Maison Radu de la Gulia - projet de structure et de configuration énergétique d'une maison passive

Ce que vous pouvez apprendre de l'article

La réunion que j'ai eue avec Cătălin Caraza de Ingénierie créative a eu comme raison et point de départ de notre discussion le projet de structure et de conformité énergétique de la maison de Ioana et Ciprian Radu, construite par Litarh à Gulia, près de Bucarest, un projet auquel il a été directement associé. Il y aura de nombreuses références à premier article sur cette maison (dans lequel j'ai parlé à l'architecte et présenté la construction), je vous conseille donc de le relire d'abord. Construire des maisons aussi économes en énergie que possible, réduire la consommation d'énergie pour le chauffage et la climatisation sont des sujets d'actualité. Notre discussion a donc été plus large, très technique et a abordé de nombreux sujets d'intérêt concernant les maisons à ossature bois. Nous avons parlé du parcours que le futur propriétaire doit suivre pour commencer à construire sa maison, des principes d'efficacité, des coûts, de la part de la structure dans le coût total de la maison et d'autres sujets de ce type.

Les étapes jusqu'à la phase de levage de la structure de la maison

J'ai lancé la discussion sur ce sujet parce que Pierre Bortnovski (Team Built), l'architecte et le chef de chantier de la maison Gulia, disait que beaucoup de gens qui veulent construire une maison finissent d'abord par faire de l'ingénierie créative (grâce aux informations sur le net), mais que cela ne devrait pas être la première étape. Nous avons demandé à Catalin de nous dire À qui un propriétaire potentiel doit-il s'adresser en premier lieu ?

"La première étape consiste à trouver un architecte. Les gens s'adressent directement à nous sans savoir ce que nous faisons. Nous nous occupons de la conformité structurelle et énergétique, la conformité énergétique signifiant le dimensionnement de la stratification, la conception de l'efficacité énergétique, si vous voulez une maison passive. Car il faut savoir comment on arrive à une maison passive. Comment savoir ce que doivent être les fenêtres, si elles sont trop grandes ou trop petites, comment savoir ce qu'est une maison passive ? caractéristiques que doit présenter la menuiserie respectivă ?

Celui qui veut une maison s'adresse d'abord à l'architecte à qui il dit, par exemple, je veux un grand séjour lumineux, 3 chambres, 2 salles de bains, voilà les exigences. L'architecte dessine le schéma fonctionnel, la volumétrie, et ensuite c'est aux équipes spécialisées - structures, installations, paysagistes - de s'en charger.

Sans le projet technique, et seulement avec celui établi par l'architecte, la construction ne peut pas commencer, selon la loi. Il faut projet technique avec les détails d'exécution, les matériaux, tout. Le constructeur apparaît à la fin, une fois le projet achevé, avec les détails d'exécution, les quantités, éventuellement le modèle 3D.

Avec Vlad Liteanu (Litarh) c'est simple, nous travaillons avec le même logiciel et nous lui envoyons directement le modèle 3D. Nous lui envoyons aussi clairement que possible les détails d'exécution, le gabarit des poutres, des colonnes ou de tout ce qui se trouve dans le projet d'un point de vue structurel, des éléments que nous dimensionnons et dont nous sommes responsables, et lui, sur la base de ce projet, fait une offre de prix au client. L'offre au client intervient après que l'architecte a réalisé la conception et la conception structurelle. Plusieurs équipes travaillent sur le projet complet - le constructeur qui réalise la structure, ceux qui fabriquent et posent les fenêtres, l'équipe d'installation, etc.

De nombreuses personnes sont impliquées dans le projet jusqu'à ce que la maison soit prête. Pierre avait à un moment donné fait un tableau de toutes les personnes qui travaillaient sur la maison de Gulia et il y avait plus de 100 personnes impliquées. Pour que tout se passe bien, il faut que quelqu'un prenne le relais en tant que chef de projet".

En quoi a consisté le projet d'ingénierie créative pour la maison Gulia ?

"En ce qui concerne la maison de Gulia, nous avons (Ingénierie créative) J'ai effectué les calculs de conformité structurelle et énergétique. La conformité concerne la stratification, c'est-à-dire la raison pour laquelle certaines épaisseurs d'isolant sont utilisées dans les murs, le toit ou le sol. Le client choisit le niveau de consommation annuelle qu'il souhaite atteindre, au maximum 15 kWh/m²/an s'il s'agit d'une maison passive. À partir de là, nous avons effectué les calculs en commençant par les fondations. La partie structurelle comprenait le dimensionnement des poutres, du plancher et de la disposition des murs intérieurs. Dans les maisons à ossature bois, les murs intérieurs, même s'ils sont plus fins, peuvent être utilisés comme murs porteurs pour décharger certaines forces du toit. Et même s'ils ne déchargent aucune force, les murs soutiennent la maison et jouent donc un rôle structurel. Nous donnons également les fixations, les angles. Après les calculs, nous indiquons au constructeur si les montants des murs doivent dépasser 625 mm, ce qui correspond à la pente habituelle. Les détails de fixation - angles de fixation des fondations, angles de fixation des murs, plancher mural, plancher mural - les calculs de résistance au vent et aux séismes sont également effectués par nos soins".

D'après ce qu'a dit Catalin, je comprends qu'un maison conçue pour résister aux tremblements de terre ou du vent, elle tiendra, qu'elle soit en bois, en brique ou en béton. La construction résulte de calculs, qui permettent de déterminer l'épaisseur des murs et le type d'angles et de fixations à utiliser.

"Nous avons également réalisé l'étude de conformité énergétique. Dans cette étude, la maison est modélisée en tenant compte des éventuels voisins. Même s'ils n'existent pas, ils peuvent être simulés en fonction des règles de zonage. Toute construction peut avoir un impact sur l'ombrage de la maison. La maison n'a pas de voisins aujourd'hui et si tous ceux qui construisent à proximité tiennent compte des réglementations sur la proximité et la hauteur, il ne devrait pas y avoir de problèmes à l'avenir. En tenant compte de l'orientation par rapport aux points cardinaux et des données climatiques, les fenêtres ont été choisies, l'enveloppe a été dimensionnée, l'isolation thermique à la base, dans les murs et sur le toit a été calculée.

Nous réalisons également des modélisations par zones. Nous réalisons un modèle local et faisons varier l'épaisseur de l'isolation. Cela dépend de la zone dans laquelle se trouve la maison. Le calcul est effectué strictement sur le site, en tenant compte de la géométrie et de la position calculées. Cette maison, sur le même site, mais tournée de 20°, n'aurait pas les mêmes coefficients. L'orientation est très importante - au sud se trouvent les grandes ouvertures, et au nord, seulement le strict nécessaire. Cela est très utile en hiver, car il n'y a pratiquement pas besoin de chauffage, mais en été, cela peut entraîner une surchauffe. C'est pourquoi il est nécessaire de prévoir des éléments d'ombrage (fenêtres, stores).

Une fois tous ces calculs et simulations effectués, le constructeur reprend le modèle 3D et réalise une conception technologique. Les matériaux sont dimensionnés avec l'accord du concepteur pour que la structure soit résistante. Le constructeur peut introduire certaines tolérances pour permettre l'assemblage. Les modifications sont minimes et ne modifient pas les calculs, mais elles sont très utiles pour l'assemblage. Si des modifications sont apportées à la conception, elles le sont avant le début de la construction, très rarement après. Toutefois, si cela s'avère nécessaire, les modifications entraînent des coûts car les calculs de résistance doivent être refaits.

Quelle est la conformité énergétique d'un bâtiment ?

La performance énergétique d'un bâtiment est une caractéristique importante, car l'énergie utilisée dans une maison augmente les coûts d'entretien et crée une quantité importante de pollution par les gaz à effet de serre - la principale cause du changement climatique. Il n'est donc pas surprenant qu'aujourd'hui, plus que jamais, l'efficacité énergétique soit un élément important de la conception et de la construction des bâtiments. À cette fin, tous les nouveaux bâtiments, quelle que soit leur taille, devront satisfaire à des exigences minimales en matière de performance énergétique, adaptées au climat dans lequel ils sont construits. Ces exigences visent à réduire l'énergie nécessaire à l'entretien des bâtiments, ce que le changement climatique nous pousse à faire. Les mesures d'économie d'énergie seront bénéfiques pour l'environnement, amélioreront la qualité de l'air, amélioreront la vie des personnes à l'intérieur des bâtiments et réduiront les factures d'énergie.

La discussion avec Catalin s'est poursuivie sur les exigences en matière d'efficacité énergétique, d'autant plus que de plus en plus de bénéficiaires sont informés et souhaitent construire des maisons passives ou économes en énergie. Ainsi, la discussion s'est poursuivie avec Catalin sur les exigences en matière d'efficacité énergétique, À quoi devraient ressembler les maisons construites à partir de 2021 et quel degré d'efficacité peuvent-elles ou doivent-elles avoir ?

"La réponse serait assez simple. Désormais, à partir de 2021, les logements devront se situer dans le périmètre de la Normes nZEBEn d'autres termes, ils ne peuvent être que performants sur le plan énergétique. En outre, ils devraient utiliser une partie de l'énergie renouvelable pour satisfaire à la norme. En termes d'efficacité, il existe plusieurs niveaux. Si nous regardons le graphique ci-dessous, nous voyons qu'une maison passive a une consommation maximale de 15 kWh/m² par an, mais une maison très efficace est aussi une maison qui a 30 kWh/m², elle peut même être certifiée. Si les gens ne veulent pas nécessairement une maison passive, mais une maison économe en énergie, nous recommandons ce niveau, 30 kWh/m² par an. La consommation est correcte et bien que la différence semble minime, l'effort financier pour atteindre le niveau d'une maison passive est beaucoup plus important. Les différences proviennent des matériaux certifiés qui sont beaucoup plus chers".

Lors de la mise en conformité énergétique d'une maison, les principes à suivre sont les mêmes que pour la maison passive, mais lorsque la maison est seulement efficace sur le plan énergétique, les valeurs sont plus permissives, moins strictes. Les principes qui nous intéressent sont les suivants :

• très bonne isolation thermique
• le moins de ponts thermiques possible
• fenêtre de performance
• enveloppe étanche à l'air testée avec une porte soufflante
• la qualité de l'air grâce à la ventilation et à la récupération de la chaleur".

Isolation thermique est un point clé pour réduire les pertes de chaleur. L'isolation thermique permet à l'intérieur d'une maison d'être indépendant de la température extérieure, ce qui facilite le maintien d'un confort thermique constant. Une fois que la bonne température est atteinte à l'intérieur de la maison, elle doit être maintenue autant que possible en évitant les pertes de chaleur grâce à une bonne isolation des fondations, des murs et du toit. Dans une maison économe en énergie ou passive, l'épaisseur de l'isolation est considérablement plus importante que dans une maison conventionnelle. Plus l'isolation est faible, plus l'échange de chaleur est important.

"Ponts thermiques (zones où il y a un échange d'air incontrôlé) devraient être totalement brisés, mais c'est l'idéal. S'il n'est pas possible de le faire, il faut le réduire. Par exemple, il y a un pont thermique dans les poutres lamellées de la maison Gulia qui ne peut pas être complètement supprimé, parce que le bois pénètre dans le mur et en ressort, et que l'énergie est perdue à travers le bois. Mais il est possible de le réduire. Deux plaques de PURENIT, un matériau ayant un coefficient de transfert de chaleur plus faible (0,08), ont été placées entre le mur et la poutre. La pièce métallique retenant la poutre a été fixée au PURENIT et le PURENIT au mur. Le tablier n'a pas été enlevé, mais il a été abaissé. Sans cette intervention, les pertes dans cette zone auraient été beaucoup plus importantes.

Les fenêtreEn effet, il existe une différence de prix entre les menuiseries certifiées et non certifiées, et cette différence n'est pas mince. La menuiserie comporte trois éléments importants qui influencent l'efficacité : le cadre, le verre et la façon dont ils sont assemblés. Le cadre peut être en PVC, en bois, en bois avec de l'aluminium à l'extérieur ou en aluminium. Il est complété par des matériaux à faible transmission, visibles en coupe, qui rompent le pont thermique entre l'intérieur et l'extérieur. Les fenêtres les plus chères sont celles en aluminium et certifiées. Pour être très bonnes, elles doivent avoir un coefficient de transmission thermique inférieur à 0,8 W/m²K. La liaison entre la fenêtre et le mur est également très importante, car c'est là que peuvent se produire d'importants ponts thermiques, qui peuvent être détectés par thermoscanner.

Enveloppe est tout ce qui entre en contact avec l'environnement extérieur - murs, fondations, toit. 20% d'énergie peuvent être perdus par les fondations, 25% par les murs, 10-20% par les fenêtres et 25-35% par le toit. C'est pourquoi la couche thermique du toit est plus épaisse. Il ne doit pas y avoir d'échange d'air incontrôlé, car cela peut entraîner de la condensation, ce qui est très dangereux pour les maisons en bois. C'est pourquoi toutes les feuilles et couches utilisées pour l'isolation sont fermées vers l'intérieur et ouvertes vers l'extérieur, afin que l'eau provenant de processus humides puisse être évacuée. C'est pourquoi l'OSB n'est pas utilisé à l'extérieur, car il constitue une barrière. Dans la maison Gulia, on a utilisé du DWD à l'extérieur, un matériau avec un assez bon coefficient de perméabilité qui laisse s'échapper les vapeurs. La laine basaltique a été collée sur le DWD. La colle a été choisie pour permettre aux vapeurs de s'échapper. Vient ensuite le plâtre, avec une perméabilité à la vapeur. L'ensemble du système doit être perméable, pour laisser s'échapper les vapeurs".

La certification des maisons est-elle utile ?

"Pour l'instant, le fait d'avoir une maison certifiée n'apporte aucun avantage en termes d'impôts ou d'autres mesures incitatives accordées par l'État. Cependant, la certification est une garantie de la qualité des produits utilisés et de l'exécution, c'est une garantie d'une maison bien conçue et bien exécutée. En ce qui concerne la certification des maisons passives, un grand problème pour nous et pour les architectes est le manque de certification des matériaux utilisés, même par certains grands fabricants. Pour la certification des maisons passives ou à très haute efficacité énergétique, il faut un dossier contenant les documents relatifs aux matériaux utilisés, la documentation technique, les photos de l'exécution et les résultats des tests.

Quelle est la part de la construction (structure) dans le prix final de la maison ?

"La structure a un grand impact visuel, mais ne représente que 20-40% de la construction. Il en va de même pour son prix. L'offre de prix faite par le constructeur ne concerne que la construction surélevée. À cela s'ajoutent de nombreux autres coûts. Au final, avec des intérieurs semi-finis, c'est-à-dire sans les finitions qui peuvent grandement influencer le coût (parquet, carrelage, finitions murales spéciales, etc.), le prix final peut atteindre jusqu'à 1800 euros/m² pour une maison passive sur un terrain d'un million d'euros. CLT et environ 1500 euros/m² pour une maison à ossature bois économe en énergie (jusqu'à 90 kWh/m² par an). Une maison en briques revient à environ 1400 euros/m². Nous avons également une vidéo réalisée par Marius (șoflete.ro) sur le coût d'une même maison sur différentes structures".

Parler à un spécialiste de l'efficacité énergétique d'une maison est très instructif et convaincant, de sorte qu'au bout du compte, vous voudrez construire la maison la plus économe en énergie ou la plus passive, parce que vous comprenez vraiment l'importance que cela revêt pour votre confort futur. Mais pour cela, vous devez trouver le bon architecte, le bon concepteur et le bon constructeur et planifier la construction à l'avance.