Nouveau bâtiment des bureaux d’un entrepôt

Les bureaux de la firme RADERMECKER INTERCHIMIE © JL DERU.

Un bâtiment neuf de bureaux et un hall de stockage ont été construits en 2015. Les bureaux ont été lauréats de l’appel à candidature dans le cadre de l’action Bâtiment Exemplaire en Wallonie. Dans cet esprit, de nombreux efforts ont été consentis à l’époque pour réaliser un bâtiment très performant en matière énergétique. Est-ce qu’à l’époque, ce bâtiment est déjà parvenu à répondre aux exigences Q-ZEN de 2021 ? C’est ce que nous allons vérifier.


Introduction

Le bâtiment a été conçu par le bureau d’architecture CANEVAS et le bureau d’études GREISCH pour le compte de la firme RADERMECKER INTERCHIMIE.

Il est destiné à abriter des activités de stockage, de conditionnement et de distribution de produits chimiques. Il est constitué d’un auvent présentant une superficie au sol d’environ 1000 m² (20 m x 49.5 m). Cet auvent abrite également un bâtiment administratif de bureau de moins de 100 m².

Le système constructif pour réaliser le hall est basé sur l’utilisation de rayonnages à palettes comme éléments porteurs de la toiture. Utiliser ces rayonnages comme structure portante permet :

  • d’une part, de réduire les quantités de matériaux en se passant de structure supplémentaire pour la toiture ;
  • d’autre part, de les intégrer à la conception architecturale.

Plan général (extrait plan architecte).

Coupe générale (extrait plan architecte).

Les bureaux intégrés à la structure des rayonnages © JL DERU

Le hall de stockage n’est pas isolé. Il ne possède pas de façade. La hauteur sous toiture varie entre 7.50 m et 10.50 m.

Les versants de la toiture assurent un débordement de toiture suffisant pour protéger efficacement le stockage et l’entrée du bâtiment des intempéries. Le débordement joue également un rôle de protection solaire fixe pour les bureaux.

Les bureaux sont intégrés comme une boîte au sein des rayonnages. Ils sont réalisés en ossature bois et sont supportés par des portiques métalliques intégrés à la structure des rayonnages du niveau inférieur. Les panneaux ont été réalisés en usine.

 

Éléments préfabriqués en usine.

Bureaux plan (extrait plan architecte).

Bureaux coupe (extrait plan architecte).

Le parement de façade des bureaux est constitué de tôles métalliques à fines nervures de finition identique à celles utilisées en toiture. Les finitions intérieures des murs, planchers et plafonds sont en bois. La structure en bois de ces différentes parois est bourrée de cellulose.

L’intérieur des bureaux © JL DERU 1.

Conscients des enjeux énergétiques dans le futur, le maître de l’ouvrage a voulu dès 2012 investir dans un bâtiment performant en matière de consommation d’énergie et de confort.

L’objectif a été atteint, mais répond-il déjà aux exigences PEB de 2021 ?

Étanchéité à l’air

Un test de la mesure de l’étanchéité à l’air a été effectué conformément à la norme et aux prescriptions  supplémentaires de la Région wallonne. Grâce  à la conception de la couche d’étanchéité à l’air et au  soin apporté à sa mise en œuvre. Le niveau d’étanchéité à l’air mesuré en fin de travaux est de  v50 = 0,39 m³/hm².

Blower door test.      

Étanchéité à l’air autour des châssis de fenêtres.

Installations techniques

Le chauffage est du type chauffage central avec panneaux diffusants alimentés en eau chaude par une pompe à chaleur air-eau  d’une puissance calorifique de 8 kW.

Pompe à chaleur air eau.    

 Panneau diffusant.

La ventilation mécanique de type D d’un débit de 435 m³/h est munie d’un récupérateur de chaleur d’un rendement de 82 % et d’une batterie de chauffe électrique d’une puissance de 3 kW pour pouvoir pulser l’air dans le bâtiment directement à bonne température.

Le groupe de ventilation.

L’eau chaude sanitaire (ECS) est produite par la pompe à chaleur du chauffage central et stockée dans un ballon de 200 litres qui sert deux douches, un évier et un vidoir.

Schéma de l’installation de distribution sanitaire.

L’éclairage est assuré par des appareils à basse consommation.

1.    des TL de 35 W

2.    des downlight LED compacts de format rond

La puissance moyenne pour l’éclairage est d’environ 1,8 W/100lux m².

Pièce du projet Apport par éclairage (W/m²)
Réunion 8,9
Bureau 8,9
Réception 10,8
Cuisine 7,5
Couloir 2,5
Entrée 2,1
Vestiaires hommes 3,7
Sanitaires hommes 4,4
Vestiaires femmes 3,4
Sanitaire femmes/PMR 2,8
Local technique 15,7

Puissance des luminaires installés dans les locaux.

Plan de l’installation électrique.


Conformité du bâtiment conçu en 2012 avec les exigences du standard Q-ZEN PEB 2021

Le bâtiment a été évalué par rapport aux exigences PEB et, plus particulièrement, au standard Q-ZEN. Le fichier PEB initial encodé en 2012 a été analysé. Ensuite, il a été mis à jour en supposant un encodage en 2021.
Le nouveau bâtiment a comme fonction bureaux.

Il ne comporte qu’un seul volume protégé, une seule unité PEB, une seule zone de ventilation et une seule partie fonctionnelle.

Il n’y a qu’une seule partie fonctionnelle grâce à la notion d’espace connexe et aux règles d’assimilations. De manière générale, pour chaque espace individuel devrait exister une partie fonctionnelle, mais cela en créerait un nombre important et par conséquent, un encodage long et fastidieux.

Les espaces connexes ayant une autre fonction que la partie fonctionnelle principale du bâtiment, mais qui fonctionnent « avec » la partie fonctionnelle en question sont réunis avec celle-ci. Dans le cas que nous étudions, l’espace fonctionnel principal est celui des bureaux et les espaces connexes sont : la cuisine, les sanitaires et les réserves.

Quels sont les critères à respecter pour que le bâtiment soit considéré comme conforme aux exigences Q-ZEN 2021 en Région wallonne ?

  1. Respecter les Umax.
  2. Ne pas dépasser le niveau K maximum en tenant compte de l’impact des nœuds constructifs
  3. Ne pas dépasser le niveau EW maximum spécifique au bâtiment concerné
  4. Respecter les règles de ventilation décrites dans l’annexe C3 de l’AGW du 15/05/2014 telle que modifiée par l’AGW du 15/05/2016
  5. Installer un comptage énergétique pour chaque unité PEB

1. Respect des Umax

Les Umax à respecter dans le cas présent sont :

  • Murs : 0.24 W/m²K
  • Toitures : 0.24 W/m²K
  • Planchers : 0.24 W/m²K
  • Fenêtres : 1.50 W/m²K
  • Vitrages : 1.10 W/m²K

Le tableau ci-dessous, extrait du logiciel de calcul PEB, montre que cette exigence a été respectée partout.

Nom de la paroi U (W/m²K)
Fenêtres 0.78

Fenêtre SAS Sud-Ouest 0.69

Vitrages 0.53

Murs extérieurs 0.1

Plafonds 0.06

Planchers 0.08

Les performances des fenêtres et des vitrages ont été montrées à l’aide de pièces justificatives émises par les fabricants.

 

Les châssis en bois avec triple vitrage © JL DERU.

Les performances des murs, plafonds et planchers ont été calculées à l’aide du logiciel PEB.

Les façades

Coupe verticale dans un mur de façade (extrait plan architecte).

Calcul du U du mur de façade à l’aide du logiciel PEB.

Le plafond

Coupe verticale dans le plafond (extrait plan architecte).

Calcul du U du plafond à l’aide du logiciel PEB.

Le plancher

Coupes verticales (longitudinale et transversale) dans le plancher (extrait plan architecte).

Calcul du U du plancher à l’aide du logiciel PEB.

2. Respect du critère K ≤ 35

Lors de la demande de permis d’urbanisme en 2011, les nœuds constructifs (et les éventuels ponts thermiques) n’étaient pas pris en compte dans le calcul PEB. L’impact des nœuds constructifs sur le niveau d’isolation thermique global du bâtiment K doit être considéré si on veut vérifier la conformité du bâtiment avec les règles Q-ZEN qui entreront en vigueur en janvier 2021.

Le résultat obtenu en 2011, ne tenant pas compte des déperditions supplémentaires dues aux nœuds constructifs est donc très optimiste : K11 < K35.

Sera-ce encore le cas si les nœuds constructifs sont intégrés dans le calcul ?

La méthode PEB propose trois manières de prendre en compte les nœuds constructifs, chacune ayant une influence différente sur les résultats :

  1. Option A : méthode détaillée
  2. Option B : méthode des nœuds PEB conformes
  3. Option C : Supplément forfaitaire

L’option A qui est la plus précise nécessite un travail important. Tous les nœuds constructifs doivent être modélisés pour en connaître le Ψ linéaire ou le χ ponctuel. Ils doivent en outre être mesurés et comptés.

L’option B est plus pragmatique. Elle permet une évaluation rapide de la qualité thermique des nœuds constructifs sans pénaliser significativement les résultats du calcul de K et de EW.

L’option C est la plus facile, mais pénalise fortement les résultats.

Option C Option B Sans les nœuds constructifs
K [/] K21
(< K35)
K14
(< K35)
K11
(non valable)

Influence de l’option de calcul des nœuds constructifs sur la valeur K obtenue.

L’option C induit un supplément de 10 points à la valeur K tandis que l’option B, lorsque comme c’est le cas ici, tous les nœuds constructifs sont PEB conformes, en ajouterait 3.

Étant donnée la forte isolation du bâtiment, même l’option C permet de respecter le critère du niveau K35. Toutefois, le choix de l’option B est préférable, car les performances annoncées pour le bâtiment ont un impact sur le certificat PEB qui sera délivré en fin de travaux.

Coupe verticale toiture-façade.

Coupe verticale plancher-façade.

Coupe horizontale fenêtre-façade.

Les nœuds constructifs sont PEB conformes (extrait plan architecte).

L’option A aurait également pu être appliquée. Dans ce cas le niveau K aurait été égal ou inférieur à K14.

3. Respect du critère EW ≤ (90/45)

Les exigences à respecter dans une unité PEN varient d’une fonction à l’autre.

Ainsi l’exigence Ew pour les fonctions bureau et enseignement est égale à 45 tandis que pour toutes les autres fonctions, elle est égale à 90.

Lorsqu’il y a dans une même unité PEN plusieurs fonctions, l’exigence est adaptée en fonction du poids proportionnel des différentes fonctions.

Méthode de calcul pour l’exigence EW des unités PEN :

  • E W : l’exigence de niveau EW pour l’unité PEN ;
  • A ch, fct f : la surface totale de plancher chauffée ou climatisée de chaque fonction f, en m² ;
  • E W, fcf f : l’exigence de niveau EW pour chaque fonction f ;
  • A ch : la surface totale de plancher chauffée ou climatisée de l’unité PEN, en m².

Il faut faire la sommation sur toutes les fonctions f de l’unité PEN.

Le bâtiment ne comprend qu’une seule unité fonctionnelle « bureau ». L’exigence EW est donc EW45.

En prenant en compte des nœuds constructifs suivants l’option B, le calcul des performances du bâtiment à l’aide du logiciel PEB donne pour résultat EW25. Cette valeur est bien inférieure au critère EW à respecter.

Étant donnée la forte isolation du bâtiment, même l’option C permet de respecter le critère du niveau EW45. Toutefois, le choix de l’option B est préférable, car les performances annoncées pour le bâtiment ont un impact sur le certificat PEB qui sera délivré en fin de travaux.

Option C Option B Sans les nœuds constructifs
EW EW31
(< EW45)
EW25
(< EW45)
EW23
(non valable)

5. Respect des règles de ventilation

La ventilation du bâtiment est assurée par un système D grâce à une centrale double flux avec récupération de chaleur. Le choix de cette centrale de traitement d’air s’est fait suite au calcul du débit nécessaire dans ce bâtiment conformément à l’annexe C3 de l’AGW du 15/05/2014 tel que modifié par l’AGW du 15/05/2016. Elle répond donc aux exigences PEB Q-ZEN de 2021.

La centrale double flux, qui se situe dans un local technique intérieur, assure un débit de 435 m³/h qui sera distribué dans l’ensemble du bâtiment.

Plan du système de ventilation.

Tableau des débits de ventilation extrait de l’outil de calcul PEB.

Le rendement thermique du groupe de ventilation annoncé par le fabricant est de 95 %. Cette valeur ne correspond pas au rendement calculé selon la norme EN 308 pour le débit concerné de 435 m³/h.

Rendement de l’échangeur annoncé par le fabricant.

Pour connaître le rendement des échangeurs à introduire dans l’outil de calcul PEB, il faut consulter sur la toile  la base de données EPBD qui donne les rendements thermiques des différents appareils en fonction des débits selon la norme EN 308 :
http://www.epbd.be/media/pdf/donnees_produits_peb/product_data/4.4_ventil_FR.pdf

Dans le cas du bâtiment étudié, le rendement à encoder est de 82%.

Valeur extraite de la base de données EPBD.

6. Respect de la règle de comptage énergétique

Le bâtiment ne compte qu’une seule unité PEB. Cette règle est donc très facile à respecter puisque la présence des compteurs des sociétés distributrices (gaz et électricité) suffit.

Conclusion : Le bâtiment abritant les bureaux de la firme RADERMECKER INTERCHIMIE est Q-ZEN suivant la réglementation wallonne qui est d’application pour ce type de bâtiment à partir du 1er janvier 2021 !

Cela signifie qu’atteindre ce standard est tout à fait réalisable pour les futures constructions, puisqu’un bâtiment performant conçu en 2011 répond déjà aux exigences de 2021.


Informations complémentaires

Cette étude de cas a été développée à l’aide des informations et documents fournis par le bureau d’architecture ayant conçu le bâtiment.
Bureau d’architecture CANEVAS
Notre interlocuteur fut Madame Sophie Hubert, ingénieur-architecte.
Téléphone : +32(0)4 364 11 90
Site internet : www.canevas.be