LUXEMBOURG CREATIVE 2016 : Les matériaux naturels

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COST TU1403 Adaptive Facades Network WG3 Meeting Reporting 10 March 2016 - Chambery

Les matriaux naturels face aux dfis de la rnovation

Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Lige, Belgium shady.attia@ulg.ac.be

Shady Attia

1

Statut de Rnovation en Wallonie

2

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 Belgium3

Introduction

Summary of BelgianBuildingEnergy Regulations

EPBD

PHPMetric

kWh/m2 Attia & Mlecnik, 2012, Brussels.4

Introduction

Nearly Zero Energy Buildings in BrusselsEPBD

PHPMetric

kWh/m2Le Soir, Marie-Eve Rebts, 2 mars 2016, Les normes nergtiques transforment la constructionhttp://www.lesoir.be/1138841/article/economie/immo/2016-03-02/normes-energetiques-transforment-construction

5

4.900.000 Building6

70% Residential7

40% Built before 19458

350-400 kWh/m29

Renovation Rate 0,1%10

2050: Buildings are existing11

Building stock in Lige

Distribution of the houses per vintage in Lige (adapted from Singh, Attia et al., 2013)20%22%18 %Ca. 17%Ca. 6 %4 %86% built before 1965

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Lige Building Stock

Figure 2 Potential of renovation of residential buildings in 9 of Lieges neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a) A: Distribution of the houses per vintage in Lige (adapted from Singh et al., 2013). Inventarisation of residential housing types in Lige Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Lieges neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)

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Lige Building Stock

Figure 2 Potential of renovation of residential buildings in 9 of Lieges neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a)

Distribution of the houses per vintage in Lige (adapted from Singh et al., 2013). Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Lieges 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 temprature intrieure agrable,aussi stable que possible, en t comme en hiver.

Du confort 365 jours par an

50 latitude Nord

Isolation ?16

Isolation Seulement ?Pour savoir de quoi on parle : les grandeurs physiques.Le choix de lisolant : sur base de donnes techniques objectivables.

17

Isolation Seulement ?Au-del des valeurs scientifiques :La conductivit thermique indique la propension dun matriau homogne se laisser parcourir par un flux nergtique.18

Isolation Claim Effect19

Isolation Claim Effect20

Isolation Seulement ?Isolation et tanchit lair vont de pair.

CE QUILS FONT :

Lisolant limite les dperditions (dintrusion) dnergie par conduction.

Ltanchit lair limite les dperditions dnergie par convection. permet lisolant dtre efficace. garantit la durabilit de lisolant dans le temps. augmente le confort thermique.

CE QUILS NE FONT PAS : grer les flux dair garantir la durabilit de lisolant dans le temps. augmenter le confort thermique.21

Looking today to the challenges for planning and design of sustainable built environment including, carbon emissions, climate change, human health, water problems, biodiversity, scarcity of resources, depletion of fossil fuel, population growth and urbanization; sustainable architecture will play a key role for the sustainable development of society as a whole.

21

Isolation Seulement ?Ni lisolant, ni ltanchit lair ne servent la gestion de lhumidit

Ventilation

Isolation et tanchit lair sont indissociables

Complexe isolation & tanchit lir

22

In the context of an architectural design studio, this paper presents the experience of introducing the concept of regenerative design within a Belgian engineering faculty.

22

Isolation Seulement ?Une maison mal isole, mal claire, mal chauffe et mal quipeaura t paye 2 fois au bout de 50 ans... cause de lnergie gaspille !

Le chauffage de la maison reprsente en moyenne 55% de votre facture nergtique.

Le secteur rsidentiel reprsente prs de 30-40% de la consommation nergtique ligeoise.

Source :23

In the context of an architectural design studio, this paper presents the experience of introducing the concept of regenerative design within a Belgian engineering faculty.

23

Isolation Seulement ?Ordre de grandeur :

Une maison ligeoise de 1950

10 renouvellements dair par heure

5000 m/hdont 30% en moyenne par la toiture

24

Isolation Seulement ?

25

Pour 5000 m dair sortant : 15 litres deau condense chaque heure.(Par mouvements convectifs)21CHR 50%4CCondensation de 3g H2OPar m dair sortant

dair chaud sortant a 20C et dair frais rentrant a -10C

toutes les heures

24 tous les jours

Isolation Seulement ?26

Isolation Seulement ?27

Isolation Seulement ?La valeur Lambda () nest pas le seul paramtre prendre en compte pour faire le choix dun isolant.

Objectif :confort thermique 365 jours par an28

Isolation Seulement ?Au-del des valeurs scientifiques :Un isolant doit tre :

Adapt (Quelle application, circonstances particulires, ) Durable dans le temps (on nisole pas tous les dix ans !). Sain (qui ne gnre pas de problme de sant). Dorigine renouvelable. Recyclable ou biodegradable. Peu nergivore la production.Pas (trop) cher.

29

Chauffer, mais pas trop. Rechercher la compacit. Isoler correctement toutes les surfaces de dperdition. Bien Place Empcher toute fuite dair incontrle.30Isolation Seulement ?

Conception Regenerative

31

Conception Rgnrative Attia, S. (2016)Yearbook 2015 Ateliers d'Architecture III: Logement collectif durable et conception rgnrative, SBD Lab,Liege, Belgium, ISBN: 978-2930909028.32

32

Systmes de Construction

33

ABC disolation 34

Isolants Naturels

Source: Je vais Construire & Rnover, dcembre 2015/janvier 2016, p.31-3235

Impact Environmental

36

Impacts du secteur de la construction:

50 % du total des ressources naturelles exploites;

45 % de la consommation totale dnergie;

40 % des dchets produits;

30 % des missions de gaz effet de serre;

16 % de la consommation deau

Impact EnvironnementalLes Matriaux de construction sont responsables de 15% - 18% de limpact environnemental des btiments

ACVISO 14040

38

38

EPDs (Environmental Product Declaration) base pour une analyse complte du cycle de vie des matriaux support lvaluation par les outils de certification et pour les colabels Au niveau belge, depuis le 1er janvier 2015 : arrt royal du 22 mai 2014 : obligation de raliser une ACV base de donnes publique centralise (europenne) Application web : www.environmentalproductdeclaration.eu (SPF Sant) EPD

39

Outil MMG, en cours de dveloppement lchelle des 3 rgions bas sur la mthode de calcul MMG (Milieugerelateerde Materialprestatie van Gebouwelmeneten) ( performances environnementales des matriaux lchelle des lments de construction et du btiment ) dveloppe par KUL, VITO, CSTC pour le compte d'OVAM indicateurs dimpacts environnementaux multiples, rsultats par lment de construction et comparaison de variantes dlments de construction, avec dtail des indicateurs environnementaux et/ou des phases du cycle de vie A lchelle du btimentMMG40

ovam.be

Case dtude

41

Objectifs

Fournir un ordre de grandeur et une comparaison sense plutt que des rsultats prcis

Fournir une aide la prise de dcision aux candidats btisseurs

Faire dcouvrir ces derniers les alternatives possibles offertes par des entreprises belges, locales, tournes vers lavenir et conscientes de limportance du concept de dveloppement durable42

42

43Mthodologie

Quantification:

43

Mthodologie

Quantification:

44

44

Rcapitulatif

ConstructionCloisonsextrieuresCloisonsintrieuresPlancherToitureTraditionnelleIsoHempArgiMobPailleTech

45Cas dtude

45

Rsultats Initiaux

Constructions compltes comparaison

RCHAUFFEMENT CLIMATIQUE

DIMINUTION DE LA COUCHE DOZONE

ACIDIFICATION

EUTROPHISATION

46

-la construction PailleTech ncessite une plus grande quantit de paille que la construction IsoHemp. Prs de 10tonnes de paille sont ici utilises contre 8 tonnes de granulats de chanvre.-la culture du chanvre et celle du froment ne sont pas ralisesde la mme manire, la plante voluant diffremment. Ainsi, la culture du chanvre ne ncessite aucun herbicide car la plante est relativement couvrante.Elle ne possde pas dennemis connus dans la nature : aucun pesticide ou insecticide nest employ. Elle demande uniquement un apport en azoteau moment des semis. Pour la culture du froment, cest une toute autre histoire puisque pesticide, herbicides et fertilisants sont employs.-pour la culture du froment,la paille est considre dans le cadre de cette tude comme un co-produitde la crale. Les produits rsultants de la culture du chanvre sont quant eux les chnevis (graines), la chnevotte (granulats) et les fibres de chanvre.Or, dans cette tude, seule la paille n