Les habitations en bois de 5 ou 6 étages

Possibilités et enjeux Regroupement technologique en habitation du Québec

57e rencontre, Saint –Hyacinthe, Québec 24 septembre, 2014

Plan de la présentation • Les tendances urbaines • Pourquoi bâtir en bois • Processus et exigences • Systèmes structuraux pour bâtiment en bois de 5 ou 6

étages • Exemples de bâtiment de moyenne hauteur et revue de

quelques détails • Prochaines étapes • Conclusion

• Réduction des émissions de gaz à effet de serre • Stockage de carbone équivalent à 1 T de CO2 par 100

pieds carrés de plancher • Économies de 15 % à 50 % sur le coût de la structure • Permet la mise en valeur de lots plus petits • Réduction du temps de construction d’environ 50% • Pour les systèmes en CLT ou poteaux-poutres,

possibilité de laisser des éléments structuraux apparents

Pourquoi bâtir en bois

Comparaison de la structure d’un bâtiment de 6 étages en béton de 11,750 pieds carrés par plancher et d’un bâtiment de 1 étage en béton + 5 étages en bois de mêmes dimensions (excluant les fondations, T de CO2)

Pourquoi bâtir en bois

Coûts en fonction de la portée

Portée, pi

Les coûts d’une structure en béton

Sol kPa 500 300 150 100 75 50Empattement pi ca 52 87 174 262 349 523Dimension pi x pi 7,2 9,3 13,2 16,2 18,7 22,9

Roc Argile

Empattements typiques pour un bâtiment en béton de 6 étages

Une fondation radier coûte environ $12 - 15 $/pi ca de plus qu’une fondation conventionnelle sur un sol d’une capacité de 150 kPa

Les coûts d’une structure en béton

15

20

25

30

5000 7000 9000 11000 13000 15000 17000 19000

$/ pi ca

Superficie de plancher pi ca

Coût d’une structure en béton en fonction de la superficie de plancher

Les coûts d’une structure en béton

15

20

25

30

5000 7000 9000 11000 13000 15000 17000 19000

$/ pi ca

Superficie de plancher pi ca

Coût d’une structure en béton en fonction de la superficie de plancher

Systèmes en acier:

11

Les coûts d’une structure en béton

Comparer les coûts Item + / -

Revêtements extérieurs + Dalle de transfert + Lisse et sablière en Bois-Ing. + Ancrages antisismiques + Détails additionnels + Fondations - Financement intérimaire - Revenus de location -

Légende : + = Extra, - = Économie

Comparer les coûts

NOTES : 1) Structure isolée , cloisons sèches prêtes à peinturer, prêt pour le revêtement extérieur, fondations exclues 2) Premier plancher exclus (coût et superficie) 3) Extras considérés selon le cas: gicleurs, chape de béton, dalle de transfert, revêtement extérieur, ancrages antisismiques 4) La réduction du coût du financement intérimaire, les revenus de location additionnels et la réduction du coût des fondations ne sont pas inclus pour les systèmes en bois * Pour une structure avec un plancher en CLT de 105 mm d’épaisseur

Système Coûts optimaux $/m2

Béton $370-$390

Acier $400-$425

Panneaux massifs CLT* $435-$495

Ossature légère $320-$340

Taux d’actualisation vs. Obligation 10 ans

Processus pour un bâtiment en bois de 5 et 6 étages

• Document RBQ : Construction d’HABITATIONS EN BOIS de 5 ou 6 étages – Section 1 : Directives pour la construction

d’habitations en bois de 5 ou 6 étages – Section 2 : Guide explicatif pour la conception

d’habitations en bois de 5 ou 6 étages • Document temporaire jusqu’à l’entrée en vigueur

du Code de Construction du Québec incluant certaines clause du CNBC 2015

Processus pour un bâtiment en bois de 5 et 6 étages

Formulaire de transmission de renseignements pour un bâtiment en bois d’habitations de 5 ou 6 étages • Équipe de professionnels

responsables • Adresse du lieu des travaux • Caractéristiques du bâtiment • Entrepreneur général • Propriétaire des lieux • Signatures

Directives pour la construction d’habitations en bois de 5 ou 6 étages

• Groupe C seulement (exclusion : résidences privées pour aînés soumises à la Loi sur les services de santé et les services sociaux administrée le MSSS)

• Hauteur maximale du dernier plancher ou mezzanine : 18 m • Point le plus haut de la toiture : 25 m • Superficies maximales : 6 étages - 1200 m ca 5 étages - 1440 m ca • 25 % du périmètre à moins de 15 m d’une rue • DRF de 1 heure pour les planchers et la toiture • Revêtement extérieur incombustible (incluant les balcons)

Directives pour la construction d’habitations en bois de 5 ou 6 étages

• Système de gicleurs conçu selon la norme NFPA13 – Risque ordinaire Groupe 1 pour l’ossature légère plutôt

que risque faible pour poteaux-poutres et CLT • Murs, plafonds et plancher des stationnements

souterrains : maçonnerie ou béton • Directives d’ordre administratif

– Les concepteurs doivent aviser les propriétaires des mesures d’entretien spéciales (dégât d’eau, retrait, etc.)

– Surveillance des travaux obligatoire. Les professionnels devront émettre une attestation de conformité

Changements proposés • Usage C, aires majorées de 25% • Usage D permis • Usage F3 , permis sur les trois premiers étages • Cage d’escalier pour issues: incombustible • Mur coupe-feu: maçonnerie ou béton

Impacts de 4 6 étages • Augmentation…

– Charges gravitaires et latérales – Charges sur l’enveloppe du bâtiment – Effet plus prononcé du retrait du bois – Ossature plus robuste; impact sur l’isolation thermique – Exigences sur la sécurité incendie et des occupants

Guide Cecobois

Cecobois prépare un guide technique sur la démarche de conception et les pratiques d’excellence pour les constructions résidentielles en bois de 5 ou 6 étages

But :

– Fournir l’information requise pour construire des bâtiments qui rencontreront de façon exemplaire les exigences structurales, architecturales, de sécurité et de confort des occupants compte tenu de la durabilité et des aspects économiques

Formation

• Formations prévues – Cecobois

• Ingénieurs, architectes, constructeurs et autres professionnels

– APCHQ – Fabricants de structures en bois

Systèmes structuraux – Ossature légère

• Système de plancher – Poutrelles ajourées ou en I avec

tablier en contre-plaqué ou OSB – Avec ou sans chape de béton

• Système de Contreventement – Mur de refend en 2x4 ou 2x6 avec

panneaux dérivés du bois • Ancrage avec compensateurs de

retrait requis – Mur de refend en CLT – Ancrage sur la dalle de transfert

en béton Bâtiment de 5 étages - Vancouver

Systèmes structuraux – Ossature légère • Avantages

– Économique – Montage au chantier rapide – Précision accrue avec les composants préfabriqués – Plusieurs traitements acoustiques disponibles – Grand choix de matériaux

• Poutrelles en I et ajourées • MSR 2100, LVL, Parallam et LSL

– Nombre de fournisseurs très élevé

Systèmes structuraux – Ossature légère • Enjeux

– Charges gravitaires • Espacement des montants, mur double au besoin (bon

également pour l’acoustique)

– Charges de vent et sismique • Murs de refend et ancrages

– Mouvement vertical • Retrait, tassement, déformation élastique et fluage

Résistance latérale

Quelques remarques: • Système avec compensateur de retrait • Besoin de montants de part et d’autre • Coût $650 à $800 par ancrage (6 étages) • À ce prix là on pourrait penser que c’est installé mais ce ne l’est pas !

Systèmes structuraux – Ossature légère

Systèmes structuraux – Ossature légère • Enjeux (suite)

– Sécurité incendie • Norme NFPA 13 • Encapsulation • Remplissage des cavités de plancher • En cours de construction

Systèmes structuraux – Ossature légère

Crédit photo : Woodwrks BC

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

Panneau lamellé croisé (CLT Cross Laminated Timber)

Dimensions maximales : 8’ x 64’ Épaisseurs : 3 à 7 plis, 78 à 314 mm

Portée panneau lamellé croisé (m)

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

• 100% panneau lamellé croisé – Dalles de plancher et de toit – Murs intérieur et extérieur – Système plus performant mais aussi plus dispendieux

• Système optionnel – Dalles de plancher et de toit et murs de refend en panneaux

lamellés croisés – Autres éléments porteurs

• Système poteaux – poutres • Murs en ossature légère

Panneau lamellé-croisé • Un système complet (plancher et mur) va coûter environ

$25/ pi ca pour une portée de 20’ (CLT seulement) – Bien sûr c’est un système massif !

• Rien n’empêche de supporter les panneaux lamellés-croisés par des murs en ossature légère ! – Bien sûr avec des lisses et des sablières en bois composite!

• Aussi pas de problème avec des poutres qui supportent des panneaux lamellés-croisés !

Assemblage Mur – dalle de béton

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

Contenu gracieuseté de Nordic

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé Assemblage mur-plancher sur dalle de béton

Contenu gracieuseté de Nordic

Assemblage mur - mur

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

Contenu gracieuseté de Nordic

Vue en plan

Assemblage mur - plancher - mur

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

Vue en élévation

Contenu gracieuseté de Nordic

Assemblage plancher - plancher

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

Contenu gracieuseté de Nordic

Vue en élévation

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

• Enjeux – Acoustique

• Plancher et mur

– Portée de plancher limitée par les vibrations • Environ 40% de la capacité structurale utilisée

– Système généralement plus dispendieux

Systèmes structuraux - Panneau lamellé croisé

Quelques exemples

Quelques exemples

Quelques exemples

Quelques exemples, projet Remy

Quelques exemple, Projet Remy

Photo: Cotter Architect, Vancouver

Quelques exemples, Riverport Flats, Phase II

Photo: Cotter Architect, Vancouver

Quelques exemples

Quelques exemples

Quelques exemples

Quelques exemples, projet Quattro III

Bâtiment de grande hauteur

Bâtiment de grande hauteur Nouveau guide disponible !

Conclusion • Les tendances urbaines favorisent les bâtiments de

moyenne hauteur • Les systèmes en bois à ossature légère, à panneau lamellé

croisé ou hybride offrent des solutions sensées avec une empreinte environnementale réduite

• Le code 2015 permettra des usages plus variés et des superficies plus élevées

• Ce n’est qu’un début…