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Bruxelles Environnement
Formation Bâtiment Durable :
Acoustique : conception et mise en oeuvre
Isolation acoustique des façades Debby WUYTS
Centre scientifique et technique de la Construction Guidance technologique Eco-construction et développement durable de la Région de Bruxelles Capitale,
subsidiée par Innoviris
Isolation acoustique des façades 2
Objectifs de la présentation
● Connaitre et comprendre les normes d’application,
● Connaitre les facteurs déterminants pour l’isolation
des façades,
● Comprendre le principe de l’isolation composée,
● Choisir judicieusement les éléments de façade (p.ex. fenêtres et vitrages),
● Savoir quelles dispositions pratiques prendre pour optimaliser les éléments acoustiquement les plus faibles d’une façade.
Isolation acoustique des façades 3
Objectifs de la présentation
Isolation acoustique des éléments de façade (fenêtres, grilles de ventilation,...)
a une influence
sur ...
est calculé à partir de
...
Isolation acoustique de la façade
- Grandeurs - Éxigences - Calculs - Mesures de contrôles
Isolation acoustique des façades 4
Plan de l’exposé ● Normes en relation avec l’isolation des façades
► Comparaison ancienne et nouvelles exigences,
► Pan de façade et élément de façade.
● Isolation acoustique du pan de façade ► Contrôle sur site,
► Déterminer les exigences NBN.
● Isolation acoustique des éléments de façade ► Caractérisation en laboratoire,
► Sélection conforme aux exigences NBN (3 méthodes).
● Directives pratiques pour le choix des éléments acoustiquement les plus faibles d’une façade (Fenêtres, vitrages, caissons à volets, ouvertures de ventilation, panneaux légers et fenêtres de toiture)
Isolation acoustique des façades
“Anciennes” exigences relatives à l’isolation des façades
Classification propre à la Belgique (catégories Va, Vb, …)
Modifications profondes du “climat acoustique” par rapport à 1977
NBN S 01-400:1977
NBN S 01-400-1:2008 et NBN S 01-400-2:2012
“Nouvelles” exigences relatives à l’isolation des façades des habitations et des écoles
Grandeurs européennes : DAtr , RAtr
Exigences réactualisées
Appliquées à chaque pan de façade (living, cuisine, bureau, chambre à coucher)
Règles de dimensionnement disponibles (EN 12354-3)
Mesures de contrôle in situ réalistes
Isolation acoustique des façades: les exigences
Hôpitaux, bureaux, maisons de retraite,
hôtels, ...
5
Isolation acoustique des façades
NBN S 01-400:1977
« Critères de l’isolation acoustique »
- Immeubles d’habitation
- Bâtiments scolaires
- Immeubles de bureaux
- Hôpitaux
- Hôtels
- Maisons de retraite
Catégories de façade minimales (sub) et recommandées (super)
Catégories de façade : Va, Vb, Vc et Vd
6
Isolation acoustique des façades : la norme de 1977
Isolation acoustique des façades
D2m,nT,w calculé selon EN ISO 717-1 avec spectres limites NBN en tant que valeurs de
mesure
NBN S 01-400 catégorie de
façade
EN ISO 717-1
D2m,nT,w (C ; Ctr)
Va 41 dB (-1;-3) dB
Vb 36 dB (-1;-4) dB
Vc 31 dB (-1;-4) dB
Vd 26 dB (-1;-4) dB
Tableau de transposition indicatif Courbes limites NBN S 01-400:1977
7
Isolation acoustique des façades : la norme de 1977
Isolation acoustique des façades
Catégories de façade minimales et recommandées selon NBN S 01-400:1977
Catégories de façade minimales (subscript) et recommandées (superscript)
Va (supérieures), Vb, Vc, Vd inférieures)
Exigences isolation façades en fonction de l’affectation du local et de la classe d’environnement en intervalles de 10 dB : de 55 dB(A) à > 75 dB(A)
Catégories de façade plus strictes selon bruit extérieur croissant …
Immeubles de bureaux
Toutefois des niveaux de bruit plus élevés tolérés à l’intérieur lors du bruit extérieur croissant
8
Isolation acoustique des façades : la norme de 1977
Isolation acoustique des façades
Hôpitaux, hôtels, maisons de retraite
Catégories de façade minimales et recommandées selon NBN S 01-400:1977
9
Isolation acoustique des façades : la norme de 1977
Isolation acoustique des façades
NBN S 01-400-1 : immeubles d’habitation (2008)
10
Isolation acoustique des façades
Isolation des façades: exigences pour le pan de façade et les éléments de façade
DAtr
Isolement acoustique du pan de façade complet = résultat global, mesuré in situ
RAtr
Performances des éléménts de façade isolés = caractéristique du produit, mesuré en labo
11
NBN S 01-400-1 : immeubles d’habitation (2008)
Isolation acoustique des façades
Objectif : niveau de bruit maximal LAeq dans les locaux intérieurs, en fonction de :
Niveau de confort souhaité (normal ou supérieur),
Période nuit/jour,
Affectation des espaces.
• Période jour (living, cuisine, bureau, chambre à coucher) :
confort acoustique normal: max. 34 dB
confort acoustique supérieur: max. 30 dB
• Période nuit (chambres à coucher) :
confort acoustique normal: max. 29 dB
confort acoustique supérieur: max. 25 dB
Pour garantir ces niveaux maximaux à l’intérieur :
Fixer des éxigences minimales pour l’isolation au bruit aérien par pan de façade
Niveau de bruit diminue de 5 dB
au minimum pendant la nuit
OK
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NBN S 01-400-1 : immeubles d’habitation (2008)
Isolation acoustique des façades
Notions de “Façade” “Pan de façade” “Élément de façade”
13
NBN S 01-400-1 : immeubles d’habitation (2008)
Isolation acoustique des façades
L’isolement acoustique standardisé D2m,nT,w + Ctr = DAtr (mesuré in situ)
Isolation acoustique des façades
L’isolement acoustique standardisé D2m,nT,w + Ctr = DAtr (mesuré in situ)
Isolation acoustique des façades
DAtr = D2m,nT,w + Ctr = isolement acoustique du pan de façade (détermination selon EN ISO 140-5)
L1,2m : Niveau d’émission à l’extérieur à 2 m
du pan de façade suite à une source de bruit
± 100 dB sous 45°
L2 : Niveau de réception à l’intérieur [dB]
T : Temps de réverbération à l’intérieur *s]
T0 : Temps de réverbération de réf. = 0.5 s
(V>=30); 0.3 s (V=<20 m³)
D2m,nT = L1,2m – L2 + 10log(T/T0)
source de bruit = haut-parleur sous 45°
(bruit rose)
Mesure du niveau d’émission à 2 m devant la façade
Ramener le niveau de réception à l’intérieur
à une chambre meublée standard
L’isolement acoustique standardisé D2m,nT,w + Ctr = DAtr (mesuré in situ)
Isolation acoustique des façades
DAtr = D2m,nT,w + Ctr = isolement acoustique du pan de façade (détermination selon EN ISO 140-5)
L1,2m : Niveau d’émission à l’extérieur à 2 m
du pan de façade suite à source de bruit ±
100 dB sous 45°
L2 : Niveau de réception à l’intérieur [dB]
T : Temps de réverbération à l’intérieur *s]
T0 : Temps de réverbération de réf.= 0.5 s
(V>30); 0.3 s (V<20 m³)
D2m,nT = L1,2m – L2 + 10log(T/T0)
D2m,nT,w (C ; Ctr)
Calcul valeur unique (selon EN ISO 717-1)
D2m,nT,w + Ctr = DAtr
Ex : D2m,nT,w (C;Ctr) = 39 (-1;-4) dB DAtr = 39-4 = 35 dB
Valeur par bande de fréquences (bandes de tiers d’octaves 100
Hz – 3150 Hz)
L’isolement acoustique standardisé D2m,nT,w + Ctr = DAtr (mesuré in situ)
Isolation acoustique des façades
• Exigences d’isolation acoustique des façades
en NBN S 01-400-1
D2m,nT,w + Ctr = DAtr
= L’isolation ressentie réellement dans le bâtiment soumis à l’exigence, et ce pour chaque pan de façade
Exigences de performance pour isolement acoustique des façades des habitations (NBN S 01-
400-1) formulées en DAtr
• Spectre d’isolation D2m,nT ramené à une valeur
unique D2m,nT,w avec deux termes d’adaptation
spectraux
D2m,nT,w (C,Ctr)
(Procédure normalisée par ISO 717-1: “isolement acoustique standardisé pondéré”)
10
01
25
16
02
00
25
03
15
40
05
00
63
08
00
10
00
12
50
16
00
20
00
25
00
31
50
40
00
50
00
R [
dB
]D
2m
,nT
18
L’isolement acoustique standardisé D2m,nT,w + Ctr = DAtr (mesuré in situ)
Isolation acoustique des façades
Valeur DAtr par pan de façade doit répondre à :
Avec (1) :
• LA [dB] : Niveau de bruit à l’extérieur, calculé à partir du niveau de référence LAref selon annexe B,
• m [dB] :
m = 3 dB dans le cas où simultanément :
- L’espace à protéger possède encore un autre pan de façade,
- LA > 60 dB pour les deux pans de façade,
- Les deux pans de façade contiennent au moins un élément dont le RAtr< 48 dB (p.ex. fenêtre)
m = 0 dB dans tous les autres cas
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
19
Isolation acoustique des façades
Avec (2) :
L’exigence (2) pour les chambres à coucher n’est d’application que si :
En période nocturne (22h – 6h), on rencontre au moins trois fois par nuit un niveau de bruit LAeq,1s,max,T
≥ 70 dB, causé par :
- Soit un bruit de trafic aérien,
- Soit un bruit de trafic ferroviaire.
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Les valeurs obtenues dans ce cas ne conduisent pas nécessairement à un niveau de confort satisfaisant !!
20
Valeur DAtr par pan de façade doit répondre à :
Isolation acoustique des façades 21
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Isolation acoustique des façades
Détermination du niveau de bruit de référence LAref
Sur base de mesures à 2 m de hauteur et à 2 m perpendiculairement à la façade la
plus exposée
LAref = la plus élevée des deux valeurs
- LAeq,30min entre 06h00 et 22h00 (journée)*
- LAeq,30min + 5 dB entre 22h00 et 06u00 (soir et nuit)*
* A un moment représentatif d’une nuisance possible générée par le bruit dans l’environnement
L = 70 dB(A) LAref= 73 dB(A)
+ terme de réflexion 3 dB !
Mesure sur un terrain nu
22
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Isolation acoustique des façades
Sur base des descriptions-type dans la norme (moins précises mais plus sûres).
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Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Détermination du niveau de bruit de référence LAref
Isolation acoustique des façades 24
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Détermination du niveau de bruit de référence LAref
Sur base des descriptions-type dans la norme (moins précises mais plus sûres).
Isolation acoustique des façades
Données:
• Bâtiment situé le long de la N3 en Korbeek-Lo
• Living situé à l’arrière du bâtiment
Soit effectuer une mesure,
Soit utiliser les tableaux.
• Route nationale:
LAref > 77 dB
Pour la façade avant du bâtiment.
25
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Détermination du niveau de bruit de référence LAref
Isolation acoustique des façades
Figures dans l’annexe B: calcul de la valeur LA pour chaque pan de façade à partir de la valeur LAref mesurée
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Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Isolation acoustique des façades
Données utiles
• Bâtiment situé le long de la N3 en Korbeek-Lo
LAref > 77 dB devant le bâtiment
Pour le pan de façade à l’arrière du bâtiment :
.
dBLLArefA
64137713
Détermination du niveau de bruit LA devant le pan de façade étudié
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Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Isolation acoustique des façades
Données utiles
• LA = 64 dB pour le pan de façade à l’arrière
• m = 0 (seulement un pan de façade exposé)
Calcul de l’exigence à respecter pour le pan de façade à l’arrière :
dBmLD
AAtr300346434
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Détermination du niveau de bruit LA devant le pan de façade étudié
Détermination de l’exigence de l’isolation acoustique des façades à respecter DAtr (pan de façade)
Isolation acoustique des façades
Choix de l’élémént de façade conformément à la NBN (2008)
De l’exigence au pan de façade vers l’exigence aux fenêtres et vitrages …
DAtr
Isolement acoustique du pan de façade complet = résultat global, mesuré in situ
RAtr
Performances des éléménts de façade isolés = caractéristique du produit, mesuré en labo
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Isolation acoustique des façades
Détermination de l’indice d’affaiblissement acoustique R pour vitrages et fenêtres
(EN ISO 10140-2:2010)
R = 10 log (puissance incidente/puissance transmise)
Mesure de l’isolement acoustique en labo RAtr (= Rw + Ctr)
Le rapport entre la puissance incidente côté émission et la puissance transmise côté réception est très grand!
Exemple :
Vitrage : Wincident / Wtransmis= 1.000 R = “seulement” 30 dB …
30
2 W 0.002 W
Isolation acoustique des façades
Montage de l’élément
31
Isolation acoustique des façades 1
.50
m
0
20
40
60
80
100
120
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000
Fréquence (Hz)
Niv
ea
u (
dB
)
Emission Réception
‘Bruit rose’
R = caractéristique du produit testé
Mesure de l’isolement acoustique en labo RAtr (= Rw + Ctr)
Détermination de l’indice d’affaiblissement acoustique R pour vitrages et fenêtres
(EN ISO 10140-2:2010)
Isolation acoustique des façades
Détermination de l’indice d’affaiblissement acoustique pondéré Rw
(EN ISO 717-10) s ound r educ t i on i ndex R 1 / 3oc t av e
1 0 .0
2 0 .0
3 0 .0
4 0 .0
5 0 .0
6 0 .0
7 0 .0
8 0 .0
10
0
12
5
16
0
20
0
25
0
31
5
40
0
50
0
63
0
80
0
10
00
12
50
16
00
20
00
25
00
31
50
40
00
50
00
f [H z ]
R [
dB
]32 dB
Rw = 41 dB + termes d’adaptation spectraux (C;Ctr)
Rw + Ctr = RAtr
Mesure de l’isolement acoustique en labo RAtr (= Rw + Ctr)
Isolation acoustique des façades
Termes d’adaptation spectraux C et Ctr
Importance du type de source … Trafic rapide
Niveau sonore global
Analyse spectrale Trafic citadin
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Mesure de l’isolement acoustique en labo RAtr (= Rw + Ctr)
Isolation acoustique des façades
Bruits à fréquences dominantes moyennes et
hautes
Bruits à fréquences dominantes basses
Rw + C Rw + Ctr Activités humaines (parole,
radio, télévision, …) Jeux d’enfants, …
Discotèque
Trafic autoroutier rapide(>80 Km/h)
Trafic routier lent (urbain)
Trafic ferroviaire à vitesse moyenne ou élevée
Trafic ferroviaire à basse vitesse
Avions à réaction à courte distance
Avions à réaction à grande distance
Avions à hélices Bruits de l’industrie avec
fréquences principalement médiums et aiguës
Bruit de l’industrie avec fréquences principalement graves
EN ISO 717
Quelle valeur quand ?
Termes d’adaptation spectraux C et Ctr
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Isolation acoustique des façades
Performances acoustiques pour quelques éléments de façade courants
De RAtr van gevelwanden ligt gevoelig hoger dan deze van beglazingen of vensters … Constructions Rw (C;Ctr) Rw (C;Ctr)
Brique pleine 9 cm / lame d’air non ventilée de 5 cm remplie
de laine minérale / bloc de béton creux 19 cm / enduit 55 dB (-1;-5) dB 50 dB
Vitrage 4/15/4 29 dB (-1;-4) dB 25 dB
Vitrage 4/16/6 35 dB (-2;-5) dB 30 dB
Vitrage 6/15/44.2A 39 dB (-2;-6) dB 33 dB
Châssis simple ouvrant en PVC avec renforcements en acier,vitrage 44.2A/20/66.2A
46 dB (-1;-4) dB 42 dB
La performance RAtr des éléments de façade en labo
Isolation acoustique des façades
RAtr Performances des éléménts de façade isolés = caractéristique du produit, mesuré en labo
De l’exigence au pan de façade vers l’exigence aux fenêtres et vitrages …
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
DAtr Isolement acoustique du pan de façade complet
= résultat global, mesuré in situ
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Isolation acoustique des façades
Démarches à suivre …
PHASE 1 : Mesure (ou estimation) de LAref devant la façade la plus exposée
PHASE 2 : Déduction de LA pour chaque façade figures dans la norme (annexe)
PHASE 3 : Calcul de l’ exigence par pan de façade DAtr tableau (1) dans la norme
PHASE 4 : Calcul de l’ exigence par élémént de façade RAtr outil de conception (voir la suite)
38
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
Démarches à suivre (contrôle, au plus tard 1 an après réception, marge: 3 dB)
ETAPE 1 : Mesure (ou estimation) de LAref devant la façade la plus exposée
ETAPE 2 : Déduction de LA pour chaque façade figures dans la norme (annexe)
ETAPE 3 : Calcul de l’exigence par pan de façade DAtr tableau (1) dans la norme
ETAPE 4 : Calcul de l’exigence par élémént de façade RAtr responsabilités partagées!
mesure ou tableau dans la norme
figures dans l’annexe de la norme
mesure in situ selon EN ISO 140-5
Mesure en labo (voir fabricant)
1
2
3
4
39
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
RAtr ? DAtr
40
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
3 méthodes possibles:
- Tableaux génériques (basés sur modèle de prédiction EN 12354-3) - Formule d’estimation NBN S 01-400-1:2008 - Méthode détaillée selon EN 12354-3
De l’exigence au pan de façade vers l’exigence aux fenêtres et vitrages …
Isolation acoustique des façades
DAtr
3 méthodes possibles:
- Tableaux génériques (basés sur modèle de prédiction EN 12354-3) - Formule d’estimation NBN S 01-400-1:2008 - Méthode détaillée selon EN 12354-3
S
VLR
fsAtr3
log10'
Isolation acoustique composée
Volume du local/surface de la façade Forme de la façade
41
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
De l’exigence au pan de façade vers l’exigence aux fenêtres et vitrages …
Isolation acoustique des façades
Isolation acoustique composée R’Atr du pan de façade :
1010
,,,,
1010
10log10'
jAtreniAtr D
tot
R
tot
i
AtrSS
SR
6.00
1.50 1.50
3.00
4.50
1.90
a b
c
1.60
1.10
2.20 d Sfenêtre
RAtr,fenêtre
DneAtr, grille Sfenêtre RAtr,fenêtre
« Maillon le plus faible » est déterminant pour l’isolation acoustique composée !
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
42
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
1010
,,,,
1010
10log10'
jAtreniAtr D
tot
R
tot
i
AtrSS
SR
Dne,Atr,j = Dn,e,w + Ctr pour petits éléments de façade (<1m²) tels que les grilles de ventilation
Données d’entrée (valeurs laboratoire) :
LAB
O RAtr,i = Rw+Ctr pour éléments de façade ordinaires tels que châssis, portes,
parois, panneaux de remplissage, …
Marge de sécurité recommandée sur les données d’entrée :
RAtr - 2 dB
Dne,Atr - 3 dB
LAB
O
43
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique composée R’Atr du pan de façade :
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
Isolation acoustique des façades
EX
EM
PLE
DE
CA
LCU
L
5.00
1.50 1.50
2.60
2.10
a b
c
• Grille de ventilation : Dn,e,w (C;Ctr)= 37 (0;-1) dB, Dne,Atr= 36 dB
• Fenêtre : Rw (C;Ctr)= 40 (-1;-3) dB, RAtr= 37 dB (S = 6,1 m²)
• Mur de façade: Rw (C;Ctr)= 56 (-1;-5) dB, RAtr= 51 dB (S = 6,7 m²)
• Superficie totale du pan de façade: 13 m²
Fenêtre Mur de façade Grille de ventilation
dBR totAtr 4,351013
1010
13
7,610
13
1,6log10 10
36
10
51
10
37
,'
1010
,,,,
1010
10log10'
jAtreniAtr D
tot
R
tot
i
AtrSS
SR
44
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique composée R’Atr du pan de façade :
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
Isolation acoustique des façades
Ter indicatie …
Isolation déterminée par les
éléments les plus faibles !
fenêtre mur
50% 50% "logarithmique" "arithmétique"
25 dB 48 dB 28 dB 37 dB
30 dB 48 dB 33 dB 39 dB
35 dB 48 dB 38 dB 42 dB
40 dB 48 dB 42 dB 44 dB
fenêtre mur
30% 70% "logarithmique" "arithmétique"
25 dB 48 dB 30 dB 41 dB
30 dB 48 dB 35 dB 43 dB
35 dB 48 dB 40 dB 44 dB
40 dB 48 dB 44 dB 46 dB
fenêtre mur
70% 30% "logarithmique" "arithmétique"
25 dB 48 dB 27 dB 32 dB
30 dB 48 dB 32 dB 35 dB
35 dB 48 dB 36 dB 39 dB
40 dB 48 dB 41 dB 42 dB
moyenne
moyenne
moyenne
Isolation acoustique composée R’Atr du pan de façade :
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
5.00
1.50 1.50
2.60
2.10
a b
c
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
0
10
20
30
40
50
60
1 10 100 1000
RAtr [dB]
Masse surfacique [kg/m²]
single glazing
single glazing acoustic
double glazing
double glazing acoustic
double glazing 2x acoustic
triple glazing
triple glazing acoustic
triple glazing 2x acoustic
Massief enkelvoudig
Massief spouwmuur
NPR 5272
EN 12354-1
Importance du « maillon le plus faible »
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
S
VLRD
fsAtrAtr3
log10'
Protection supplémentaire (>0) ou réflexions (<0) par forme de la façade
Façade plate : ΔLfs = 0
Terme de correction ΔLfs
47
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
S
VLRD
fsAtrAtr3
log10'
Pour un local en forme de “poutre” : le rapport volume V/ superficie pan de façade S
= Profondeur d du local perpendiculaire à ce pan de façade
S
d = V/S + V/S = 3
Attention aux locaux “peu profonds” (< 3m) 48
Méthode de calcul EN 12354-3 (version simplifiée)
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Rapport volume-superficie
Isolation acoustique des façades 49
3 méthodes possibles:
- Tableaux génériques (basés sur modèle de prédiction EN 12354-3) - Formule d’estimation NBN S 01-400-1:2008 - Méthode détaillée selon EN 12354-3
RAtr ? DAtr
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
De l’exigence au pan de façade vers l’exigence aux fenêtres et vitrages …
Isolation acoustique des façades
Tableaux génériques (basés sur modèle de prédiction EN 12354-3)
Uniquement pour pans de façade sans grilles de ventilation !
www.cstc.be
50
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
Le local étudié ne dispose que d’un pan de façade avec des fenêtres
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
Exemple : choix du vitrage pour une maison unifamiliale
Situation-type
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
ETAPE 1 : Détermination du niveau de bruit de référence LAref
Sur base des descriptions-type dans la norme (moins précises mais plus sûres).
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Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
Exemple : le local étudié ne dispose que d’un pan de façade avec fenêtres
Façade devant : LA,ref = 65 dB(A)
Façade latérale : LA = 62 dB(A)
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
Données « chambre à coucher 3 » :
- Local : (L x B x H) 3.4 m x 4.0 m x 2.5 m
- Fenêtre: (B x H) 0.8 m x 2.4 m
- Niveau de bruit à l’extérieur: LA = 65 dB(A) (façade devant)
Quel vitrage faut-il pour respecter les critères de confort de la NBN S 01-400-1 ?
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Exemple : le local étudié ne dispose que d’un pan de façade avec fenêtres
Isolation acoustique des façades
- Superficie pan de façade (de par l’intérieur) : 8.5 m²
- Superficie fenêtres : 1.9 m² = 22% TABLEAU : RAtr ≥ 25 dB
- Profondeur du local : 4 m (ex.. 4-16-4 vitrage)
- Niveau de bruit à l’extérieur : 65 dB(A)
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Exemple : le local étudié ne dispose que d’un pan de façade avec fenêtres
Isolation acoustique des façades 57
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
3 méthodes possibles:
- Tableaux génériques (basés sur modèle de prédiction EN 12354-3) - Formule d’estimation NBN S 01-400-1:2008 - Méthode détaillée selon EN 12354-3
RAtr ? DAtr
De l’exigence au pan de façade vers l’exigence aux fenêtres et vitrages …
Isolation acoustique des façades
OUTIL DE CONCEPTION : exigence aux éléments de façade calculée à partir de l’exigence au pan de façade DAtr
VB :
- Basé sur les calculs de prédiction selon EN 12354-3 (“Eurocode Acoustique”)
- Outil de design, pour répondre à l’exigence pour le pan de façade DAtr
- Responsabilités partagées, pour vérifier pourquoi DAtr ne suffirait pas
- Pour les grands projets : pas toujours l’option la plus intéressante au niveau économique!
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Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
EXEMPLE : le local étudié ne dispose que d’un pan de façade avec fenêtres
Données « chambre à coucher 3 » :
- Local : (L x B x H) 3.4 m x 4.0 m x 2.5 m
- Fenêtre : (B x H) 0.8 m x 2.4 m
- Niveau de bruit à l’extérieur: LA = 65 dB(A)
Méthode NBN S 01-400-1 :
RAtr > 26.3 dB (cfr. 27 dB avec tableaux génériques)
(Voir aussi module de calcul www.normes.be > Acoustique)
Quel vitrage faut-il pour respecter les critères de confort de la NBN S 01-400-1 ?
Choix de l’élément de façade conformément à la NBN (2008)
Isolation acoustique des façades
Isolation acoustique des vitrages (RAtr)
25 30 35 40
4 8
4-12-4 4-12-8
44.2 44 GH 44.2A
6-12-44.2A 66.2A-20-44.2A
RAtr
fg 3200 Hz 1600 Hz 3200 Hz
245 Hz 212 Hz 187 Hz 122 Hz fres
Isolation acoustique des façades
25 30 35 40
4-12-4 4-12-8 6-12-44.2A 66.2A-20-44.2A
RAtr
4-15-4-15-4 66.2A-12-6-12-44.2A 6-12-4-12-44.2A 4 8
Isolation acoustique des vitrages (RAtr)
Isolation acoustique des façades
Pas d’amélioration significative par rapport aux double vitrages de même épaisseur totale
≈
Triple vitrage
62
Isolation acoustique des vitrages (RAtr) Triples vitrages
Isolation acoustique des façades
Sources: a) Essais Round Robin b) Valeurs indicatives extraites de mesures
récentes réalisées au laboratoire acoustique du CSTC
c) Documentations techniques des fabricants de verre
d) Tableaux génériques de la EN 12354-3(2000) ou de la EN 12758-1(2011) (valeurs + 2 dB)
WTCB Contact - 2011/3 WTCB Doss – 2011/3.10
Isolation acoustique des vitrages (RAtr) Quelques valeurs de référence…
Isolation acoustique des façades
Influence de la superficie
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Isolation acoustique des vitrages (RAtr)
Isolation acoustique des façades
Paramètres d’influence RAtr :
Etanchéité des joints
Valeur RAtr du vitrage
Type de profilé (densité et épaisseur)
Rapport des surfaces (châssis/vitrage)
Type de resserrage (verre dans châssis)
Châssis : Schâssis, m”châssis
Vitrage : Svitrage , RAtr,vitrage
Fenêtre = châssis + vitrage
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
EN 14351-1 (2010)
Verre < 32 dB effet positif du châssis Verre > 32 dB effet négatif du châssis
Influence du châssis : règles d’extrapoloation (vitrage ≤ 36 dB)
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
20
25
30
35
40
20 25 30 35 40
RA
trva
n h
et
ven
ste
r[d
B]
RAtr van de beglazing [dB]
Gewone vensters: vast, draai(-kip)Schuifvensters
Effet négatif du châssis
2 joints nécessaires
Effet positif du châssis
Effet négatif du châssis
Pour RAtr,fenêtre ≥ 35 dB (vitrage > 36 dB), il n’existe pas de règles d’extrapolation. Il est alors indispensable de disposer d’un rapport d’essais en laboratoire pour ces types de fenêtres.
Fenêtres classiques Fenêtres coulissantes
du vitrage
de
la f
enêt
re
Influence du châssis : règles d’extrapoloation (vitrage ≤ 36 dB)
Isolation acoustique des fenêtres
EN 14351-1 (2010)
Isolation acoustique des façades
25
30
35
40
45
50
RA
trva
n h
et
ven
ste
r[d
B]
RAtrvan de beglazing [dB]
gewone vensters: vast, draai(-kip)
Dispersion basée sur 150 mesures en labo (CSTC)
RAtr = 43 dB RAtr = 42 dB
vitrage: 44.2A-20-66.2A (RAtr=42 dB)
alu bois PVC
Importance de la forme du profilé, des renforts, des joints d’étanchéité et des points de fermeture !
35 38 43
Fenêtres classiques: fixes et ouvrantes
du vitrage
de
la f
enêt
re
Influence du châssis : mesures en labo (vitrage > 36 dB)
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
Une valeur acoustique est particulièrement difficile à prédire et une détérioration des performances acoustiques du châssis n’est pas exclue !!
Règle pratique:
Distance entre les vitrages ≥ 50 mm ( fMVM < 100 Hz)
vitrage feuilleté acoustique
Alors RAtr > 40 dB possible
Revue CSTC 1998/3
Châssis doubles (“Verbundvenster”)
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
RAtr = 57 dB
RAtr = 50dB
10-12-44.2A 12-20-44.2A
37dB 39 dB +
50 mm
RAtr
Cavité avec absorbant acoustique
example
Espace >> 50 mm, découplage important RAtr ≥ 50 dB possible
Doubles fenêtres (“Kastenvenster”)
Isolation acoustique des fenêtres
Revue CSTC 1998/3
Isolation acoustique des façades
EN 14351-1 (2010)
Vitrage <27 dB pas d’effet du châssis Vitrage ≥27 dB effet négatif du châssis
étanchéité règles d’extrapolation pour
RAtr,vitrage ≤ 32 dB
Influence du châssis : fenêtres coulissantes
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
25
30
35
40
45
50
RA
trva
n h
et
ven
ste
r[d
B]
RAtrvan de beglazing [dB]
schuifvensters
Dispersion basée sur des mesures en labo (CSTC)
Optimisation acoustique : joints, renforts, système de fermeture
34 38 43
du vitrage
de
la f
enêt
re
Fenêtres coulissantes
Châssis coulissants : mesures en labo (vitrage > 32 dB)
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
Profilés d’étanchéité éfficaces : • souplesse profils à lèvre • faible force de compression nécessaire • frappes multiples • compression suffisante ! • raccords parfaits dans les coins
Revue CSTC 2000/1
Nombre de points de fermeture
Fenêtre = châssis + vitrage + fuites
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
Fuites acoustiques : surtout néfaste dans les hautes fréquences
Fenêtre = châssis + vitrage + fuites
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
• Raccords avec le gros œuvre • Seuils et appuis de fenêtre
Appareil à ultrasons permettant de localiser les fuites acoustiques
Fenêtre = châssis + vitrage + fuites
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
* sans/avec joints d’étanchéité à l’extérieur
RAtr fenêtre * Montage en labo standard (pas de fuites)
Montage en labo avec mousse PU classique
Montage en labo avec mousse PU acoustique
Montage en labo avec laine de roche
Fenêtre 1 37 35 / 36 36 / 37 37 / 37
Fenêtre 2 40 38 / 39 38 / 40 38 / 40
• Raccords avec le gros œuvre : campagne de mesures en laboratoire …
Conclusions :
- Importance de l’étanchéité à l’extérieur (mortier/silicone), surtout lorsque de hautes
performances acoustiques sont attendues
- Si étanchéité à l’extérieur respectée : importance du type de matériau utilisé pour
réaliser le raccord entre le châssis et le gros œuvre (laine, PU acoustique)
Remarque : épaisseur du joint en labo = seulement 1 cm …
Fenêtre = châssis + vitrage + fuites
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
• joints minces / pertes dans les hautes fréquences
jusqu’à 7 mm >>> silicone
jusqu’à 1.5 cm >>> mastic lourd, cimentage et silisone,… lourd
• joints larges et trous / pertes sur l’ensemble du spectre
>>> matériaux les plus lourds possible : cimentage, plâtre, MDF… Attention à la
règle de l’isolation composée !
L’élément le plus faible déterminera l’isolation de l’ensemble
Le remplissage du joint est fonction de son épaisseur
Bron : www.illbruck.com
Fenêtre = châssis + vitrage + fuites
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
Résultats de mesures en laboratoire :
- idéalement = PV sur la configuration placée.
- Valeur supérieure mesurée : RAtr=38 dB
- Portes “acoustiques”, valeurs RAtr de 35 à 38 dB
Importance de l’étanchéité au niveau du seuil
78
Importance de l’étanchéité acoustique des joints
Isolation acoustique des fenêtres
Isolation acoustique des façades
Fuites acoustiques
Grilles de ventilation
Panneaux sandwichs
Toitures légères
Panneaux légers
Fenêtres
Toitures traditionnelles
Grilles de ventilation acoustiques
Vitrages acoustiques
Murs maçonnés/collés légers
RAtr
Les “maillons faibles” déterminent
l’isolation acoustique de la façade
1010
,,,,
1010
10log10'
jAtreniAtr D
tot
R
tot
i
AtrSS
SR
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Isolation acoustique composée de la façade
Isolation acoustique des façades
Masse ! Absorption ! Etanchéité !
Raccords coffre de volet – châssis/paroi Passage de la sangle et du volet
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Les coffres de volet : points faibles
Isolation acoustique des façades
Coffre de volet suffisamment lourd, revêtement intérieur absorbant, prolongement du passage au travers de l’absorbant, commande électrique
Bron : Illbruck
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Les coffres de volet : acoustiquement améliorés
81
Isolation acoustique des façades
82
WTCB - BBRI - CSTC LABORATOIRE ACOUSTIQUE
Rw = 45 (-1;-3) dB
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Les coffres de volet : acoustiquement améliorés
Isolation acoustique des façades
source : www.alusta.be
Grilles de ventilation « simples » : Dne,Atr = +/- 25 à 30 dB
Dne,w + Ctr = Dne,Atr
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Grilles de ventilation
Isolation acoustique des façades
Grilles de ventilation acoustiques
Pas de pertes par
transmission directe
Optimalisation de
l’atténuation par l’épaisseur
de laine minérale
Dne,w + Ctr = Dne,Atr
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Grilles de ventilation
Isolation acoustique des façades
Bron : www.duco.be
85
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Grilles de ventilation acoustiques murales
Isolation acoustique des façades
0
10
20
30
40
50
60
0 50 100 150 200 250
Debiet bij P=2 Pa [m³/h/m]
Dn
eAtr [
dB
]
Niet akoestische
ventilatie
Mechanische ventilatieMechanische ventilatieBescheiden suskastenBescheiden suskasten
Grotere suskastenGrotere suskasten
DakventilatieDakventilatie
Ventilatie & zonweringVentilatie & zonweringVentilatie & rolluikVentilatie & rolluik
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Grilles de ventilation : atténuation vs. débit
86
Isolation acoustique des façades
Fuites acoustiques
Grilles de ventilation
Panneaux sandwichs
Toitures légères
Panneaux légers
Fenêtres
Toitures traditionnelles
Grilles de ventilation acoustiques
Vitrages acoustiques
Murs maçonnés/collés légers
RAtr
Les “maillons faibles” déterminent
l’isolation acoustique de la façade
1010
,,,,
1010
10log10'
jAtreniAtr D
tot
R
tot
i
AtrSS
SR
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Isolation acoustique composée de la façade
87
Isolation acoustique des façades
Pannes
Chevrons
Sous-toiture
Ossature métallique et plaques de carton-plâtre
Isolation thermique
Couverture
88
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Isolation acoustique des toitures légères : solution optimale
Isolation acoustique des façades
85
15
45
15 0
5 0
5 0
5 0
Chevrons
Sous-toiture
Isolation thermique
Couverture
Pannes
Ossature métallique et plaques de carton-plâtre
Finition entre les chevrons : -3 dB
(surtout fuites)
Montage sur des lattes en bois: -10 dB
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Isolation acoustique des toitures légères : solution performante
Isolation acoustique des façades 90
Sandwich PS (panneau de 3 mm intérieur et extérieur)
Ca. 25 dB
Sandwich PU (panneau de 8 mm intérieur et extérieur)
Ca. 28 dB
Sandwich PU avec pare-vapeur (panneau de 12 mm intérieur et extérieur)
Ca. 30 dB
Panneau simple avec PU (p.ex. fermacell 65/85 ) 32 dB
Panneau simple avec laine minérale 34 dB
Panneau sandwich à base de laine minérale 39 dB
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Découplage ! Absorbant acoustique!
Panneaux autoportants : panneaux simples ou sandwich
Isolation acoustique des façades
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Panneaux autoportants : panneaux simples ou sandwich
Isolation acoustique des façades
Solutions
Fenêtre dans les pignons
Utilisation d’un nouveau type de fenêtre pour toiture :
Vitrage + sur-vitrage : Rw = 42 dB !
Retour de sous-toiture en matériau lourd, double couche
Remplissage du vide périphérique par un isolant (cadre alu+polyprolpylène)
Coût élevé (4x prix standard)
Mise en œuvre plus délicate
Source : Velux
Source : Velux
92
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Fenêtres de toiture
Isolation acoustique des façades
93
Pertes dans l’isolement :
- Diminution de la désolidarisation
- Faible isolement du vitrage
standards : 3-18-3 avec Rw = 29 dB
4-16-4 avec Rw = 32 dB
possibilités : 33.1-14-4 avec Rw = 35 dB
sur-vitrage 42 dB
Source : Velux
Isolation acoustique des éléments de façade “faibles”
Fenêtres de toiture
Isolation acoustique des façades 94
● Guide Bâtiment durable, Fiche: G_WEL01 assurer le confort acoustique http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be/fr/g-wel01-assurer-le-confort-acoustique.html?IDC=1048&IDD=6179
● NBN S 01-400-1: Critères acoustiques pour les immeubles d’habitation, NBN, 2008
● NBN S 01-400-2: Critères acoustiques pour les bâtiments scolaires, NBN, 2012
● NBN S 01-400: Critères de l’isolation acoustique, NBN, 1977
● NBN EN 12354-3: Building acoustics - Estimation of acoustic performance of building from the performance of elements - Part 3: Airborne sound insulation against outdoor noise, NBN, 2000
● Bouwakoestiek, Hogere Cursus Akoestiek, KVIV, G. Vermeir, 2003
● Noise and vibration control, L.L. Beranek, 1988
● www.cstc.be (WTCB-publicaties en Normen)
● http://www.bbri.be/antenne_norm/akoestiek/fr/ (presentaties, rekenmodules, databanken,…)
Référence & plus d’informations:
Isolation acoustique des façades 95
Ce qu’il faut retenir de l’exposé ● Importance des basses fréquences (+Ctr)
● Isolation acoustique sur site du pan de façade : DAtr
● Performances en labo des éléments de façade : RAtr ou DneAtr (< 1m²)
● Exigences sur les éléments de façade à calculer via ► Modèles de calcul de la NBN
► EN 12354-3 : « Eurocode acoustique»
► Tableaux de sélection rapide
● Les éléments les plus faibles et les rapports de surface déterminent l’isolation de l’ensemble du pan de façade.
● Optimalisation des éléments de façade les plus faibles : masse, désolidarisation et absorption acoustique.
Isolation acoustique des façades 96
Contact
Debby WUYTS, ir. arch.
Chef du Laboratoire Acoustique, CSTC
Coordonnées :
: +32 2 655 77 11
E-mail : [email protected]