Srie technique
90-223

Tests thermiques in situ de sections murales
dans les T.N.-O.

Introduction

Le but de ce projet tait d'valuer les performances thermiques des diffrents lments constituant les murs extrieurs dans les habitations arctiques. Il devait permettre de dterminer si une dgradation significative de la valeur isolante de sections murales composites par ailleurs en bon tat rsulterait d'une exposition prolonge au climat svre du Nord.

Situation

On s'est inquit que le rude climat arctique puisse la longue rduire la capacit isolante des sections murales composites utilises pour des maisons efficaces au point de vue nergtique. Il en rsulte entre autres la contraction des lments en bois, le dplacement des fondations et la dgradation de composantes individuelles dans les sections murales. Ces variations peuvent crer des poches d'air entre l'isolant et les poteaux, laissant l'air pntrer et/ou circuler dans l'enveloppe du btiment. La dtrioration des composantes de la maison permet alors l'humidit de pntrer l'enveloppe du btiment.

Des efforts ont t faits ces dernires annes pour construire des maisons moins susceptibles de se dtriorer lors d'exposition cet environnement svre. Un intrt s'est exprim suite au succs des travaux effectus par les organismes de construction tels que la Northwest Territories and Yukon Housing Corporation (NWTYHC) et la Socit canadienne d'hypothques et de logement (SCHL). Pour rpondre cette proccupation, on a procd une valuation de la performance thermique de diffrents assemblages de murs existants.

Objectifs

Voici les trois principaux objectifs viss des tests thermiques in situ de sections murales d'habitations dans l'Arctique :

• Comparer toute rduction notable de la capacit isolante de sections murales composites exposes aux rudes conditions arctiques pendant plusieurs annes avec des valeurs thoriques.
• Si l'on dtermine des rductions de la capacit isolante, rflchir aux facteurs causant ces rductions.
• hotels b&b Moravske Toplice Recommander d'autres tests sur le terrain afin de mesurer ces facteurs.

Mthode

ERROR MSGLa perte de chaleur a t mesure en fixant un calorimtre cinq faces au mur et en mesurant l'nergie requise par un lment chauffant pour maintenir la temprature dans le calorimtre identique celle de l'appartement. La consommation d'nergie correspond la perte de chaleur travers la surface du mur couverte par l'appareil; le systme est appel bote chaude sous surveillance calorimtrique (ou calorimtre).

Les tests de performance comprenait des examens avec des appareils de thermographie l'infrarouge ainsi qu'une surveillance continuelle du calorimtre. On a fait les balayages l'infrarouge d'abord, pour s'assurer que les sections murales choisies taient isoles adquatement et construites selon les normes. L'emplacement du calorimtre a t dtermin par l'espace mural qui pouvait accommoder la bote chaude. Les valeurs RSI relles (mesures) des sections murales ont t dtermines par les donnes obtenues lors de la surveillance continuelle du calorimtre.

ERROR MSGDescription des habitations

Quatre habitations d'ges diffrents ont t slectionnes Rankin Inlet, T.N.-O. Les habitations les plus ges ont t compares aux plus jeunes pour dterminer si les plus vieilles compositions taient plus dtriores. Toutes les maisons ont t construites aprs 1980, puisque les maisons construites avant 1980 sont reconnues pour la dtrioration de leurs sections murales.

Maison 1

Cette habitation multiple a t construite en 1984 en utilisant un modle de construction typique en bois. La coupe transversale du mur est schmatise la figure 1. L'unit teste tait un logement de trois chambres coucher localis l'extrmit de l'difice. La bote calorimtrique a t installe sur le mur nord-est extrieur. La valeur totale de RSI calcule tait de 3,2 m2K/W.

Maison 2

Il s'agit d'un duplex de deux tages construit en 1985 selon un modle typique en bois. La coupe transversale du mur est schmatise la figure 2. L'unit teste se trouvait au premier tage face au nord. La valeur totale de RSI calcule tait de 4,5 m2K/W.

Maison 3

C'est une habitation unifamiliale datant de 1976 et dont les murs ont t risols en 1986. La section murale rnove apparat la figure 3. L'unit teste faisait face au nord. La valeur totale de RSI calcule tait de 3,6 m2K/W.

Maison 4

Bracke cheap hotelsFIGURE 1. Section de mur de la maison 1

FIGURE 2. Section de mur de la maison 2

FIGURE 3. Section de mur de la maison 3

FIGURE 4. Section de mur de la maison 4

Rsultats

Les quatre valeurs RSI obtenues figurent au tableau 1. Les murs des deux duplex ont donn les plus hautes valeurs de rsistance thermique. Les valeurs mesures obtenues pour les habitations 1, 2 et 4 (l'habitation multiple et les deux duplex) sont de 13 % plus leves que les valeurs calcules. Il y a trois raisons possibles pouvant expliquer ce rsultat :

• Les trois habitations avaient une unit de chauffage directement sous le calorimtre, ce qui a pu diminuer la charge de chauffage des lments.
• L'isolation a pu avoir une meilleure performance que prvu puisque les valeurs des composantes du RSI utilises dans le calcul taient bases sur des mesures faites en laboratoire 24 C. De faon gnrale, mesure que la temprature diminue, les valeurs d'isolation des matriaux augmentent.
• Il y a toujours un certain niveau d'erreur exprimentale.

La valeur RSI mesure pour l'habitation 3 tait de 42 % au-dessus de la valeur thorique. L'espace libre derrire la feuille de gypse a pu permettre la circulation d'air chaud de la rgion teste vers des trous (ou rgions) plus froids situs tout prs, qui avaient t identifis lors du test thermographique infrarouge. Il est aussi possible qu'il y eut une dfectuosit des quipements lors de la priode de test.

TABLEAU 1. Rsultats sommaires

Maison No.	Genre	Anne de construction	Valeur RSI mesure	Valeur RSI calcule	Diffrence en pourcentage
1	Coll. de 9 log.	1984	3,66	3,23	-13,3
2	Duplex	1985	5,09	4,50	-13,1
3	Maison ind.	1976 (1986 Rattrapage)	2,11	3,63	+41,9
4	Duplex	1986	5,36	4,77	-12,4

Note :
ERROR MSGLes valeurs RSI (thoriques) calcules ont t dtermines partir de la valeur de rsistance thermique de chaque lment, et des redressements ont t effectus pour tenir compte de l'effet de ponts thermiques des poteaux et des fourrures.

Conclusions

Les rsultats suggrent une absence de diminution significative des valeurs d'isolation des lments qui composent les murs extrieurs des habitations construites aprs 1984. Les intrts davantage justifis concernent la dgradation des murs suite une exposition prolonge un environnement nordique. Il est donc recommand qu'une inspection thermographique l'infrarouge dtaille soit pratique sur plusieurs habitations, comprenant une grande varit de murs de diffrents types de constructions.

Si d'autres essais ont lieu l'aide de botes chauffantes calorimtriques, il est recommand que des botes plus petites soient utilises. Cela permettra un meilleur choix d'emplacements : il a t difficile de trouver des sections de mur surface suffisante pour recevoir les calorimtres.

Ressources

Rapport de recherche : In-Situ Testing of the Thermal Performance of Wall Sections in N.W.T., aot 1989.
Consultants en recherche : G.K. Yuill and Associates Ltd.