LUXEMBOURG CREATIVE 2016 : Les matériaux naturels
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Les matériaux naturels face aux défis de la rénovation
Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Liège, Belgium [email protected]
Shady Attia
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Statut de Rénovation en Wallonie
3
Introduction
Energy efficiency
- Since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983)
- Target today, all new buildings in Belgium must perform in compliance with the Belgian definition of Passive House (Attia & Mlecnik, 2012b).
Building Energy Efficiency since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983)
Energy Crisis 1973 in Belgium
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IntroductionSummary of BelgianBuildingEnergy Regulations
EPBD
PHPMetric kWh/m2
Attia & Mlecnik, 2012, Brussels.
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IntroductionNearly Zero Energy Buildings in Brussels
EPBD
PHPMetric kWh/m2
Le Soir, Marie-Eve Rebts, 2 mars 2016, Les normes énergétiques transforment la constructionhttp://www.lesoir.be/1138841/article/economie/immo/2016-03-02/normes-energetiques-transforment-construction
64.900.000 Building
770% Residential
840% Built before 1945
9350-400 kWh/m2
10Renovation Rate 0,1%
112050: ¾ Buildings are existing
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Building stock in Liège
Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh, Attia et al., 2013)
<186
3
1863
-187
9
1880
-189
9
1900
-191
9
1920
-194
4
1945
-196
4
1965
-198
4
1985
-200
0
2001
-201
4
2015
-202
5
2026
-204
0
-2000
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
2400
3600
9800
1205012850
10600
5000
16501100
0
-500
20% 22%
18 %Ca. 17%
Ca. 6 %4 %
86% built before 1965
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Liège Building Stock
A: Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013). Inventarisation of residential housing types in Liège Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’ neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)
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Liège Building Stock
Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013). Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’ neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)
C.
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Isolation
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Un isolant pour quoi faire ? Maintenir au fil des saisons une température intérieure agréable,aussi stable que possible, en été comme en hiver.
Du confort 365 jours par an
50° latitude Nord
Isolation ?
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Isolation Seulement ?Pour savoir de quoi on parle : les grandeurs physiques.
Le choix de l’isolant : sur base de données techniques objectivables.
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Isolation Seulement ?Au-delà des valeurs scientifiques :
La conductivité thermique indique la propension d’un matériau homogèneà se laisser parcourir par un flux énergétique.
λ
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Isolation ‘Claim Effect’
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Isolation ‘Claim Effect’
λ
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Isolation Seulement ?Isolation et étanchéité à l’air vont de pair.
CE QU’ILS FONT :
L’isolant limite les déperditions (d’intrusion) d’énergie par conduction.
L’étanchéité à l’air limite les déperditions d’énergie par convection. permet à l’isolant d’être efficace. garantit la durabilité de l’isolant dans le temps. augmente le confort thermique.
CE QU’ILS NE FONT PAS : gérer les flux d’air garantir la durabilité de l’isolant dans le temps. augmenter le confort thermique.
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Isolation Seulement ?Ni l’isolant, ni l’étanchéité à l’air ne servent à la gestion de l’humidité
Ventilation
Isolation et étanchéité à l’air sont indissociables
« Complexe isolation & étanchéité à láir »
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Isolation Seulement ?Une maison mal isolée, mal éclairée, mal chauffée et mal équipéeaura été payée 2 fois au bout de 50 ans... à cause de l’énergie gaspillée !
Le chauffage de la maison représente en moyenne 55% de votre facture énergétique.
Le secteur résidentiel représente près de 30-40% de la consommation énergétique liégeoise.
Source :
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Isolation Seulement ?Ordre de grandeur :
Une maison liégeoise de 1950
10 renouvellements d’air par heure
5000 m³/hdont 30% en moyenne par la toiture
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Isolation Seulement ?
Pour 5000 m³ d’air sortant : 15 litres d’eau condensée chaque
heure.(Par mouvements convectifs)
21°CHR
50%
4°CCondensation de 3g H2O
Par m³ d’air sortant
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d’air chaud sortant a 20°C et d’air frais rentrant a -10°C
toutes les heures
24 € tous les jours
Isolation Seulement ?
27
Isolation Seulement ?
28
Isolation Seulement ?La valeur Lambda (λ) n’est pas le seul paramètre à prendre en compte pour faire le choix d’un isolant.
Objectif :confort thermique 365 jours par an
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Isolation Seulement ?Au-delà des valeurs scientifiques :
Un isolant doit être :
Adapté (Quelle application, circonstances particulières, …) Durable dans le temps (on n’isole pas tous les dix ans !). Sain (qui ne génère pas de problème de santé). D’origine renouvelable. Recyclable ou biodegradable. Peu énergivore à la production. Pas (trop) cher.
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Chauffer, mais pas trop. Rechercher la compacité. Isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Bien Place Empêcher toute fuite d’air incontrôlée.
Isolation Seulement ?
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Conception Regenerative
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Conception Régénérative
• Attia, S. (2016) Yearbook 2015 Ateliers d'Architecture III: Logement collectif durable et conception régénérative, SBD Lab,Liege, Belgium, ISBN: 978-2930909028.
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Systèmes de Construction
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ABC d’isolation
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Isolants Naturels
Source: Je vais Construire & Rénover, décembre 2015/janvier 2016, p.31-32
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Impact Environmental
Impacts du secteur de la construction:
50 % du total des ressources naturelles exploitées;
45 % de la consommation totale d’énergie;
40 % des déchets produits;
30 % des émissions de gaz à effet de serre;
16 % de la consommation d’eau
Impact EnvironnementalLes Matériaux de construction sont responsables de 15% - 18% de l’impact environnemental des bâtiments
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ACVISO 14040
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• EPDs (Environmental Product Declaration) » base pour une analyse complète du cycle de vie des matériaux » support à l’évaluation par les outils de certification et pour les écolabels
• Au niveau belge, depuis le 1er janvier 2015 : » arrêté royal du 22 mai 2014 : obligation de réaliser une ACV » base de données publique centralisée (européenne) – Application web : www.environmentalproductdeclaration.eu (SPF Santé)
EPD
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• Outil MMG, en cours de développement à l’échelle des 3 régions » basé sur la méthode de calcul MMG (Milieugerelateerde Materialprestatie van Gebouwelmeneten) (« performances environnementales des matériaux à l’échelle des éléments de construction et du bâtiment »)
• développée par KUL, VITO, CSTC pour le compte d'OVAM • indicateurs d’impacts environnementaux multiples, résultats par élément
de construction et comparaison de variantes d’éléments de construction, avec détail des indicateurs environnementaux et/ou des phases du cycle de vie
• A l’échelle du bâtiment
MMG
ovam.be
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Case d’étude
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Objectifs• Fournir un ordre de grandeur et une comparaison sensée plutôt
que des résultats précis
• Fournir une aide à la prise de décision aux candidats bâtisseurs
• Faire découvrir à ces derniers les alternatives possibles offertes par des entreprises belges, locales, tournées vers l’avenir et conscientes de l’importance du concept de développement durable
43
MéthodologieQuantification:
44
MéthodologieQuantification:
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Récapitulatif
Construction Cloisonsextérieures
Cloisonsintérieures Plancher Toiture
Traditionnelle
IsoHemp
ArgiMob
PailleTech
Cas d’étude
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Résultats InitiauxConstructions complètes – comparaison
RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE DIMINUTION DE LA COUCHE D’OZONE
ACIDIFICATION EUTROPHISATION
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Résume
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SummaryL'impact environnemental des matériaux naturels est plus élevé que prévu:• Nous n'évaluons pas l'impact environnemental de la rénovation
correctement - les matériaux isolants peuvent être responsables de jusqu'à 20% de l'impact environnemental total du bâtiment
• La construction traditionnelle est celle qui émet le plus de dioxyde de carbone mais l’utilisation d’herbicides, pesticides, insecticides et fertilisants pour l’isolant bio sources a un impact pas négligible.
• Prendre en compte les impacts dus au produit utilisé. Peut influencer les résultats fortement.
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SummaryEn rénovation, il ne s'agit pas seulement de la transmission et de la ventilation:• Les propriétaires de bâtiments ont d'autres priorités et ne sont
pas toujours capables de sélectionner des matériaux naturels pour l'isolation (Claim Effect)
• Nous sous-estimons l'importance d'un placement d'isolation adéquat. Il faut isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Le choix du matériau d'isolation et le placement sont très importants. 3 cm d'isolant correctement placé équivaut à 15 cm d'isolation non bien placée.
• Identifier les ponts thermiques et garantir l’isolation de façon strictement continue.
• Le meilleur isolant est totalement inefficace sans une étanchéité à l’air parfaitement continue.
• Humidification de l’isolant (augmentation de sa conductivité).
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SummaryNous craignons que nous dépendions à nouveau des méthodes de calcul théoriques pour évaluer l'impact environnemental des matériaux naturels pour la rénovation et éviterons une mesure et un suivi réels et créerons un nouvel écart de carbone.
What’s Next?Nous avons besoin de beaucoup plus de connaissances sur la performance holistique des matériaux isolants naturels pour la rénovation (approche multifactorielle)
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Thank you for your attentionSustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Liège, Belgium [email protected]
Shady Attia
Acknowledgment: Florence Delvenne, Guirec Ruellan, Karen van Allaker, Corrine, Sandra Belboom, Angelique Leonard, Isohemp, Paille Tech, Mobic, Argibat