Le nouveau guide du mur-rideau CEBQ/AVFQ

Louis Fortin, ing. MGP Directeur de projets . Le nouveau guide du mur-rideau CEBQ/AVFQ Un besoin pour l’industrie • Pas de référence au mur-rideau dans le présent Code national du bâtiment (CNB 2005). • Pas de référence non plus dans celui qui devrait être approuvé au Québec prochainement (CNB 2010). • Le travail de rédaction du prochain code (CNB 2015), qui devrait être approuvé au Québec vers 2018, est amorcé depuis quelques années, et le mur-rideau y fera son entrée. • Le CEBQ et l’AVFQ collaborent présentement à mettre à jour le guide du murrideau du CEBQ . Celui-ci incorporera les modifications concernant le murrideau qui devraient être introduites dans le CNB 2015. Diapo n°: 2 Work in progress…. • Le nouveau guide du mur-rideau sera édité par chapitre. • Le premier chapitre traitera des points suivants: – Historique de l’utilisation du mur-rideau; – Différents systèmes sur le marché; – Principes de conception; – Critères de performance à atteindre. La conférence portera en partie sur le premier chapitre du nouveau guide et plus précisément sur l’arrivée du mur-rideau dans le CNB 2015 et les changements que cela entraîne lorsque l’on établit les niveaux de performance à atteindre. Diapo n°: 3 Le nouveau guide du mur-rideau CEBQ/AVFQ • Chapitre 1: Systèmes de mur-rideau, principes et choix de conception. • Chapitre 2: Matériaux et composantes. • Chapitre 3: Vitrages. • Chapitre 4: Détails de construction. • Chapitre 5: Durabilité et contrôle de qualité. • Chapitre 6: Spécifications techniques. Diapo n°: 4 Où en sommes-nous ? • Présentement, il n’y a pas de norme spécifique pour les murs-rideaux au Canada; • Dans le CNB 2010, qui devrait être bientôt approuvé au Québec, il n’y aura pas non plus de référence spécifique au mur-rideau; • La norme de référence utilisée dans le CNB 2010 est le supplément canadien à l’AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440 – Norme nord-américaine sur les fenêtres (NAFS)/spécification relative aux fenêtres, aux portes et aux lanterneaux. Diapo n°: 5 Qu’est-ce qu’il manque? • Toujours pas de référence au-mur rideau. • On doit faire des interprétations par rapport au CNB et par rapport à la NAFS. • L’absence d’exigences de performance minimales et d’identification adéquate des normes d’essais applicables au mur-rideau entraîne une incohérence dans l’évaluation et la sélection des produits ainsi qu’une définition inappropriée des exigences de performance. • On ne dispose pas de moyens pour établir la conformité. Il n’y a pas d’indication pour les murs-rideaux comparativement aux fenêtres, aux portes et aux lanterneaux, qui sont adéquatement visés par la norme NAFS incorporée au code par renvoi. • Pour cette raison, il est fréquent, sur le même bâtiment et aussi sur la même hauteur de ce bâtiment (où tous les types de produits de fenêtrage peuvent être présents), que l’on constate une incohérence évidente des exigences de performance pour des produits qui, en bout de ligne, sont conçus pour accomplir les mêmes fonctions de base. Diapo n°: 6 CNB 2015 • Devrait être approuvé au Québec vers 2018; • Plutôt que d’introduire de nouvelles définitions dans le code, on introduit, dans les annexes, la notion d’autres fenestrages; – Murs-rideaux; – Pans de verre (ou murs-fenêtres); – Façades de magasin; – Structures architecturales vitrées. • La modification proposée apportera des indications sur la façon de déterminer adéquatement ces produits et leurs applications en précisant la terminologie reconnue utilisée par l’industrie. • La modification proposée établira des exigences de performance minimales ainsi que des procédures d’essai standard en laboratoire et sur place (in situ). Diapo n°: 7 CNB 2015 • Les critères de performance applicables seront: – L’étanchéité à l’air; – La résistance à la pénétration d'eau; – La rigidité et la résistance des éléments aux surcharges dues au vent ou à une charge permanente; – La résistance à la condensation; – La durabilité. • Bien que les essais normalisés renferment la marche à suivre, il ne s’agit que de critères minimaux. Les différences de pression, les débits, la durée et les critères de réussite ou d’échec doivent être dictés par le prescripteur. Diapo n°: 8 CNB 2015 • En établissant des exigences de performance minimales et en faisant renvoi aux normes d’essais applicables, on s’assure que la performance de ces produits sera choisie adéquatement et évaluée de façon uniforme. Ceci permettra de : – Réduire le risque que les fenêtrages soient installés sans moyens d’évaluation de la conformité; – Réduire le risque de défaillance afin d’atteindre la performance attendue pour ces composants de l’enveloppe du bâtiment, une telle défaillance pouvant entraîner des conditions défavorables, notamment des infiltrations d’eau et des infiltrations d’air excessives; – Veiller à ce que les murs-rideaux atteignent leur durée de vie utile prévue. Diapo n°: 9 CNB 2015 • Répercussions sur les coûts – Aucune augmentation des coûts n'est prévue dans les cas où les règles de l’art sont déjà suivies puisque ces normes auraient déjà été incorporées par renvoi dans les spécifications de conception. – Réductions des coûts dans les cas où les concepteurs ont consacré du temps et des ressources pour déterminer les matériaux appropriés pour ces applications et pour vérifier que ces produits ont une performance acceptable. Diapo n°: 10 • De quoi on parle… • Avec des définitions claires, on se comprend mieux • Nouveau vocabulaire Définitions Changements au code 2010 Diapo n°: 12 MURS-RIDEAUX Un mur-rideau est considéré comme étant un assemblage de fenestration œuvrant comme revêtement mural continu suspendu à distance de l’extrémité de la structure de plancher principale. Un mur-rideau ne supporte pas de charge verticale autre que son propre poids. La fixation s’effectue habituellement par des ancrages à la structure de plancher. Un mur-rideau peut être construit sur le chantier, en assemblant chaque unité principale, ou constituer un système unifié, des unités principales préfabriquées étant installées et reliées sur le chantier. Diapo n°: 14 Diapo n°: 15 MURS-FENÊTRES Un mur-fenêtre est un assemblage de fenestration de revêtement mural inséré entre le sommet d’une structure de plancher principale et le dessous de la structure de plancher principale immédiatement supérieure. Un mur-fenêtre ne supporte pas de charge verticale autre que son propre poids. L’ancrage principal s’effectue à des points du linteau et de l’appui à la structure de plancher correspondante. Un mur-fenêtre peut comporter des revêtements de bordure de plancher intégrés ou distincts. Source: Kawneer FAÇADES DE MAGASIN Une façade de magasin est un assemblage de fenestration non résidentiel constitué d’un ou de plusieurs éléments pouvant comprendre des portes, des fenêtres et un cadre de mur-rideau. Un profil classique de façade de magasin comporte des éléments d’ossature étroits et rectilignes, utilisant une combinaison de vitrage installé d’affleurement et de parcloses pour bien fixer le vitrage dans l’élément d’ossature. Les éléments d’ossature verticaux ont habituellement une hauteur de 1 étage ou peuvent être fixés à l’intérieur d’une ouverture pratiquée dans la structure. Une façade de magasin est conçue et choisie en fonction des conditions prévues d’utilisation et d’exposition, qui peuvent différer de celles d’autres parties du bâtiment. Source: Kawneer STRUCTURES ARCHITECTURALES VITRÉES Une structure architecturale vitrée est un assemblage de fenestration fixé de façon non traditionnelle, par exemple avec des crampons en coins, des points d’appui, un support linéaire ou des crampons en bordure. Les systèmes de support structural peuvent notamment comprendre des câbles de tension, des tiges de tension et des éléments d’acier et de verre. Ces ensembles sont conçus et choisis en tenant compte des conditions prévues d’utilisation et d’exposition, qui peuvent différer de celles d’autres parties du bâtiment. Source: Nupress • Murs-rideaux en série • Détails d’exécution et composants conçus et normalisés par le fabricant; • Vente des produits des fabricants par un réseau de revendeurs (Prévost, Kawneer, Alumicor, Alumico); • Peut aussi être un système propriétaire, qui est utilisé seulement par le concepteur manufacturier (Epsylon, Gamma, Vitreco-Flynn); • Stock des fabricants généralement offert en longueurs normalisées de 6,5 à 8,2 m (20 à 27 pi.); • Finis standards ou de série, mais également offerts sur mesure; • En général, largeur d’ossature de 50 mm (2 po) ou de 63,5 mm (2 ½ po) et profondeur d’ossature de 75 à 150 mm (3 à 6 po); • Renseignements faciles à obtenir dans les catalogues des fabricants; • Le qualificatif « standard ou de série » désigne les composants, non pas la disposition possible des composants. Types de murs-rideaux • Murs-rideaux sur mesure • Détails d’exécution et composants conçus spécialement pour un seul projet ou un groupe de projets; • Matériaux non offerts généralement sur le marché libre, mais limités à un manufacturier; • Taille minimale du projet requise pour justifier les profilés faits sur mesure; • Utilisation optimale des matériaux et flexibilité pour répondre aux besoins architecturaux; • Dimensions et coupes des composants bien souvent différentes sur le plan architectural. Types de murs-rideaux • Système à résille (conventionnel ou stick) • Système préfabriqué (preglazed) Types de mise en place - Plus répandu pour les bâtiments de faible hauteur - Mis en place pièce par pièce au chantier - Court délai de production - Longue période de mise en chantier Système à résille (stick) Diapo n°: 24 Découpage dans le meneau du haut pour permettre son installation après la fixation des ancrages Découpage dans le meneau du Bas pour permettre son installation après la fixation des ancrages Mur-rideau à résille Diapo n°: 25 - Surtout pour les bâtiments de grande hauteur - Grands panneaux usinés, avec tympans et vitrages intégrés - Mise en place séquentielle - Délai de production plus long - Délai d’installation minimal au chantier Système préfabriqué (preglazed) Diapo n°: 27 Diapo n°: 28 Diapo n°: 30 Nouvelle approche du CNB 2015 pour les murs-rideaux au Canada Critères de performance • Étanchéité à l’air • Étanchéité à l’eau • Résistance structurale • Résistance à la condensation La modification proposée reflète ce que l’on retrouve dans l’industrie: - Normes - Procédures Étanchéité à l’air Fuites d'air (selon la modification proposée) [1] --)Les autres fenêtrages et leurs composants doivent être conçus et construits conformément à la section 5.4. [2] --)Sous réserve du paragraphe 3), les autres fenêtrages et les composants doivent présenter un taux de perméabilité à l’air, mesuré sous une pression d'air différentielle de 75 Pa, lors d'essais conformes à la norme ASTM E283, « Standard Test Method for Determining Rate of Air Leakage Through Exterior Windows, Curtain Walls, and Doors Under Specified Pressure Differences Across the Specimen » ne dépassant pas : [a] --)0,2 L/(s•m2 ) pour les parties fixes; et [b] --)1,5 L/(s•m2 ) pour les parties mobiles. [3] --)Il n’est pas obligatoire que les éléments suivants soient conformes au paragraphe 2) : [a] --)les fenêtres et les portes intérieures, à moins qu'elles ne servent d’éléments de séparation de milieux différents; [b] --)les portes d'accès pour véhicules (portes de garage); [c] --)les contre-fenêtres et les contre-portes; [d] --)les systèmes d'entrée commerciaux; [e] --)les portes tournantes; [f] --)les exutoires de fumée et de décharge d'air; [g] --)les systèmes de portes fabriqués sur le chantier; et [h] --)les portes d'acier commerciales. Le recours à des pressions différentielles d'essai supérieures pourrait se prêter à l'évaluation d'ensembles à faible taux de fuites. Cette application est typique pour des fenêtrages fixes ou non mobiles, pour lesquels il est difficile de mesurer le taux de fuite d'air aux pressions différentielles inférieures de la norme. P - Caisson étanche relié au cadre de l’échantillon. - Écart de pression créé à l’aide d’un ventilateur. - Le débit d’air à un différentiel de pression donné (75 Pa) est mesuré. Norme ASTM E-283 « Standard Test Method for Determining Rate of Air Leakage Through Exterior Windows, Curtain Walls, and Doors Under Specified Pressure Differences Across the Specimen » Norme ASTM E-283 « Standard Test Method for Determining Rate of Air Leakage Through Exterior Windows, Curtain Walls, and Doors Under Specified Pressure Differences Across the Specimen » Diapo n°: 36 L’étanchéité à la pénétration d’air. Infiltration et exfiltration d’air inférieures à 0,2 L/s/m2 lorsque soumis à un différentiel de pression statique de 300 Pa en conformité avec la norme ASTM E-283. Exemple de spécification Étanchéité à l’eau Infiltrations d'eau (selon la modification proposée) [1] --)Les autres fenêtrages et leurs composants doivent être conçus et construits conformément à la section 5.6. [2] --)Sous réserve du paragraphe 4), les autres fenêtrages et leurs composants non visés par l'article 5.10.2.2. doivent résister aux infiltrations d'eau lors d'essais conformes à la norme : [a] --)ASTM E331, « Standard Test Method for Water Penetration of Exterior Windows, Skylights, Doors, and Curtain Walls by Uniform Static Air Pressure Difference »; ou [b] --)ASTM E547, « Standard Test Method for Water Penetration of Exterior Windows, Skylights, Doors, and Curtain Walls by Cyclic Static Air Pressure Difference ». [3] --)La pression d'essai pertinente pour satisfaire aux exigences du paragraphe 2) doit être la pression de la pluie poussée par le vent calculée conformément à la norme CSA A440S1, « Supplément canadien à l'AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440 – Norme nord-américaine sur les fenêtres (NAFS)/Spécification relative aux fenêtres, aux portes et aux lanterneaux » [4] --)Il n’est pas obligatoire que les éléments suivants soient conformes au paragraphe 2) : [a] --)les fenêtres et les portes intérieures, à moins qu'elles ne servent d’éléments de séparation de milieux différents; [b] --)les portes d'accès pour véhicules (portes de garage); [c] --)les contre-fenêtres et les contre-portes; [d] --)les systèmes d'entrée commerciaux; [e] --)les portes tournantes; [f] --)les exutoires de fumée et de décharge d'air; [g] --)les systèmes de portes fabriqués sur le chantier; et [h] --)les portes d'acier commerciales. . Diapo n°: 38 Diapo n°: 39 Diapo n°: 40 Diapo n°: 41 Diapo n°: 42 Diapo n°: 43 [5.10.3.2.] ---Charges structurales [1] --) Les autres fenêtrages et leurs composants doivent être conçus et construits conformément à l'article 5.1.4.1. (voir l'annexe A). Diapo n°: 44 Diapo n°: 45 La résistance à la pénétration d’eau. Aucune infiltration d’eau lorsque soumis à une pression statique en conformité avec la norme ASTM E-331 ni lorsque soumis a un différentiel de pression d’air statique minimum de 700 Pa en conformité avec la norme ASTM E-547. Exemple de spécification P F - Écart de pression créé à l’aide d’un ventilateur. - Système de gicleurs calibrés. - Observation visuelle des infiltrations d’eau. Norme ASTM E-331 « Standard Test Method for Water Penetration of Exterior Windows, Skylights, Doors and Curtain Walls by Uniform Static Air Pressure Difference » Diapo n°: 48 • Il faut s’assurer que le prototype mis à l’essai est représentatif de ce qui sera installé au chantier. Représentativité des essais Le projet Diapo n°: 49 • Ce qui a été proposé par la manufacturier Représentativité des essais Diapo n°: 50 • Ce que finalement on a mis à l’essai. Représentativité des essais Charges structurales (selon la modification proposée) 5.10.3.2 Charges structurales [1] --)Les autres fenêtrages et leurs composants doivent être conçus et construits conformément à l'article 5.1.4.1. Note: l’article 5.1.4.1 réfère à la partie 4. A-5.10.3.2. 1) Charges structurales. La norme appropriée d'essais en laboratoire pour démontrer une performance structurale adéquate des autres fenêtrages est la norme ASTM E330, « Standard Test Method for Structural Performance of Exterior Windows, Doors, Skylights and Curtain Walls by Uniform Static Air Pressure Difference ». A-5.10.3. Normes applicables aux autres fenêtrages. Cette sous-section donne en référence des méthodes d'essai normalisées par l'ASTM. Les normes suivantes peuvent également servir à évaluer les caractéristiques de performance d'autres fenêtrages : AAMA 501.6, « Recommended Dynamic Test Method for Determining the Seismic Drift Causing Glass Fallout From A Wall System ». Charge de calcul due au vent C’est toujours la partie 4 du Code qui gouverne en ce qui a trait aux calculs structuraux. C’est l’ingénieur en structure du manufacturier qui est responsable d’utiliser les normes de calcul applicables: Aluminium: CAN/CSA-S157-03 (« Strength design in aluminum »); Acier: CSA S136-01, « Spécification nord-américaine pour le calcul des éléments de charpente en acier formés à froid »; Verre: CAN/CGSB-12.20-89, « Règles de calcul du verre à vitre pour le bâtiment ». Silicone structural: ASTM C1401 Standard Guide for Structural Sealant Glazing Permet de maintenir les performances de l’ouvrage et de rassurer les occupants lors de rafales de vent. Flèche maximale permise des différents éléments d’un mur-rideau. Éléments du mur rideau Flèche perpendiculaire au plan du panneau Flèche parallèle au plan du panneau Meneau (étage/étage, meneau horizontal) L/175 ou 20 mm max L/175 pour les portées inférieures à 4100 mm (13 pi 6 po) et de L/240 + 6 mm (1/4 po) pour les portées supérieures à 4100 mm (13 pi 6 po) L/360 ou 3 mm Meneau vertical (porte-à-faux : soffite ou parapet) L/88 ou 20 mm _ Panne métallique L/200 maximum 6 mm _ Vitrage L/100 ou 20 mm _ Panneau de parement en métal 0,8 mm/600 mm et 1,6 mm maximum pour la portée _ Rigidité (charge de calcul du vent) À titre indicatif, la méthode de calcul proposée par la NAFS nous donne une bonne idée des charges applicables, mais certaines particularités de la partie 4 du Code pourraient faire en sorte que les charges soient sous-évaluées. • Géométrie particulières • Charges sismiques • Mouvements différentiel s entre les étages • Etc. Diapo n°: 57 La résistance aux surcharges dues au vent 1. Les composantes du système doivent être conçues et dimensionnées de manière à résister aux charges mortes et aux charges vives causées par la pression du vent, calculées selon le Code de construction du Québec (CCQ) et mesurées en conformité avec la norme ASTM E-330. 2. Les déflexions maximales des meneaux sont de L/175 pour les portées inférieures à 4100 mm (13 pi 6 po) et de L/240 + 6mm (1/4 po) pour les portées supérieures à 4100 mm (13 pi 6 po). Exemple de spécification - Écart de pression créé par un ventilateur. - Application des charges de conception et ultimes (flèches). P Transfert de chaleur (selon la modification proposée) [5.10.3.3.] ---Transfert de chaleur [1] --)Les autres fenêtrages et leurs composants doivent satisfaire aux exigences de performance en matière de transfert de chaleur énoncées à la section 5.3. [2] --)Les autres fenêtrages à cadre de métal séparant un espace climatisé intérieur et un espace intérieur ou extérieur non climatisé doivent intégrer un isolant thermique pour réduire au minimum la condensation. 5.10.3.3. 1) Résistance à la condensation. Bien que la portée des essais de la norme CSA A440.2, « Rendement énergétique des systèmes de fenêtrage », ne soit pas exhaustive pour les autres fenêtrages, la méthode d'essai énoncée dans cette norme peut servir à évaluer la résistance à la condensation, sous réserve de modifications techniques pour tenir compte des différences de taille et de configuration du fenêtrage à l'essai. Il est également pratique courante d'utiliser un cycle de froid tel que décrit dans la norme AAMA 501.5, « Test Method for Thermal Cycling of Exterior Walls », afin d'évaluer la probabilité de condensation. Les deux méthodes peuvent s'appliquer à des maquettes lors d'évaluations de la performance en laboratoire. Il faudrait toutefois appliquer seulement la méthode d'essai de la norme CSA A440.2 s'il faut produire un indice de température. Dans la plupart des cas, les documents de spécifications du projet énonceront les conditions hygrothermiques (c.-à-d., température extérieure, température intérieure, humidité relative intérieure) dans lesquelles la probabilité de condensation devrait se situer au minimum. Dans ces conditions, les méthodes susmentionnées pourraient faciliter la sélection de la performance appropriée du système pour réduire au minimum la probabilité de condensation sur les surfaces intérieures. Dans chacun des cas, il faut porter attention à la construction et à la configuration du spécimen, car ces paramètres peuvent influer sur la performance thermique et la résistance à la condensation du spécimen à l'essai. Les paramètres peuvent notamment comprendre la construction et les revêtements de finition des murs intérieurs, les installations de chauffage et les installations de ventilation, pour simuler le plus fidèlement possible les conditions réelles de service. Imin= Charte psychrométrique Ts - Te Ti - Te Où Ts = Température de surface minimale (intérieur) Te = Température de calcul de janvier Ti = Température sèche de l’air (intérieur) La valeur ( I ) peut être déterminée pour les conditions de conception en connaissant le point de rosée de l’air ambiant. Imin= X 100 L’indice de température (I) Diapo n°: 66 La résistance à la condensation Aucune trace de condensation ou de givre sur les faces intérieures du verre, du cadrage ou des panneaux de finition intérieurs lorsque sujets aux conditions climatiques suivantes : • Température extérieure : - 25 °C • Température intérieure : 21 °C • Humidité relative : 30 % • Point de rosée : 2,78 °C On pourrait arrêter là… ou mettre l’indice de température… I = 2,78 – (-25) X 100 = 60,39 21 – (-25) • Indice de condensation : I=60 Exemple de spécification Diapo n °: 68 Extrait: CSA A440.2 -09 Diapo n °: 69 Extrait: CSA A440.2 -09 Étude de cas Diapo n°: 70 Diapo n°: 71 Diapo n°: 72 Diapo n°: 73 Diapo n°: 74 Diapo n°: 75 Diapo n°: 76 Donc, le chapitre un du Guide: • Est terminé à 95 %; • Sera soumis au comité technique pour relecture bientôt. Diapo n°: 77 Historique Type de mise en place Diapo n°: 78 Système à résille Autres systèmes Diapo n°: 79 Limites de déflexion révisées Diapo n°: 80 Merci Des questions??? Diapo n°: 81 Louis Fortin, ing. MGP Directeur de projets .