L'Enveloppe du batiment au quebec

Benoit Lavoie

Description

L’enveloppe du bâtiment est l’élément qui sépare l’extérieur de toutes les conditions climatiques, de chaque besoin spécifique, en particulier le confort des occupants à l’intérieur du bâtiment. Nous sommes bien loin des murs massifs en pierre et du chauffage au bois des premiers bâtiments québécois comme seul moyen de se garder au chaud en hiver. La conception empirique et la technologie ont fait grandement améliorer la conception des murs et des toitures. Au-delà de l’esthétique, il y a des principes fondamentaux à respecter pour concevoir une enveloppe de bâtiment qui assurera le maintien de conditions acceptables à l’intérieur et assurera la durabilité des matériaux qui composent l’enveloppe.
La rédaction de ce livre a pour but de combler un vide sur le sujet et surtout de permettre l’apprentissage et la compréhension des principes de conception d’enveloppe du bâtiment au Québec. Ce n’est pas un énoncé scientifique, c’est un ouvrage de vulgarisation. Bon apprentissage.

Sujets

• Arts visuels
• Architecture
• buildings

Informations

• Publié par: Éditions JFD Inc
• Date de parution: 01 janvier 2020
• Nombre de lectures: 6
• EAN13: 9782897992231
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Benoit Lavoie

L’enveloppe du bâtiment au Québec

L’enveloppe du bâtiment au Québec Benoit Lavoie

© 2020 Les Éditions JFD inc.

Catalogage avant publication de Bibliothèque et Archives nationales du Québec et Bibliothèque et Archives Canada

Titre : L’enveloppe du bâtiment

Nom : Benoit Lavoie

Identifiants : Canadiana 20190036117 | ISBN 9782897990268

Vedettesmatière : RVM : Habitations – Isolation. | RVM : Constructions – Étanchéité à l’air. | RVM : Imperméabilisation.

Classification : LCC TH1715.L38 2019 | CDD 693.8/3–dc23 Les Éditions JFD inc. CP 15 Succ. Rosemont Montréal (Québec) H1X 3B6 Téléphone : 5149994483 Courriel : [e-mail] www.editionsjfd.com

Tous droits réservés. Toute reproduction, en tout ou en partie, sous quelque forme et par quelque procédé que ce soit, est strictement interdite sans l’autorisation écrite préalable de l’éditeur.

ISBN : 9782897990268

er Dépôt légal : 1 trimestre 2020 Bibliothèque et Archives nationales du Québec Bibliothèque et Archives Canada

Imprimé au Québec, Canada

Table des matières

AVANT-PROPOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CHAPITRE 1 – Qu’est-ce que l’enveloppe? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Les conditions intérieures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Les conditions extérieures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

chapitre 2 – LES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 La nature des matériaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 La détérioration des matériaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 La durabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

chapitre 3 –LA PHYSIQUE ET LES MATÉRIAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 La chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Le gradient de température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 La psychrométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 L’étanchéité à la vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Le mouvement de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

CHAPITRE 4 – LE CONTRÔLE DE LA CHALEUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Isolant thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Ponts thermiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 La radiation solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Digues de glace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

CHapitre 5 – LE CONTRÔLE DE L’EAU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 La vapeur d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 L’eau à l’état liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Chapitre 6 – MISE EN APPLICATION ET MODÈLES DE MURS ET TOiTURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Contrôle de l’écoulement de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Contrôle de la pénétration de la pluie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Contrôle de l’écoulement de la chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Contrôle de la diffusion de la vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Contrôle du rayonnement solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Les parements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Les toitures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Modèles de murs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

ANNEXES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Je remercie Hugo Normand pour sa généreuse contribution, pour ses précieux conseils et surtout les croquis qu’il m’a permis d’inté- grer et qui complètent très bien les principes énoncés.

AVANT-PROPOS

Une grande partie des informations qui ont servi à rédiger ce livre proviennent du livreMurs, fenêtres et toitures pour le climat cana dien, écrit par J. K. Latta et publié par leConseil national de recherches du Canadaen 1975. Ce livre très technique n’a pas été réédité. La plupart des informations qu’il contient sont encore valables, mais certains éléments ont évolué et nécessiteraient beau- coup de recherche pour être actualisés.

Vous trouverez dans ce document des bases pour la conception des murs extérieurs et des toitures qui doivent résister au climat de la plupart des régions du Québec tout en assurant les conditions inté- rieures désirées. Les données présentées sont le fruit de connais- sances personnelles sur le sujet et il est possible que certains des éléments d’information présentés doivent être modifiés, redéfinis ou complétés selon l’évolution des matériaux et de la technologie. Nous tenterons de faire le tour des éléments nécessaires à la conception des murs et des toitures, particulièrement de ceux construits avec des structures en acier et en béton. Les mêmes principes peuvent s’appliquer aux bâtiments en bois, mais doivent être adaptés. Plusieurs volumes traitent des bâtiments en structure de bois ; c’est pourquoi ils ne seront pas traités en profondeur dans ce manuel. De nombreux sujets comme la résistance de la structure, la résistance au feu et les propriétés acoustiques ne seront pas non plus déve- loppés ici.

Nous espérons que le présent ouvrage vous sera utile et vous permettra d’assimiler rapidement les principes de base de la concep- tion de l’enveloppe du bâtiment.

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CHAPITRE 1 Qu’est-ce que l’enveloppe?

On construit un bâtiment pour protéger ses occupants et son contenu des intempéries. Cela sert également à se protéger contre les animaux et les insectes ou contre les voleurs et les vandales. Ce livre traite de la façon de protéger l’intérieur des bâtiments des intempéries. Pour assurer cette protection, on enferme un espace, soit l’intérieur du bâtiment, pour l’isoler des conditions très variables qui règnent à l’extérieur, afin de pouvoir contrôler les conditions intérieures. L’enveloppe sera constituée des murs, de la toiture et des planchers.

Étant donné que les murs, la toiture et les planchers enveloppent l’intérieur du bâtiment, nous utiliserons le terme « enveloppe » pour les désigner collectivement. Les chapitres suivants porteront sur la conception technique de l’enveloppe destinée à séparer les condi- tions intérieures de celles extérieures.

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L’eveloppe du bâtimet au uébec

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Une enveloppe complètement fermée ou isolée n’est pas toujours nécessaire ni même souhaitable. Par exemple, une serre à toiture opaque ne servirait pas à grand-chose et un chapiteau de cirque n’a pas besoin d’être isolé. L’enveloppe sera conçue pour résister aux conditions extérieures, peu importe la saison ou le moment de la journée. Selon le cas, la pénétration du soleil pourra être indispen- sable ou indésirable. Le bâtiment devra offrir une protection effi- cace, dans toutes les circonstances et quels que soient les besoins. On conçoit un bâtiment pour conserver des conditions confortables de température et d’humidité. À moins que l’enveloppe du bâtiment n’em- pêche le passage du vent, il est impossible de contrôler de façon satisfaisante les conditions intérieures ; on peut tout juste assurer une protection partielle contre le soleil et la pluie. Cette protection partielle n’arrête pas non plus la neige. Donc, pour remplir sa fonc- tion, l’enveloppe d’un bâtiment doit contrôler le passage de l’air. On n’insistera jamais trop sur ce fait et, comme nous le verrons plus loin, l’absence de contrôle du mouvement de l’air à travers l’enveloppe peut engendrer de nombreux problèmes de détérioration et d’affai- blissement des caractéristiques prévues du bâtiment. Soulignons que la circulation de l’air n’est pas seulement due à l’effet du vent, mais qu’elle peut aussi provenir d’un courant de convection produit par des différences de température.

En plus de contrôler le vent par l’enveloppe, il faut assurer un contrôle de la température intérieure au moyen d’un système de chauffage ou de climatisation. La puissance de ce système dépendra de la différence entre la vitesse à laquelle la chaleur s’échappe du bâtiment et celle à laquelle elle y pénètre. En pratique, le choix d’un système dépendra de son coût, de l’espace requis pour son installa- tion, des caractéristiques de l’enveloppe et du coût d’exploitation, le but étant que l’enveloppe du bâtiment exerce un certain contrôle sur la circulation de la chaleur. Une partie de ce contrôle visera à capter de la chaleur à partir du soleil ainsi qu’à limiter la perte de chaleur.

En plus de la nécessité de contrôler les gains de chaleur occasionnés par le soleil, il faudra tenir compte des effets de radiations ultravio- lettes sur les matériaux qui recouvrent le bâtiment.

Au-delà de la recherche de confort, on concevra un bâtiment afin de maintenir l’intérieur au sec, et ce, que les précipitations soient verti- cales ou poussées par le vent.