Bruxelles Environnement

Problématique et enjeux du confort thermique, visuel et acoustique

Isabelle BRUYERE

MATRIciel sa

Formation Bâtiment Durable :

Rénovation durable : aperçu

2

Objectifs de la présentation

● Définir les différents aspects des conforts

acoustique, visuel et thermique

● Identifier les paramètres importantes de la

rénovation qui influencent le confort

● Présenter les actions envisageables pour concilier

● performance énergétique et environnementale

● et confort.

3

Le confort : Enjeu

On passe près de 80% du temps à l’intérieur !

A la maison, au bureau, au magasin, …

Outre l’objectif intrinsèque du confort

objectif économique :

● Productivité au travail

● Limitation de l’absentéisme

● Stabilité des locataires

4

1. Le confort acoustique

1.1 Niveaux de bruit, confort et santé

1.2 Points d’attention pour une bonne acoustique

2. Le confort thermique

2.1 Les paramètres qui influencent le confort thermique

2.2 Points d’attention pour assurer le confort d’hiver

2.3 Points d’attention pour assurer le confort d’été

3. Le confort visuel

3.1 Les valeurs représentatives du confort visuel

3.2 Points d’attention pour un bon confort visuel

Plan de l’exposé

Bruit structurel

1.885 km de route

215 km de tram et 65 km de chemin de fer

40 km de métro

Aéroport à 11 km

du centre

1. Confort acoustique : Sources de bruit en région de Bruxelles-Capitale

Bruit des installations

2.000 activités économiques :

Ventilation, chantier, salles de spectacle, de

sport, horeca, discothèques

Bruit de voisinage

1 million d’habitants

400.000 navetteurs Écoles, sirènes, alarmes, foires,

marchés, etc.

Images – Source IBGE. 5

Multi-exposition 2006

1.1 Confort acoustique : Valeurs de référence

Image – Source IBGE.

1.1 Confort acoustique : Valeurs de référence

Références Indicateurs Valeurs - dB(A)

OMS

A l’extérieur des habitations

Jour (LAeq, T=16h)

Gêne sérieuse 55

Nuit (LAeq, T=8h) 45

40 (2009)

Plan de prévention et de

lutte contre le bruit en RBC

Jour (LAeq, T=12h) 65

Nuit (LAeq, T=8h) 60

Arrêté Avions + Conventions SNCB (24/01/2001) et STIB (Trams et Métros

25/06/2004)

Image – Source IBGE.

Stress

Insomnie

Problèmes cardiovasculaires

Effets auditifs

Influence sur les performances

Atteinte aux facultés de compréhension

BRUIT

1.1 Le bruit : Impact sur la santé

Images – Source IBGE. 8

1.2 Assurer le confort acoustique : quelle stratégie ?

● Hiérarchie des principes d’actions

Réduction à la source

Réduction à la propagation

Isolation

9 Image – Source IBGE.

1.2 : Réduire le bruit à la source Aménagement architectural

Solutions pour le bruit des installations : implantation des équipements bruyants et

organisation des locaux

10

Ima

ge

– S

ou

rce C

ST

C

1.2 Isolation aux bruits aériens

ACOUSTIQUE L’isolation se fait par la masse de la paroi ou par l’optimisation de l’effet double paroi.

THERMIQUE

Grande différence entre isolation thermique et isolation acoustique

Images – Source CSTC 11

1.2 Isolation aux bruits aériens

1. Parois massives : mur simple ou double avec contacts entre les murs

2. Parois doubles : mur double sans contacts

Indice d’affaiblissement acoustique des parois Rw : deux grands principes d’isolation

14 cm creux :

Rw = 54 dB

2 x 14 cm creux liaisonnés :

Rw = 58 dB

2 x 14 cm creux découplés :

Rw = 84 dB !!

m1 m2

d

m1

Ima

ge

s –

So

urc

e C

ST

C

1.2 Propagation des bruits aériens dans les bâtiments : les transmissions latérales

D

F

d

f

D

F

d

f

Pour hautes

isolations :

TL non négligeables

Images – Source CSTC 13

1.2 Atténuation des bruits de choc :

les chapes flottantes

Plancher porteur

Couche

d’égalisation

Prod. anti-vibratile

chape

Joint anti-vibratile!

ΔLw le plus haut possible !

Image – Source CSTC

14

1.2 Gestion du bruit des équipements

Type de paroi

Supports élastiques

Joints

Images – Source CSTC

15

1.2 Gestion du bruit des équipements

Images – Source CSTC

16

2. Le confort thermique

17

18

2.1. PARAMETRES INFLUENCANT LE CONFORT THERMIQUE

● métabolisme: production de chaleur interne

au corps humain

● habillement : résistance thermique entre la peau et l'environnement

● température ambiante de l'air

● température des parois

● humidité relative

● vitesse de l'air

Source : Energie+

2.1 MESURE DU CONFORT THERMIQUE

Norme NBN EN 15251 définit des catégories de confort

● Les catégories : (PPD : Predicted Percentage of Dissatisfied)

19

2.1. PARAMETRES INFLUENCANT LE CONFORT THERMIQUE

En plus de l’influence des paramètres physiques, selon

l’approche adaptative :

adaptation climatique de l’individu :

● Physiologique : modification en quelques jours de la réaction

du corps à un même environnement.

► En hiver, température de la peau ou niveau métabolique.

► En été, capacité de sudation, réduction de la vitesse du cœur.

● Comportementale

► Réactions conscientes ou inconscientes à une situation ressentie :

Habillement, boissons, déplacement, modification d'horaires (sieste)

● Psychologique

► Intolérance aux écarts si l’occupant n’a pas de contrôle.

► Anticipation importante. Un effet de surprise est plus mal vécu qu’une

modification annoncée.

20

21

2.1 MESURE DU CONFORT THERMIQUE

Norme NBN EN 15251

● Dans les locaux non

climatisés

15°C

20°C

25°C

30°C

35°C

-15°C -10°C -5°C 0°C 5°C 10°C 15°C 20°C 25°C 30°C

Tem

pé

ratu

re o

pé

rati

ve

Température de référence

Limite_sup cat III

Limite_sup cat II

Limite_sup cat I

Limite_inf cat I

Limite_inf cat II

Limite_inf cat III

● Ces plages sont utilisables si

► fenêtres ouvrables facilement sur l’extérieur

► l’ouverture peut être ajustée par les occupants.

► Aucune climatisation ne doit être en fonctionnement.

► contrôle individuel de l’ambiance par des méthodes à basse énergie

(ventilateurs, volets, la ventilation nocturne etc.)

► preuve par simulation dynamique ou monitoring

Source : Guide Bâtiment Durable - G_WEL02 - Assurer le

confort thermique, Bruxelles Environnement 2013

22

2.2 ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN HIVER

● Paroi froide

► Isolation

► Remplacement du vitrage

Source : Guide Pratique pour la construction durable Fiche ENE02 -

DEVELOPPER UNE STRATEGIE DU CHAUD, Bruxelles Environnement

On définit une température de confort ressentie

(appelée aussi "température opérative" ou "température résultante sèche") :

T°opérative = (T°air + T°parois) / 2

pour autant que la vitesse de l'air ne dépasse pas 0,2 m/s.

23

2.2 ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN HIVER

● Vitesse et T° de l’air

► Choix des bouches de ventilation

Source : Energie +

24

2.2 ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN HIVER

Niveau d’humidité de l’air

● zones de confort en termes

d’humidité relative :

► 40 à 60% pour un confort optimal,

► 30 à 70% pour un bon confort

Source : Guide Pratique pour la construction durable Fiche CSS13 –

REDEFINIR LE CONFORT THERMIQUE, Bruxelles Environnement

Mesures à mettre en place

● Limiter les apports solaires

► Surface vitrée

► Choix du vitrage

► Protections solaires

● Limiter les apports internes

► Eclairage artificiel

► Bureautique

● Assurer un refroidissement par

ventilation naturelle

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ETE

25

26

Protection solaire extérieure fixe

► AVANTAGES :

› Bonnes propriétés en termes de protection solaire

› Permettent les apport solaires gratuits en hiver

› Peu ou pas d’entretien, durée de vie importante

› Frais d’investissement relativement réduits si intégrées à l’architecture

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Limiter les apports solaires

► INCONVENIENTS :

› Uniquement possible sur la

façade sud

› Peu ou pas flexible / réglable

› N’offre aucune protection

contre le rayonnement diffus

● Règle pratique : profondeur horizontale porte-à-faux

= 0,7* hauteur de fenêtre Source : Energie +

27

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ

Transmission lumineuse (TL) et rendu de couleur du vitrage

(RD65 ou Ra)

Vitrage clair Vitrage sélectif

Transmission lumineuse : 80%

RD65 = 98%

Transmission lumineuse : 70%

RD 65 = 96%

Vitrage solaire : TL 50% / FS 28% - RD65 = 93% Source : Energie +

Source : Guide Bâtiment Durable - G_WEL02 -

Assurer le confort thermique, Bruxelles

Environnement 2013

Protection solaire extérieure mobile

● Application sur les façades sud, est et ouest

● Stores - Valeurs typiques :

› g = 0,07…0,40

› Transmission lumineuse = 0,07…0,40

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Limiter les apports solaires

● Lamelles orientables et mobiles, motorisées

► Valeurs typiques :

› Facteur g = 0,15

› Transmission lumineuse = 0,5

● Inconvénients

› Gestion

› Coût

› Sensibilité au vent

› Entretien (moteurs, lamelles) 28

Protection solaire contre

l’éblouissement confort visuel

Placer la protection solaire à

l’extérieur ou à l’intérieur

29

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Limiter les apports solaires

Protection solaire contre les

surchauffes confort thermique

Placer la protection solaire à

l’extérieur

Source : Cenergie

30

Vitrage à contrôle solaire

► AVANTAGES :

› Bon marché

› Durée de vie importante, aucun entretien particulier

› Vue dégagée vers l’extérieur

› Également possible pour les rénovations : film de protection solaire

► INCONVENIENTS :

› L’effet de reflet

› Moins de gains de chaleur durant l’hiver

› Eclairage naturel parfois réduit et ce tout au long de l’année

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Limiter les apports solaires

Vitrage solaire Vitrage sélectif

G 0,10...0,45 0,17…0,43

TL 0,10…0,45 0,30…0,70

31

Limiter les apports thermiques dus

à l’éclairage artificiel

● Puissance installée

● Régulation

► Dimming en fonction de la lumière du jour entrante

► Détecteur de présence / absence

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Limiter les apports internes

Limiter les apports thermiques dus

à la bureautique

● Puissance installée : 15 W/m² au maximum pour les

bureaux … jusque 6 W/m²

● Éviter que des appareils restent inutilement allumés :

régler la position de veille

32

Plus on isole, plus on peut valoriser le froid de l’air

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Ventilation intensive naturelle

Répartition des demandes de chaud et de froid pendant l’année en fonction de la

température extérieure – Source : Architecture et Climat - UCL

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Ventilation intensive naturelle

33

Principe

► Organiser une perméabilité

contrôlable de l'enveloppe

fenêtres,

grilles,

ventelles, …)

pour rafraîchir gratuitement le

bâtiment avec l'air frais extérieur

(typiquement 4 à 8 vol/h)

Source : Cenergie

34

► Limites

› Possibilité de courants d’air et de nuisances acoustiques

› Protection de la vie privée & sécurité contre les cambriolages (ouvertures

sécurisées)

› Uniquement possible si la masse thermique est suffisante (et disponible)

› Collaboration des occupants (efficacité limitée) OU motorisation des ouvrants

2.3. ASSURER LE CONFORT THERMIQUE EN ÉTÉ Ventilation intensive naturelle

34 Source : Energie +

35

3.1 Assurer le confort lumineux

Données quantitatives

► Facteur lumière du jour (FLJ)

► Daylight autonomy (autonomie en lumière du jour)

Pourcentage des heures occupées par an, où le niveau minimum

d’éclairement requis peut être assuré par la seule lumière

naturelle. Exemple : Une autonomie en lumière du jour de 70% pour un lieu de travail occupé en semaine de 8 h à

18 h. et un éclairement minimum de 500 lux implique que l’occupant est en principe capable de travailler

70% de l’année uniquement avec de l’éclairage naturel.

► Uniformité

36

3.1 Facteur de lumière du jour

FLJ < 0.5 % Insuffisant

0,5 % < FLJ < 1 % Faible

1 % < FLJ < 2 % Satisfaisant

2 % < FLJ < 3 % Bon

3 % < FLJ < 5 % Très bon

5 % < FLJ Attention

éblouissement

Source : Energie +

37

3.1 Assurer le confort lumineux – aspects qualitatifs

● Confort visuel

► spectre et variablilité de la lumière naturelle (couleur et intensité)

► communication visuelle vers l’extérieur

Vue au loin permet le repos de l’œil après une vision

rapprochée

● Santé, bien-être, productivité

La lumière règle le rythme biologique journalier appelé cycle

circadien

►Manque de lumière moins de tonus

►somnolence et altération de la qualité du sommeil

►dépressions saisonnières

38

3.2 Assurer le confort lumineux – points d’attention

► A. Type de vitrage

► B. Surface de vitrage

► C. Type de protection solaire

39

3.2.B Assurer le confort lumineux – pts d’attention

Surface de vitrage

● Eclairage naturel >< Déperditions

●

1,5 W/m²K >< 0,25 W/m²K

Fenêtre 6x plus

déperditive

0,9 W/m²K >< 0,15 W/m²K

Ba

ss

e-é

ne

rgie

Pass

if

40

● Compromis entre

► maximiser la pénétration de la lumière naturelle

► maximiser les gains solaires d’hiver (logement)

► limiter les charges solaires d’été

► et réduire les pertes par transmission

● 20% de la surface plancher pour apporter l’éclairage

naturel

3.2.B. Assurer le confort lumineux – pts d’attention Surface vitrée

41

Eclairage naturel > < apports solaires d’été

► risque de surchauffe

► consommation de froid supplémentaire

Gains solaires par ciel

serein en Belgique, à

travers un double vitrage.

3.2.B. Assurer le confort lumineux – pts d’attention Surface de vitrage

Source : Energie +

42

3.2. B Assurer le confort lumineux – pts d’attention Surface vitrée - hauteur d’allège

●Niveau d’éclairement >< relation au monde extérieur

75.00 81.00 81.00 80.00 81.00 75.00

76.00 78.00 80.00 79.00 79.00 76.00

73.00 75.00 76.00 76.00 76.00 73.00

68.00 70.00 71.00 71.00 71.00 69.00

62.00 64.00 66.00 65.00 65.00 63.00

56.00 58.00 59.00 59.00 59.00 58.00

48.00 50.00 53.00 53.00 51.00 51.00

42.00 44.00 46.00 47.00 46.00 44.00

39.00 40.00 42.00 43.00 42.00 40.00

%

80.0+

72.0

64.0

56.0

48.0

40.0

32.0

24.0

16.0

8.0

0.0

76.00 81.00 81.00 81.00 81.00 76.00

76.00 79.00 80.00 80.00 80.00 77.00

74.00 76.00 77.00 77.00 77.00 74.00

68.00 71.00 72.00 72.00 71.00 69.00

62.00 64.00 66.00 67.00 65.00 63.00

55.00 58.00 58.00 58.00 59.00 57.00

45.00 48.00 49.00 50.00 50.00 47.00

37.00 39.00 41.00 42.00 42.00 38.00

33.00 36.00 37.00 38.00 37.00 34.00

%

80.0+

72.0

64.0

56.0

48.0

40.0

32.0

24.0

16.0

8.0

0.0

71.00 80.00 80.00 79.00 80.00 71.00

73.00 77.00 79.00 79.00 78.00 74.00

70.00 73.00 74.00 75.00 73.00 71.00

64.00 69.00 70.00 70.00 69.00 66.00

60.00 61.00 63.00 63.00 62.00 61.00

52.00 55.00 56.00 56.00 56.00 54.00

42.00 47.00 50.00 49.00 48.00 45.00

35.00 38.00 40.00 40.00 38.00 37.00

32.00 34.00 36.00 36.00 36.00 33.00

%

80.0+

72.0

64.0

56.0

48.0

40.0

32.0

24.0

16.0

8.0

0.0

61.00 73.00 73.00 72.00 73.00 60.00

68.00 72.00 74.00 74.00 73.00 69.00

67.00 71.00 72.00 72.00 69.00 66.00

63.00 66.00 67.00 68.00 66.00 62.00

56.00 58.00 60.00 59.00 58.00 58.00

47.00 48.00 52.00 50.00 51.00 49.00

36.00 39.00 42.00 40.00 39.00 37.00

26.00 33.00 30.00 33.00 31.00 31.00

22.00 27.00 25.00 30.00 28.00 26.00

%

80.0+

72.0

64.0

56.0

48.0

40.0

32.0

24.0

16.0

8.0

0.0

75.00 81.00 81.00 81.00 81.00 74.00

73.00 76.00 78.00 77.00 76.00 71.00

57.00 64.00 66.00 67.00 64.00 60.00

29.00 35.00 39.00 39.00 34.00 31.00

10.00 16.00 18.00 18.00 16.00 11.00

1.00 5.00 7.00 6.00 5.00 2.00

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Vitrage clair

Vitrage sélectif Auvent Lamelles Bâtiment

Hypothèse : Superficie fenêtre / surface façade = 50 %

3.2.C Assurer le confort lumineux – pts d’attention

Choix de la protection solaire Impact sur la qualité de l’éclairage

43

44

Lumière naturelle >< apports solaires

3.2.C Assurer le confort lumineux – pts d’attention

Choix de la protection solaire

Store à lamelles Mobile

Contre surchauffe et éblouissement

Lumière sur les lamelles

Vue sur l’extérieur

45

3.2.C Assurer le confort lumineux – pts d’attention

Choix de la protection solaire Lumière naturelle >< apports solaires

Vue intérieure d’un store en deux parties / La

partie inférieure fermée bloque les rayons

directs du soleil tandis que la partie

supérieure ouverte laisse pénétrer la lumière

du jour,

Store à l’italienne Mobile

Contre surchauffe et éblouissement

Lumière réfléchie par le sol

Vue sur l’extérieur

46

3.2.C Assurer le confort lumineux – pts d’attention

Choix de la protection solaire Lumière naturelle >< apports solaires

Source : Cenerge

47

Ce qu’il faut retenir de l’exposé

● Notion de confort va plus loin que le confort

thermique

● Le confort résulte d’un ensemble de points

d’attention cumulés

● Favoriser les mesures passives

Liens utiles ● Le site Internet de Bruxelles Environnement, en

particulier la page relative à la réduction des nuisances sonores urbaines

Accueil > Particuliers > Thèmes > Bruit > Réduire les nuisances sonores urbaines

● L’atlas « Bruit des transports – Cartographie stratégique en Région de Bruxelles-Capitale

Accueil > Particuliers > Thèmes > Bruit > La situation à Bruxelles > Cartographie et exposition de la population

● Le vademecum du bruit routier urbain

Thème > Bruit > L’action de la Région > Lutte par cible > Bruit routier > Vademecum du bruit routier urbain

● La brochure « Vivre au calme à Bruxelles, 100 conseils pour se protéger du bruit… et ne pas en provoquer », IBGE, 2013

Accueil > Centre de documentation > Bibliothèque en ligne > Recherche parmi nos publications > Bruit

48

o Energie+:

http://www.energieplus-lesite.be/

Outils, sites internet, etc… intéressants :

49

o Alter-clim : outil d’aide à la conception de

locaux refroidis naturellement :

http://app.bruxellesenvironnement.be/alter_clim

o Elisabeth Gratia, AMCO2361 – Physique appliqué au bâtiment – notes de

cours, Université catholique de Louvain, consultable en ligne à l’adresse

http://www-energie2.arch.ucl.ac.be/

50

Informations sur l’éclairement naturel des locaux :

● Le site Internet « l’éclairage naturel des bâtiments », de l’Université

Catholique de Louvain : http://www-energie.arch.ucl.ac.be/eclairage/

● NBN L 13-002, Eclairage naturel des bâtiments, prédétermination de

l’éclairement naturel pour des conditions de ciel couvert

(méthodologie graphique approchée), Institut belge de Normalisation,

Bruxelles, 1972

● S.Reiter, A. De Herde, L’éclairage naturel des bâtiments, Presses

Universitaires de Louvain, 2004

(http://www.i6doc.com/fr/livre/?GCOI=28001100097400)

● F.Simon, JM.Hauglustaine, La fenêtre et la gestion de l’énergie -

Guide pratique pour architectes, Ministère de la Région Wallonne,

2002

http://energie.wallonie.be/fr/brochure-la-fenetre-et-la-gestion-de-l-

energie-guide-pratique-pour-les-

architectes.html?IDD=11690&IDC=6099

Outils, sites internet, etc… intéressants :

51

Références Guide Bâtiment Durable :

http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be

52

● G_WEL00 – Le bien-être, le confort et la santé dans les

bâtiments durables

Pour le confort visuel :

● G_WEL03 - Assurer le confort visuel au moyen de la

lumière naturelle

● G_ENE01 - Optimiser l'éclairage artificiel

Et pour approcher le confort acoustique du point de vue de

l'occupant du bâtiment mais également des riverains :

● G_WEL01 - Assurer le confort acoustique

● G_PHY03 - Minimiser la contribution acoustique du

bâtiment au quartier

Références Guide Bâtiment Durable : http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be

53

Pour le confort thermique :

● G_WEL02 - Assurer le confort thermique

● G_ENE03 – Diminuer les pertes par transmission

● G_ENE04 – Diminuer les pertes par infiltration

● G_ENE05 - Assurer une grande inertie thermique

● G_ENE06 – Limiter les charges thermiques

● G_ENE07 – Appliquer une stratégie de refroidissement

passif

● G_ENE10 - Garantir l'efficience des installations de

chauffage, d'eau chaude sanitaire et de refroidissement

Références Guide Bâtiment Durable : http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be

54

Contact

Isabelle BRUYERE

MATRIciel sa – gestionnaire de projet

Place de l’Université, 25 – 1348 Louvain-la-Neuve

: 010/24.15/70

E-mail : bruyere@matriciel.be