission thermique U [W/m2K] Quotient du flux thermique par unité de surface d’un élément de construction, en régime stationnaire, pour une différence de température d’un Kelvin.

est au centre des intérêts. Ce confort est garanti par une enveloppe de bâtiment de haute qualité et par un renouvellement systématique de l’air.

Ponts thermiques Zones de l’enveloppe du bâtiment dans lesquelles le flux de chaleur et la température subissent des variations locales par rapport au cas unidimensionnel, par exemple pour des raisons géométriques (angle) ou à cause des matériaux (différentes conductivités thermiques).

Puits canadien Tuyaux enterrés dans le terrain par lesquels l’air frais est amené dans le bâtiment afin d’être soit préchauffé en hiver, soit refroidi en été.

Rendement de l’installation de chauffage Rapport entre les besoins de chaleur (énergie utile) et les besoin d’énergie (énergie finale) en moyenne annuelle.

Récupération de chaleur RC Grâce à un échangeur de chaleur installé dans le système d’aération, une partie de l’énergie contenue dans l’air vicié est transmise à l’air frais. Cette récupération d’énergie permet de réduire fortement les pertes de chaleur par renouvellement d’air.

Résistance thermique R [m2K/W] Résistance d’un matériau ou d’une couche d’air au flux de chaleur occasionné par une différence de température.

Résistance thermique superficielle Rsi, Rse [m2K/W] Résistance offerte à l’échange de chaleur dans la zone de transition d’une surface avec l’air avoisinant (rayonnement + convection); Rsi sur la face intérieure et Rse sur la face extérieure.

Surface de référence énergétique SRE [m2] Somme des toutes les surfaces dont l’exploitation nécessite un chauffage ou une climatisation. On distingue la surface de référence énergétique avec (SRE) et sans correction de hauteur (SRE0).

Conductivité thermique [W/mK] Caractéristique du matériau: densité de flux thermique traversant en régime stationnaire, un corps homogène soumis à un gradient de température de 1 Kelvin par mètre.

Standard MINERGIE® Standard énergétique pour des bâtiments neufs et rénovés, défini pour douze catégories de bâtiment. Le standard MINERGIE® est également défini pour des éléments de construction (fenêtre, paroi extérieure, toiture).

Facteur de température superficielle fRsi Rapport entre ( si – e) et ( i – e) donnant des informations sur la qualité de l’isolation et l’influence des ponts thermiques. Facteur permettant d’analyser le risque de formation de moisissure et de condensation superficielle.

Standard MINERGIE®-P Standard pour des ouvrages spécialement efficients du point de vue de la consommation énergétique, permettant éventuellement de recourir uniquement à un chauffage par air. Ce standard est comparable au standard international «Passivhaus».

Indice de dépense d’énergie thermique Ehww [kWh/m2] Energie finale à fournir au bâtiment pour satisfaire les besoins de chaleur pour le chauffage et l’eau chaude par année et unité de SRE.

Standard «Passivhaus» Standard international pour des ouvrages à faible besoin de chaleur pour le chauffage, offrant un confort d’habitation élevé sans recours à un système de chauffage conventionnel. En Suisse, ce standard est relayé par le standard MINERGIE®-P.

Indice pondéré de dépense d’énergie ‹chaleur› [kWh/m2] Energie finale pour le chauffage et la production d’eau chaude en prenant en compte une pondération g selon la source d’énergie (par ex. g=2,0 pour l’électricité ou g=0,6 pour le bois) Label MINERGIE®, label MINERGIE®-P Les ouvrages respectant les exigences imposées reçoivent, après certification, un label qui peut conduire à des primes d’encouragement.

Maison à consommation d’énergie faible ou nulle (Niedrigenergie-, Nullenergie-Haus) Termes définissant des ouvrages efficients quant à leur consommation d’énergie. Contrairement à MINERGIE® et «Passivhaus», ces termes ne désignent pas des standards; aucune exigence concrète n’est définie.

MINERGIE® Label de qualité pour des bâtiments neufs ou rénovés. MINERGIE® est soutenu conjointement par la Confédération, les cantons et l’économie. C’est une marque protégée. Le confort de l’utilisateur

Système d’aération mécanique Grâce à l’installation d’un système d’aération mécanique, un renouvellement d’air continu et contrôlé peut être obtenu sans l’intervention de l’utilisateur et en évitant les problèmes de courants d’air.

Taux de renouvellement d’air nL,50 [h-1] Valeur caractéristique qui indique combien de fois le volume d’air net est renouvelé avec une différence de pression de 50 Pa (Test Blower-Door), par exemple en raison du manque d’étanchéité de l’enveloppe.

Test Blower-Door Méthode pour mesurer l’étanchéité de l’enveloppe d’un bâtiment en créant une sous- ou une surpression dans les pièces.

Valeur limite Hg [kWh/m2] Valeur limite pour le besoin de chaleur pour le chauffage Qh, en fonction de la catégorie de bâtiment et du rapport de forme A/SRE. La norme SIA 380/1 définit des valeurs limites et des valeurs cibles.

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Impressum

Lignatec Les informations techniques bois de Lignum Editeur Lignum, Economie suisse du bois, Zurich Christoph Starck, directeur Rédaction Jürg Fischer, Fischer Timber Consult, Bubikon Auteurs Marco Ragonesi, architecte dipl. HES/physicien du bâtiment Ragonesi Strobel & Partner AG, Lucerne Jürg Fischer, ing. dipl. génie civil HES, Fischer Timber Consult, Bubikon Franz Beyeler, directeur de l’association MINERGIE®, Berne Traduction Sven Heunert, Cedotec-Lignum, Le Mont-sur-Lausanne Mise en page BN Graphics, Zurich Administration/expédition Andreas Hartmann, Lignum, Zurich Impression Neidhart + Schön AG, Zurich Imprimé sur papier blanchi sans chlore Tirage en français: 1700 exemplaires Le copyright de cette documentation est propriété de Lignum, Economie suisse du bois, Zurich. Toute reproduction n’est autorisée qu’avec la permission expresse et écrite de l’éditeur.

Sont exclues toutes prétentions résultant de l’emploi des données communiquées.

Crédits photographiques Illustration en couverture: Bâtiment administratif Renggli AG, Sursee. Architectes: Scheitlin Syfrig + Partner AG, Lucerne.

Ingénieurs bois: Makiol + Wiederkehr, Beinwil am See. Physique du bâtiment: Ragonesi Strobel & Partner AG, Lucerne.

Photographe: Walter Mair, Zurich. Figure 1a: Beat Kämpfen, Zurich. Figure 1b: Haute école d’architecture, de génie civil et du bois à Bienne et Service cantonal de l’énergie du canton de Zurich.

Figures 2, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53: Architekturbüro Setz, Rupperswil. Figure 3: Association MINERGIE®, Berne. Figures 4, 5, 6, 7, 8, 9, 22, 23: Ragonesi Strobel & Partner AG, Lucerne. Figure 10: Michael Grüning, Der Wachsmann-Report.

Auskünfte eines Architekten. Réédition, Birkhäuser – Editions d’architecture, Bâle, Boston, Berlin 2001, p. 404. Figure 11: Thomas Frank, EMPA, Dübendorf. Figure 12: Association VGQ. Figures 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31: Casa-Vita / Frefel Holzbau AG. Figure 15: Association Architos, Schaffhouse. Figure 16: Creafactory AG, Zoug. Figures 17, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39: Renggli AG, Sursee/Schötz. Figure 18: Hagmann Oegerli Brunner Architekten, Olten. Figure 19: sparch, Wollerau. Figure 20: Martin Wamsler Architekt, Markdorf (D). Figure 21: Lischer Partner Architekten, Lucerne. Figure 54: Roos Architekten, Rapperswil.

Figure 55: Dury – D’Aloisio, Konstanz (D).

Lignatec traite des questions techniques relatives à l’utilisation du bois et des matériaux dérivés.

Lignatec s’adresse aux planificateurs, ingénieurs, architectes ainsi qu’aux transformateurs et utilisateur du bois. Lignatec est utilisé de manière croissante dans l’enseignement au niveau des HES et EPF. Un classeur peut être obtenu chez Lignum.

Les membres de Lignum reçoivent gratuitement Lignatec.

Prix de l’exemplaire: CHF 20.Classeur: CHF 10.- l’unité Sous réservation de modification Lignum Economie suisse du bois En Budron H6, CP 113 1052 Le Mont-sur-Lausanne Tél. 021 652 62 22 Fax 021 652 93 41 info@cedotec.ch info@lignum.ch www.cedotec.ch www.lignum.ch Lignatec Bois et Minergie N° 16/2003 Parution: novembre 2003 ISSN 1421-0312