ISO 10211:2017
(Main)Thermal bridges in building construction — Heat flows and surface temperatures — Detailed calculations
Thermal bridges in building construction — Heat flows and surface temperatures — Detailed calculations
ISO 10211:2017 sets out the specifications for a three-dimensional and a two-dimensional geometrical model of a thermal bridge for the numerical calculation of - heat flows, in order to assess the overall heat loss from a building or part of it, and - minimum surface temperatures, in order to assess the risk of surface condensation. These specifications include the geometrical boundaries and subdivisions of the model, the thermal boundary conditions, and the thermal values and relationships to be used. ISO 10211:2017 is based upon the following assumptions: - all physical properties are independent of temperature; - there are no heat sources within the building element. ISO 10211:2017 can also be used for the derivation of linear and point thermal transmittances and of surface temperature factors. NOTE Table 1 in the Introduction shows the relative position of ISO 10211:2017 within the set of EPB standards in the context of the modular structure as set out in ISO 52000-1.
Ponts thermiques dans les bâtiments — Flux thermiques et températures superficielles — Calculs détaillés
L'ISO 10211:2017 établit les spécifications sur les modèles géométriques tridimensionnels et bidimensionnels d'un pont thermique, pour le calcul numérique: - des flux thermiques, afin d'évaluer la déperdition thermique globale d'un bâtiment ou d'une partie de bâtiment; et - des températures superficielles minimales, afin d'évaluer le risque de condensation superficielle. Ces spécifications incluent les limites du modèle géométrique et ses subdivisions, les conditions aux limites et les valeurs thermiques qui lui sont liées à utiliser. L'ISO 10211:2017 est basé sur les suppositions suivantes: - toutes les propriétés physiques sont indépendantes de la température; - absence de source de chaleur à l'intérieur de l'élément de construction. L'ISO 10211:2017 peut aussi être utilisé pour la détermination des coefficients linéiques ou ponctuels de transmission thermique, ainsi que pour les facteurs de température superficielle. NOTE Le Tableau 1 de l'Introduction indique la position relative de l'ISO 10211:2017 dans la série de normes PEB dans le contexte de la structure modulaire définie dans l'ISO 52000‑1.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10211
Second edition
2017-06
Thermal bridges in building
construction — Heat flows and surface
temperatures — Detailed calculations
Ponts thermiques dans les bâtiments — Flux thermiques et
températures superficielles — Calculs détaillés
Reference number
©
ISO 2017
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www.iso.org
ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols and subscripts . 7
4.1 Symbols . 7
4.2 Subscripts . 7
5 Description of the method . 8
5.1 Output . 8
5.2 General description . 8
6 Output data and input data . 8
6.1 Output data . 8
6.2 Calculation time intervals . 9
6.3 Input data . 9
7 Modelling of the construction . 9
7.1 Dimension systems . 9
7.2 Rules for modelling . 9
7.2.1 General. 9
7.2.2 Cut-off planes for a 3-D geometrical model for calculation of total heat
flow and/or surface temperatures . 9
7.2.3 Cut-off planes for a 2-D geometrical model .11
7.2.4 Cut-off planes in the ground .12
7.2.5 Periodic heat flows via the ground .13
7.2.6 Adjustments to dimensions .13
7.2.7 Auxiliary planes .15
7.2.8 Quasi-homogeneous layers and materials .15
7.3 Conditions for simplifying the geometrical model .15
7.3.1 General.15
7.3.2 Conditions for adjusting dimensions to simplify the geometrical model .16
7.3.3 Conditions for using quasi-homogeneous material layers to simplify the
geometrical model .17
8 Input data specifications .20
8.1 General .20
8.2 Thermal conductivities of materials .21
8.3 Surface resistances .21
8.4 Boundary temperatures .21
8.5 Thermal conductivity of quasi-homogeneous layers .21
8.6 Equivalent thermal conductivity of air cavities .21
8.7 Determining the temperature in an adjacent unheated room .22
9 Calculation method .22
9.1 Solution technique .22
9.2 Calculation rules .22
9.2.1 Heat flows between material cells and adjacent environment .22
9.2.2 Heat flows at cut-off planes .22
9.2.3 Solution of the formulae .22
9.2.4 Calculation of the temperature distribution .23
10 Determination of thermal coupling coefficients and heat flow rate from 3-D calculations 23
10.1 Two boundary temperatures, unpartitioned model .23
10.2 Two boundary temperatures, partitioned model .23
10.3 More than two boundary temperatures .24
11 Calculations using linear and point thermal transmittances from 3-D calculations .25
11.1 Calculation of thermal coupling coefficient .25
11.2 Calculation of linear and point thermal transmittances .25
12 Determination of thermal coupling coefficient, heat flow rate and linear thermal
transmittance from 2-D calculations .26
12.1 Two boundary temperatures .26
12.2 More than two boundary temperatures .26
12.3 Determination of the linear thermal transmittance .27
12.4 Determination of the linear thermal transmittance for wall/floor junctions .27
12.4.1 All cases .27
12.4.2 Option A .27
12.4.3 Option B .29
12.5 Determination of the external periodic heat transfer coefficient for ground floors .31
13 Determination of the temperature at the internal surface .32
13.1 Determination of the temperature at the internal surface from 3-D calculations .32
13.1.1 Two boundary temperatures .32
13.1.2 More than two boundary temperatures .32
13.2 Determination of the temperature at the internal surface from 2-D calculations .33
13.2.1 Two boundary temperatures .33
13.2.2 Three boundary temperatures .33
14 Report .33
14.1 Input data .33
14.2 Output data .34
14.2.1 General.34
14.2.2 Calculation of the heat transmission using the thermal coupling coefficient .34
14.2.3 Calculation of the surface temperatures using weighting factors .34
14.2.4 Additional output data .34
14.2.5 Estimate of error .35
Annex A (normative) Input and method selection data sheet — Template .36
Annex B (informative) Input and method selection data sheet — Default choices .38
Annex C (normative) Validation of calculation methods .40
Annex D (normative) Examples of the determination of the linear and point
thermal transmittances.47
Annex E (normative) Determination of values of thermal coupling coefficient and
temperature weighting factor for more than two boundary temperatures .50
Bibliography .55
iv © ISO 2017 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www. iso. org/d irectives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www. iso. org/p atents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o. org/i so/f oreword. html.
ISO 10211 was prepared by ISO Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use
in the built environment, Subcommittee SC 2, Calculation methods, in collaboration with the European
Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 89, Thermal performance of
buildings and building components, in accordance with the Agreement on technical cooperation between
ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10211:2007), which has been technically
revised.
The changes in the second edition are mostly editorial. The standard has been re-drafted according
to CEN/TS 16629:2014.
Introduction
This document is part of a series aimed at the international harmonization of the methodology for
assessing the energy performance of buildings. Throughout, this series is referred to as a “set of EPB
standards”.
All EPB standards follow specific rules to ensure overall consistency, unambiguity and transparency.
All EPB standards provide a certain flexibility with regard to the methods, the required input data and
references to other EPB standards, by the introduction of a normative template in Annex A and Annex B
with informative default choices.
For the correct use of this document, a normative template is given in Annex A to specify these choices.
Informative default choices are provided in Annex B.
The main target groups for this document are architects, engineers and regulators.
Use by or for regulators: In case the document is used in the context of national or regional legal
requirements, mandatory choices may be given at national or regional level for such specific
applications. These choices (either the informative default choices from Annex B or choices adapted to
national/regional needs, but in any case following the template of Annex A) can be made available as
national annex or as separate (e.g. legal) document (national data sheet).
NOTE 1 So in this case:
— the regulators will specify the choices;
— the individual user will apply the document to assess the energy performance of a building, and thereby use
the choices made by the regulators.
Topics addressed in this document can be subject to public regulation. Public regulation on the same
topics can override the default values in Annex B. Public regulation on the same topics can even, for
certain applications, override the use of this document. Legal requirements and choices are in general
not published in standards but in legal documents. In order to avoid double publications and difficult
updating of double documents, a national annex may refer to the legal texts where national choices
have been made by public authorities. Different national annexes or national data sheets are possible,
for different applications.
It is expected, if the default values, choices and references to other EPB standards in Annex B are not
followed due to national regulations, policy or traditions, that:
— national or regional authorities prepare data sheets containing the choices and national or regional
values, according to the model in Annex A. In this case a national annex (e.g. NA) is recommended,
containing a reference to these data sheets;
— or, by default, the national standards body will consider the possibility to add or include a national
annex in agreement with the template of Annex A, in accordance to the legal documents that give
national or regional values and choices.
Further target groups are parties wanting to motivate their assumptions by classifying the building
energy performance for a dedicated building stock.
More information is provided in the Technical Report accompanying this document (ISO/TR 52019-2).
The subset of EPB standards prepared under the responsibility of ISO/TC 163/SC 2 cover inter alia:
— calculation procedures on the overall energy use and energy performance of buildings;
— calculation procedures on the internal temperature in buildings (e.g. in case of no space heating or
cooling);
— indicators for partial EPB requirements related to thermal energy balance and fabric features;
vi © ISO 2017 – All rights reserved
— calculation methods covering the performance and thermal, hygrothermal, solar and visual
characteristics of specific parts of the building and specific building elements and components, such
as opaque envelope elements, ground floor, windows and facades.
ISO/TC 163/SC 2 cooperates with other technical committees for the details on appliances, technical
building systems, indoor environment, etc.
This document sets out the specifications for a geometrical model of a thermal bridge for the numerical
calculation of linear thermal transmittances, point thermal transmittances and internal surface
temperatures.
Table 1 shows the relative position of this document within the set of EPB standards in the context of
the modular structure as set out in ISO 52000-1.
NOTE 2 In ISO/TR 52000-2 the same table can be found, with, for each module, the numbers of the relevant
EPB standards and accompanying technical reports that are published or in preparation.
NOTE 3 The modules represent EPB standards, although one EPB standard could cover more than one module
and one module could be covered by more than one EPB standard, for instance, a simplified and a detailed method
respectively. See also Tables A.1 and B.1.
Table 1 — Position of this document (in casu M2–5) within the modular structure of the set of
EPB standards
Building
Overarching Technical Building Systems
(as such)
Building
Ven- Dehu- PV,
Sub- Descrip- Heat- Cool- Humidi- Domestic automa-
Descriptions Descriptions tila- midifi- Lighting wind,
module tions ing ing fication hot water tion and
tion cation .
control
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
1 General General General
Common
terms and
definitions; Building en-
a
2 Needs
symbols, ergy needs
units and
subscripts
(Free)
indoor Maximum
3 Applications conditions load and
without power
systems
Ways to
Ways to ex- Ways to ex-
express
4 press energy press energy
energy per-
performance performance
formance
Building
Heat trans-
categories ISO Emission and
5 fer by trans-
and building 10211 control
mission
boundaries
a
The shaded modules are not applicable.
Table 1 (continued)
Building
Overarching Technical Building Systems
(as such)
Building
Ven- Dehu- PV,
Sub- Descrip- Heat- Cool- Humidi- Domestic automa-
Descriptions Descriptions tila- midifi- Lighting wind,
module tions ing ing fication hot water tion and
tion cation .
control
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Building oc- Heat trans-
cupancy and fer by infil- Distribution
operating tration and and control
conditions ventilation
Aggregation
of energy
Internal Storage and
7 services
heat gains control
and energy
carriers
Building Solar heat Generation
zoning gains and control
Building Load dis-
Calculated
dynamics patching and
9 energy per-
(thermal operating
formance
mass) conditions
Measured Measured Measured
10 energy per- energy per- Energy Per-
formance formance formance
11 Inspection Inspection Inspection
Ways to ex-
12 press indoor BMS
comfort
External
13 environment
conditions
Economic
calculation
a
The shaded modules are not applicable.
viii © ISO 2017 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10211:2017(E)
Thermal bridges in building construction — Heat flows
and surface temperatures — Detailed calculations
1 Scope
This document sets out the specifications for a three-dimensional and a two-dimensional geometrical
model of a thermal bridge for the numerical calculation of
— heat flows, in order to assess the overall heat loss from a building or part of it, and
— minimum surface temperatures, in order to assess the risk of surface condensation.
These specifications include the geometrical boundaries and subdivisions of the model, the thermal
boundary conditions, and the thermal values and relationships to be used.
This document is based upon the following assumptions:
— all physical properties are independent of temperature;
— there are no heat sources within the building element.
This document can also be used for the derivation of linear and point thermal transmittances and of
surface temperature factors.
NOTE Table 1 in the Introduction shows the relative position of this document within the set of EPB standards
in the context of the modular structure as set out in ISO 52000-1.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 6946, Building components and building elements — Thermal resistance and thermal transmittance —
Calculation method
ISO 7345, Thermal insulation — Physical quantities and definitions
ISO 13370, Thermal performance of buildings — Heat transfer via the ground — Calculation methods
ISO 13788, Hygrothermal performance of building components and building elements — Internal surface
temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation — Calculation methods
ISO 10456, Building materials and products — Hygrothermal properties — Tabulated design values and
procedures for determining declared and design thermal values
ISO 13789, Thermal performance of buildings — Transmission and ventilation heat transfer coefficients —
Calculation method
ISO 52000-1:2017, Energy performance of buildings — Overarching EPB assessment — Part 1: General
framework and procedures
NOTE 1 Default references to EPB standards other than ISO 52000-1 are identified by the EPB module code
number and given in Annex A (normative template in Table A.1) and Annex B (informative default choice in
Table B.1).
EXAMPLE EPB module code number: M5–5, or M5–5,1 (if module M5–5 is subdivided), or M5–5/1 (if
reference to a specific clause of the standard covering M5–5).
NOTE 2 In this document, there are no choices in references to other EPB standards. The sentence and note
above is kept to maintain uniformity between all EPB standards.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7345, ISO 52000-1, and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
thermal bridge
part of the building envelope where the otherwise uniform thermal resistance is significantly changed
by full or partial penetration of the building envelope by materials with a different thermal conductivity,
and/or a change in thickness of the fabric, and/or a difference between internal and external areas,
such as occur at wall/floor/ceiling junctions
3.2
linear thermal bridge
thermal bridge (3.1) with a uniform cross-section along one of the three orthogonal axes
3.3
point thermal bridge
localized thermal bridge (3.1) whose influence can be represented by a point thermal transmittance (3.20)
3.4
three-dimensional geometrical model
3-D geometrical model
geometrical model, deduced from building plans, such that for each of the orthogonal axes, the cross-
section perpendicular to that axis changes within the boundary of the model
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.5
three-dimensional flanking element
3-D flanking element
part of a 3-D geometrical model (3.4) which, when considered in isolation, can be represented by a
2-D geometrical model (3.7)
Note 1 to entry: See Figure 1 and Figure 2.
3.6
three-dimensional central element
3-D central element
part of a 3-D geometrical model (3.4) which is not a 3-D flanking element (3.5)
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: A central element is represented by a 3-D geometrical model (3.4).
2 © ISO 2017 – All rights reserved
3.7
two-dimensional geometrical model
2-D geometrical model
geometrical model, deduced from building plans, such that for one of the orthogonal axes, the cross-
section perpendicular to that axis does not change within the boundaries of the model
Note 1 to entry: See Figure 2.
Note 2 to entry: A 2-D geometrical model is used for two-dimensional calculations.
3.8
two-dimensional flanking element
2-D flanking element
part of a 2-D geometrical model (3.7) which, when considered in isolation, consists of plane, parallel
material layers
Note 1 to entry: The plane, parallel material layers can be homogeneous or non-homogeneous.
3.9
two-dimensional central element
2-D central element
part of a 2-D geometrical model (3.7) which is not a 2-D flanking element (3.8)
3.10
construction plane
plane in the 3-D geometrical model (3.4) or 2-D geometrical model (3.7) which separates different
materials, and/or the geometrical model from the remainder of the construction, and/or the flanking
elements from the central element
Note 1 to entry: See Figure 3.
3.11
cut-off plane
construction plane (3.10) that is a boundary to the 3-D geometrical model (3.4) or 2-D geometrical model
(3.7) by separating the model from the remainder of the construction
Note 1 to entry: See Figure 3.
3.12
auxiliary plane
plane which, in addition to the construction planes (3.10), divides the geometrical model into a number
of cells
3.13
quasi-homogeneous layer
layer which consists of two or more materials with different thermal conductivities, but which can be
considered as homogeneous with an equivalent thermal conductivity
Note 1 to entry: See Figure 4.
3.14
temperature factor at the internal surface
difference between internal surface temperature and external temperature, divided by the difference
between internal temperature and external temperature, calculated with a surface resistance R at the
si
internal surface
3.15
temperature weighting factor
weighting factor which states the respective influence of the temperatures of the different thermal
environments upon the surface temperature at the point under consideration
3.16
external boundary temperature
external air temperature, assuming that the air temperature and the radiant temperature seen by the
surface are equal
3.17
internal boundary temperature
operative temperature, taken as the arithmetic mean value of internal air temperature and mean
radiant temperature of all surfaces surrounding the internal environment
3.18
thermal coupling coefficient
heat flow rate per temperature difference between two environments which are thermally connected
by the construction under consideration
3.19
linear thermal transmittance
heat flow rate in the steady-state compared to a reference heat flow rate calculated disregarding the
thermal bridge (3.1), divided by length and by the temperature difference between the environments on
either side of a linear thermal bridge (3.2)
Note 1 to entry: The linear thermal transmittance is a quantity describing the influence of a linear thermal bridge
on the total heat flow.
3.20
point thermal transmittance
heat flow rate in the steady-state compared to a reference heat flow rate calculated disregarding the
thermal bridge (3.1), divided by the temperature difference between the environments on either side of
a point thermal bridge (3.3)
Note 1 to entry: The point thermal transmittance is a quantity describing the influence of a point thermal bridge
on the total heat flow.
3.21
EPB standard
[5]
standard that complies with the requirements given in ISO 52000-1, CEN/TS 16628 and
[6]
CEN/TS 16629
Note 1 to entry: These three basic EPB documents were developed under a mandate given to CEN by the
European Commission and the European Free Trade Association and support essential requirements of EU
Directive 2010/31/EU on the energy performance of buildings. Several EPB standards and related documents
are developed or revised under the same mandate.
[SOURCE: ISO 52000-1:2017, 3.5.14]
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Key
F1, F2, F3, F4, F5 3-D flanking elements
C 3-D central element
NOTE 3-D Flanking elements have constant cross-sections perpendicular to at least one axis; the 3-D central
element is the remaining part.
Figure 1 — 3-D geometrical model with five 3-D flanking elements and one 3-D central element
Key
F1, F2, F3, F4, F5 3-D flanking elements
NOTE F2 to F5 refer to Figure 1.
Figure 2 — Cross-sections of the 3-D flanking elements in a 3-D geometrical model
treated as 2-D geometrical models
Key
C construction planes perpendicular to the x-axis
x
C construction planes perpendicular to the y-axis
y
C construction planes perpendicular to the z-axis
z
NOTE Cut-off planes are indicated with enlarged arrows; planes that separate flanking elements from
central element are encircled.
Figure 3 — Example of a 3-D geometrical model showing construction planes
Figure 4 — Example of a minor point thermal bridge giving rise to three-dimensional heat flow,
incorporated into a quasi-homogeneous layer
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4 Symbols and subscripts
4.1 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 52000-1 and the following apply.
Symbol Quantity Unit
A area m
B characteristic dimension of floor m
b width m
d thickness m
f temperature factor at the internal surface —
g temperature weighting factor —
h height m
L thermal coupling coefficient W/(m·K)
L thermal coupling coefficient from two-dimensional calculation W/(m·K)
2D
L thermal coupling coefficient from three-dimensional calculation W/K
3D
l length m
N number —
q density of heat flow rate W/m
R thermal resistance m ·K/W
T thermodynamic temperature K
t time month
U thermal transmittance W/(m ·K)
V volume m
w wall thickness m
z depth of floor surface below ground level m
Φ heat flow rate W
λ thermal conductivity W/(m·K)
θ Celsius temperature °C
Δθ temperature difference K
χ point thermal transmittance W/K
Ψ linear thermal transmittance W/(m·K)
4.2 Subscripts
For the purposes of this document, the subscripts given in ISO 52000-1 and the following apply.
Subscript Definition
b basement, below ground level
c component
e external
f floor
g air layer, air gap (8.6)
g ground (12.4)
ie from internal to external
iu from internal to unheated
int internal
Subscript Definition
min minimum
pe external periodic heat transfer coefficient
se external surface
si internal surface
t including thermal bridge (total)
tb thermal bridge
ue from unheated to external
w wall
0 without thermal bridge
5 Description of the method
5.1 Output
The output of this document is the linear thermal transmittances, point thermal transmittances and
internal surface temperatures. The formulae for doing so are provided in Clause 10 to Clause 13.
5.2 General description
The temperature distribution within, and the heat flow through, a construction can be calculated if the
boundary conditions and constructional details are known. For this purpose, the geometrical model is
divided into a number of adjacent material cells, each with a homogeneous thermal conductivity. The
criteria which shall be met when constructing the model are given in Clause 7.
In Clause 8, instructions are given for the determination of the values of thermal conductivity and
boundary conditions.
The temperature distribution is determined either by means of an iterative calculation or by a direct
solution technique, after which the temperature distribution within the material cells is determined by
interpolation. The calculation rules and the method of determining the temperature distribution are
described in Clause 9.
NOTE Specific procedures for window frames are given in ISO 10077-2.
6 Output data and input data
6.1 Output data
The output data are listed in Table 2.
Table 2 — Output data
Destination mod- Validity
Description Symbol Unit Varying
ule (Table 1) interval
linear thermal transmittance Ψ W/(m·K) M2-5 — No
thermal coupling coefficient from >0 No
L W/(m·K) M2-5
2D
two-dimensional calculation
thermal coupling coefficient from >0 No
L W/K M2-5
3D
three-dimensional calculation
temperature factor at the internal
f — M2-5 >0 No
Rsi
surface
point thermal transmittance χ W/K M2-5 >0 No
8 © ISO 2017 – All rights reserved
6.2 Calculation time intervals
In most cases, the calculations described in this document are steady-state and do not have time
intervals.
Where calculations are being undertaken to obtain periodic heat transfer coefficients (see 7.2.5), the
time interval shall be 1 h or less.
6.3 Input data
Tables 3 and 4 list identifiers for input data required for the calculation.
Table 3 — Identifiers for geometric characteristics
Name Symbol Unit Value Range Origin Varying
Area A m — >0 — No
Width of building component b m — >0 — No
Thickness of building component d m — >0 — No
Length l m — >0 — No
Volume V m — >0 — No
Characteristic dimension of floor B m — >0 ISO 13370 No
Table 4 — Identifiers for thermal characteristics of building component
Name Symbol Unit Value Range Origin Varying
design thermal conductivity λ W/(m·K) — 0 to 200 ISO 10456 No
thermal resistance R m ·K/W — >0 ISO 6946 No
external surface resistance R m ·K/W 0,04 — ISO 6946 No
se
internal surface resistance R m ·K/W — 0,1 to 0,2 ISO 6946 No
si
thermal transmittance U W/(m ·K) — >0 ISO 6946 No
temperature θ °C — −50 to +50 — No
7 Modelling of the construction
7.1 Dimension systems
Lengths are measured using internal dimensions, overall internal dimensions or external dimensions,
according to the dimension system being used for the building (see ISO 13789).
7.2 Rules for modelling
7.2.1 General
It is not usually feasible to model a complete building using a single geometrical model. In most cases,
the building is partitioned into several parts (including the subsoil, where appropriate) by using cut-
off planes. This partitioning shall be performed in such a way that all differences are avoided in the
results of calculation between the partitioned building and the building when treated as a whole. This
partitioning into several geometrical models is achieved by choosing suitable cut-off planes.
7.2.2 Cut-off planes for a 3-D geometrical model for calculation of total heat flow and/or
surface temperatures
The geometrical model includes the central element(s), the flanking elements and, where appropriate,
the subsoil. The geometrical model is delimited by cut-off planes.
Cut-off planes shall be positioned as follows:
— at a symmetry plane if this is less than d from the central element (see Figure 5);
min
— at least d from the central element if there is no nearer symmetry plane (see Figure 6);
min
— in the ground, in accordance with 7.2.4
where d is the greater of 1 m and three times the thickness of the flanking element concerned.
min
A geometrical model can contain more than one thermal bridge. In such cases, cut-off planes need to be
situated at least d from each thermal bridge, or need to be at a symmetry plane (see Figure 6).
min
Dimensions in millimetres
Key
a
Arrows indicate the symmetry planes.
Figure 5 — Symmetry planes which can be used as cut-off planes
10 © ISO 2017 – All rights reserved
Dimensions in millimetres
a) b)
Key
1 1 000 mm or at a symmetry plane
A thermal bridge at the corner of the internal room
B thermal bridge around the window in the external wall
NOTE Thermal bridge B does not fulfil the condition of being at least d (= 1 m) from a cut-off plane
min
[Figure 6 a)]. This is corrected by extending the model in two directions [Figure 6 b)].
Figure 6 — 3-D geometrical model containing two thermal bridges
7.2.3 Cut-off planes for a 2-D geometrical model
The same rules as given in 7.2.2 apply to a 2-D geometrical model. Examples are shown in Figure 7 and
Figure 8. In Figure 8, the left-hand drawing may be used if the thermal bridge is symmetrical.
≥ d
min
Key
d minimum thickness
min
Figure 7 — Location of cut-off planes at least d from the central element in a 2-D
min
geometrical model
Key
d minimum thickness
min
l fixed distance
W
Figure 8 — Example of a construction with linear thermal bridges at fixed distances, l ,
W
showing symmetry planes which can be used as cut-off planes
7.2.4 Cut-off planes in the ground
Where the calculation involves heat transfer via the ground (foundations, ground floors, basements),
the cut-off planes in the ground shall be positioned as indicated in Table 5. This includes ground below
the internal walls in contact with ground.
12 © ISO 2017 – All rights reserved
≥ d ≥ d
min min
Table 5 — Location of cut-off planes in the ground
Distance to central element
Direction Purpose of the calculation
Heat flow and surface
Surface temperatures only
a
temperatures
Horizontal distance to vertical plane, inside the at least three times wall
b
0,5 × floor dimension
building thickness
Horizontal distance to vertical plane, outside the at least three times wall
c,d
2,5 × floor width
building thickness
Vertical distance to horizontal plane below
c
at least 3 m 2,5 × floor width
ground level
Vertical distance to horizontal plane below floor
c
level (applies only if the level of the floor under con- at least 1 m 2,5 × floor width
sideration is more than 2 m below the ground level)
a
See Figure 9 and Figure 10.
b
In a 3-D geometrical model, the floor dimensions (length and width) inside the building are to be considered separately
in each direction (see Figure 9).
c
In a 3-D geometrical model, the distance outside the building and below ground is to be based on the smaller dimension
(width) of the floor (see Fi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10211
Deuxième édition
2017-06
Ponts thermiques dans les
bâtiments — Flux thermiques et
températures superficielles — Calculs
détaillés
Thermal bridges in building construction — Heat flows and surface
temperatures — Detailed calculations
Numéro de référence
©
ISO 2017
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Fax +41 22 749 09 47
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles et indices. 7
4.1 Symboles . 7
4.2 Indices . 7
5 Description de la méthode . 8
5.1 Données de sortie . 8
5.2 Description générale . 8
6 Données de sortie et données d’entrée . 8
6.1 Données de sortie . 8
6.2 Intervalles de calcul . 9
6.3 Données d’entrée . 9
7 Modélisation de la construction .10
7.1 Systèmes de dimension .10
7.2 Règles de modélisation .10
7.2.1 Généralités .10
7.2.2 Plans de coupe du modèle géométrique 3-D pour le calcul du flux
thermique total et/ou des températures superficielles .10
7.2.3 Plans de coupe pour un modèle géométrique 2-D .11
7.2.4 Plans de coupe dans le sol .12
7.2.5 Flux thermiques périodiques par le sol .13
7.2.6 Ajustements dimensionnels .13
7.2.7 Plan auxiliaire .15
7.2.8 Couches et matériaux quasi homogènes .15
7.3 Conditions de simplification du modèle géométrique.15
7.3.1 Généralités .15
7.3.2 Conditions d’ajustement dimensionnel pour simplifier le modèle géométrique .16
7.3.3 Conditions d’emploi des couches de matériau quasi homogène pour
simplifier le modèle géométrique .17
8 Spécifications des données d’entrée .20
8.1 Généralités .20
8.2 Conductivité thermique des matériaux .21
8.3 Résistances superficielles .21
8.4 Températures aux limites .21
8.5 Conductivité thermique des couches quasi homogènes .21
8.6 Conductivité thermique équivalente des cavités d’air .21
8.7 Détermination de la température dans une pièce adjacente non chauffée .22
9 Méthode de calcul .22
9.1 Technique de résolution .22
9.2 Règles de calcul .23
9.2.1 Flux thermiques entre cellules de matériau et l’ambiance adjacente .23
9.2.2 Flux thermiques aux plans de coupe .23
9.2.3 Résolution des formules .23
9.2.4 Calcul de la répartition de température.23
10 Détermination des coefficients de couplage thermique et des flux thermiques issus
des calculs 3-D . .23
10.1 Deux températures aux limites, modèle non partitionné .23
10.2 Deux températures aux limites, modèle partitionné .24
10.3 Plus de deux températures aux limites .25
11 Calculs utilisant les coefficients ponctuel et linéique de transmission thermique à
partir de calculs 3-D .25
11.1 Calcul du coefficient de couplage thermique .25
11.2 Calcul des coefficients linéique et ponctuel de transmission thermique .26
12 Détermination du coefficient de couplage thermique, du flux thermique et du
coefficient linéique de transmission thermique à partir de calculs 2-D .27
12.1 Deux températures aux limites .27
12.2 Plus de deux températures aux limites .27
12.3 Détermination du coefficient linéique de transmission thermique .27
12.4 Détermination du coefficient linéique de transmission thermique pour les
jonctions paroi-plancher .28
12.4.1 Tous les cas .28
12.4.2 Option A .28
12.4.3 Option B .30
12.5 Détermination du coefficient de transfert thermique périodique extérieur pour
les rez-de-chaussée .32
13 Détermination de la température à la surface intérieure .33
13.1 Détermination de la température à la surface intérieure à partir de calculs 3-D .33
13.1.1 Deux températures aux limites .33
13.1.2 Plus de deux températures aux limites .33
13.2 Détermination de la température à la surface intérieure à partir de calculs 2-D .34
13.2.1 Deux températures aux limites .34
13.2.2 Trois températures aux limites .34
14 Rapport.34
14.1 Données d’entrée .34
14.2 Données de sortie .35
14.2.1 Généralités .35
14.2.2 Calcul de la transmission thermique à l’aide du coefficient de
couplage thermique .35
14.2.3 Calcul des températures superficielles à l’aide des facteurs de pondération .35
14.2.4 Données complémentaires de sortie .36
14.2.5 Estimation de l’erreur .36
Annexe A (normative) Données d’entrée et fiche technique pour la sélection de la méthode
— Modèle .37
Annexe B (informative) Données d’entrée et fiche technique pour la sélection de la
méthode — Choix par défaut .39
Annexe C (normative) Validation des méthodes de calcul .41
Annexe D (normative) Exemples de détermination des coefficients linéiques et ponctuels
de transmission thermique .49
Annexe E (normative) Détermination des valeurs du coefficient de couplage thermique
et du facteur de pondération de la température pour plus de deux températures
aux limites .52
Bibliographie .57
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification de la nature volontaire des normes, des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques
au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ fr/ foreword -supplementary -information.
L’ISO 10211 a été élaborée par le Comité technique ISO/TC 163, Performance thermique et utilisation de
l’énergie en environnement bâti, sous-comité SC 2, Méthodes de calcul, en collaboration avec le Comité
technique CEN/TC 89, Performance thermique des bâtiments et des composants du bâtiment, du Comité
européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10211:2007), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les modifications dans cette deuxième édition sont essentiellement éditoriales. La rédaction de ce
document a été reprise en tenant compte de la CEN/TS 16629:2014.
Introduction
Le présent document fait partie d’une série de normes visant à l’harmonisation internationale de la
méthodologie d’évaluation de la performance énergétique des bâtiments. Cette série est appelée
«ensemble de normes PEB».
Toutes les normes PEB respectent des règles spécifiques afin d’assurer leur cohérence, leur clarté et
leur transparence.
Toutes les normes PEB offrent une certaine flexibilité par rapport aux méthodes, aux données d’entrée
requises et aux références faites aux autres normes PEB, par l’introduction d’un modèle à l’Annexe A et
de choix par défaut à l’Annexe B.
Pour permettre une utilisation appropriée du présent document, un modèle normatif est donné
dans l’Annexe A pour spécifier ces choix. Des choix par défaut sont donnés à titre d’information dans
l’Annexe B.
Les principaux groupes cibles du présent document sont les architectes, les ingénieurs et les autorités
de réglementation.
Utilisation par ou pour les autorités de réglementation: si le document est utilisé dans le contexte
d’exigences légales nationales ou régionales, des choix obligatoires peuvent être spécifiés au niveau
national ou régional pour de telles applications spécifiques. Ces choix (qu’il s’agisse des choix par défaut
donnés à titre informatif dans l’Annexe B ou des choix adaptés aux besoins nationaux/régionaux, mais
respectant dans tous les cas le modèle de l’Annexe A) peuvent être disponibles sous forme d’une annexe
nationale ou d’un document (par exemple, juridique) distinct (fiche technique nationale).
NOTE 1 Par conséquent dans ce cas:
— les autorités de réglementation spécifieront les choix;
— l’utilisateur individuel appliquera le document afin d’évaluer la performance énergétique d’un bâtiment, et
utilisera par conséquent les choix retenus par les autorités de réglementation.
Les sujets abordés dans le présent document peuvent être soumis à une réglementation publique. La
réglementation publique portant sur les mêmes sujets peut remplacer les valeurs par défaut présentées
à l’Annexe B. La réglementation publique portant sur les mêmes sujets peut même, pour certaines
applications, remplacer l’utilisation du présent document. Les exigences légales et les choix ne sont
généralement pas publiés sous forme de normes mais plutôt sous forme de documents juridiques.
Afin d’éviter des doubles publications et une mise à jour difficile des documents en double, une
annexe nationale peut se référer aux textes juridiques lorsque des choix nationaux ont été faits par les
autorités publiques. Différentes annexes nationales ou fiches techniques nationales sont possibles, pour
différentes applications.
Il est prévu, si les valeurs par défaut, les choix et les références à d’autres normes PEB à l’Annexe B ne
sont pas respectés en raison de réglementations, de politiques ou de traditions nationales, que:
— les autorités nationales ou régionales préparent des fiches techniques contenant les choix et les
valeurs nationales ou régionales, conformément au modèle de l’Annexe A. Dans ce cas, une annexe
nationale (par exemple AN) est recommandée, se référant à ces fiches techniques;
— ou, par défaut, l’organisme national de normalisation examinera la possibilité d’ajouter ou d’inclure
une annexe nationale en accord avec le modèle de l’Annexe A, conformément aux documents
juridiques qui donnent les valeurs et les choix nationaux ou régionaux.
D’autres groupes cibles correspondent aux parties souhaitant motiver leurs hypothèses en classant la
performance énergétique des bâtiments d’un parc immobilier dédié.
Plus d’informations sont disponibles dans le Rapport technique accompagnant le présent document
(ISO/TR 52019-2).
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés
Le sous-ensemble de normes PEB préparées sous la responsabilité de l’ISO/TC 163/SC 2 couvrent
entre autres:
— les méthodes de calcul relatives à l’utilisation globale de l’énergie et à la performance énergétique
des bâtiments;
— les méthodes de calcul relatives à la température intérieure des bâtiments (par exemple en l’absence
de chauffage ou de refroidissement des locaux);
— les indicateurs pour les exigences de PEB partielle liées au bilan énergétique thermique et aux
éléments de l’enveloppe;
— les méthodes de calcul couvrant la performance et les caractéristiques thermiques, hygrothermiques,
solaires et visuelles des parties spécifiques du bâtiment et des éléments et composants spécifiques
du bâtiment, tels que les éléments opaques de l’enveloppe, le plancher sur-terre, les fenêtres et les
façades.
L’ISO/TC 163/SC 2 coopère avec d’autres TC pour les détails concernant par exemple les appareils, les
systèmes techniques des bâtiments et l’environnement intérieur.
Le présent document établit les spécifications pour un le modèle géométriques d’un pont thermique
pour le calcul numérique de coefficients linéiques de transmission thermique, coefficients ponctuels de
transmission thermique et températures internes de surface.
Le Tableau 1 indique la position relative du présent document dans l’ensemble de normes PEB dans le
cadre de la structure modulaire donnée dans l’ISO 52000-1.
NOTE 2 L’ISO/TR 52000-2 fournit le même tableau avec, pour chaque module, le numéro des normes PEB
pertinentes et les rapports techniques associés qui sont publiés ou en cours d’élaboration.
NOTE 3 Les modules représentent des normes PEB, bien qu’une norme PEB puisse couvrir plusieurs modules
et qu’un module puisse être couvert par plusieurs normes PEB, par exemple une méthode simplifiée et détaillée
respectivement. Voir également les Tableaux A.1 et B.1
Tableau 1 — Position du présent document (en l’occurrence M2–5) dans la structure modulaire
de l’ensemble de normes PEB
Bâtiment
Cadre Systèmes techniques du bâtiment
(en tant que tel)
Auto-
Énergie
matisa-
Eau pho-
Refroi- Humi- Déshu- tion et
Sous- Descrip- Descrip- Chauf- Venti- chaude Éclai- tovol-
Descriptions disse- difica- midifi- régula-
module tions tions fage lation sani- rage taïque,
ment tion cation tion du
taire éo-
bâti-
lienne.
ment
sous1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Généra-
1 Généralités Généralités
lités
Termes et
défini-
Besoins
tions,
énergé-
2 symboles, Besoins
tiques du
unités et
bâtiment
indices
communs
Conditions
Charge et
Applica- intérieures
3 puissance
tions (libres) sans
maximales
systèmes
Manières
Manières
d’exprimer Manières
d’exprimer
la perfor- d’exprimer la
4 la perfor-
mance performance
mance éner-
énergé- énergétique
gétique
tique
Catégories
Transfert
du bâti-
thermique Émission et
5 ment et ISO 10211
par trans- régulation
limites du
mission
bâtiment
Occupa-
Transfert
tion du
thermique
bâtiment
par infil- Distribution
6 et condi-
tration et et régulation
tions de
renouvelle-
fonction-
ment d’air
nement
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Tableau 1 (suite)
Bâtiment
Cadre Systèmes techniques du bâtiment
(en tant que tel)
Auto-
Énergie
matisa-
Eau pho-
Refroi- Humi- Déshu- tion et
Sous- Descrip- Descrip- Chauf- Venti- chaude Éclai- tovol-
Descriptions disse- difica- midifi- régula-
module tions tions fage lation sani- rage taïque,
ment tion cation tion du
taire éo-
bâti-
lienne.
ment
sous1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Agrégation
de services
énergé- Apports
Stockage et
7 tiques et de chaleur
régulation
vecteurs internes
énergé-
tiques
Zonage du Apports Génération et
bâtiment solaires régulation
Perfor- Répartition
Dynamique
mance de la charge
du bâtiment
9 éner- et conditions
(masse ther-
gétique de fonction-
mique)
calculée nement
Perfor-
Perfor-
mance Performance
mance
10 éner- énergétique
énergétique
gétique mesurée
mesurée
mesurée
11 Inspection Inspection Inspection
Tableau 1 (suite)
Bâtiment
Cadre Systèmes techniques du bâtiment
(en tant que tel)
Auto-
Énergie
matisa-
Eau pho-
Refroi- Humi- Déshu- tion et
Sous- Descrip- Descrip- Chauf- Venti- chaude Éclai- tovol-
Descriptions disse- difica- midifi- régula-
module tions tions fage lation sani- rage taïque,
ment tion cation tion du
taire éo-
bâti-
lienne.
ment
sous1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Manières
d’exprimer
12 GTB
le confort
intérieur
Conditions
de l’envi-
ronnement
extérieur
Calculs
14 écono-
miques
x © ISO 2017 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 10211:2017(F)
Ponts thermiques dans les bâtiments — Flux thermiques et
températures superficielles — Calculs détaillés
1 Domaine d’application
Le présent document établit les spécifications sur les modèles géométriques tridimensionnels et
bidimensionnels d’un pont thermique, pour le calcul numérique:
— des flux thermiques, afin d’évaluer la déperdition thermique globale d’un bâtiment ou d’une partie
de bâtiment; et
— des températures superficielles minimales, afin d’évaluer le risque de condensation superficielle.
Ces spécifications incluent les limites du modèle géométrique et ses subdivisions, les conditions aux
limites et les valeurs thermiques qui lui sont liées à utiliser.
Le présent document est basé sur les suppositions suivantes:
— toutes les propriétés physiques sont indépendantes de la température;
— absence de source de chaleur à l’intérieur de l’élément de construction.
Le présent document peut aussi être utilisé pour la détermination des coefficients linéiques ou ponctuels
de transmission thermique, ainsi que pour les facteurs de température superficielle.
NOTE Le Tableau 1 de l’Introduction indique la position relative du présent document dans la série de
normes PEB dans le contexte de la structure modulaire définie dans l’ISO 52000-1.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 6946, Composants et parois de bâtiments — Résistance thermique et coefficient de transmission
thermique — Méthode de calcul
ISO 7345, Performance thermique des bâtiments et des matériaux pour le bâtiment — Grandeurs physiques
et définitions
ISO 13370, Performance thermique des bâtiments — Transfert de chaleur par le sol — Méthodes de calcul
ISO 13788, Performance hygrothermique des composants et parois de bâtiments — Température
superficielle intérieure permettant d’éviter l’humidité superficielle critique et la condensation dans la
masse — Méthodes de calcul
ISO 10456, Matériaux et produits pour le bâtiment — Propriétés hygrothermiques — Valeurs utiles tabulées
et procédures pour la détermination des valeurs thermiques déclarées et utiles
ISO 13789, Performance thermique des bâtiments — Coefficients de transfert thermique par transmission
et par renouvellement d’air — Méthode de calcul
ISO 52000-1:2017, Performance énergétique des bâtiments — Évaluation cadre PEB — Partie 1: Cadre
général et modes opératoires
NOTE 1 Les références par défaut à des normes PEB différentes de l’ISO 52000-1 sont identifiées par le numéro
de code du module PEB et données à l’Annexe A (modèle normatif dans le Tableau A.1) et l’Annexe B (choix par
défaut indiqué à titre informatif dans le Tableau B.1).
EXEMPLE Numéro de code de module PEB: M5-5 ou M5-5.1 (si le module M5-5 est subdivisé) ou M5-5/1 (s’il
est fait référence à un article spécifique des documents traitant de M5-5).
NOTE 2 Dans le présent document il n’y a pas le choix de faire référence à d’autres normes PEB. La phrase et la
note ci-dessus sont gardées pour maintenir une uniformité entre toutes les normes PEB.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 7345, l’ISO 52000-1 ainsi que
les suivants, s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse à http:// www .electropedia .org/ .
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse à http:// www .iso .org/ obp.
3.1
pont thermique
partie de l’enveloppe d’un bâtiment où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est modifiée
de façon sensible par la pénétration totale ou partielle de l’enveloppe du bâtiment par des matériaux
ayant une conductivité thermique différente, et/ou par un changement dans l’épaisseur de la structure,
et/ou par une différence entre les surfaces intérieure et extérieure, comme il s’en produit aux jonctions
parois/plancher/plafond
3.2
pont thermique linéique
pont thermique (3.1) ayant une coupe uniforme le long d’un des trois axes orthogonaux
3.3
pont thermique ponctuel
pont thermique (3.1) localisé dont l’influence peut être représentée par un coefficient ponctuel de
transmission thermique (3.20)
3.4
modèle géométrique tridimensionnel
modèle géométrique 3-D
modèle géométrique, déduit des plans d’architecture, tel que pour chacun des axes orthogonaux, la
coupe perpendiculaire à cet axe change d’une limite à l’autre du modèle
Note 1 à l’article: Voir Figure 1.
3.5
élément latéral tridimensionnel
élément latéral 3-D
partie du modèle géométrique 3-D (3.4) qui, considérée séparément, peut être représentée par un modèle
géométrique 2-D (3.7)
Note 1 à l’article: Voir Figure 1 et Figure 2.
3.6
élément central tridimensionnel
élément central 3-D
partie d’un modèle géométrique 3-D (3.4) qui n’est pas un élément latéral 3-D (3.5)
Note 1 à l’article: Voir Figure 1.
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
Note 2 à l’article: Un élément central est représenté par un modèle géométrique 3-D (3.4).
3.7
modèle géométrique bidimensionnel
modèle géométrique 2-D
modèle géométrique déduit des plans d’architecture, tel que pour un des axes orthogonaux, la coupe
perpendiculaire à cet axe ne change pas dans les limites du modèle
Note 1 à l’article: Voir Figure 2.
Note 2 à l’article: Un modèle géométrique 2-D est utilisé pour les calculs bidimensionnels.
3.8
élément latéral bidimensionnel
élément latéral 2-D
partie d’un modèle géométrique 2-D (3.7) qui, considérée séparément, est constituée de couches de
matériaux planes et parallèles
Note 1 à l’article: Les couches de matériaux planes et parallèles peuvent être homogènes ou non-homogènes.
3.9
élément central bidimensionnel
élément central 2-D
partie d’un modèle géométrique 2-D (3.7) qui n’est pas un élément latéral 2-D (3.8)
3.10
plan de construction
plan dans le modèle géométrique 3-D (3.4) ou le modèle géométrique 2-D (3.7) qui sépare différents
matériaux, et/ou le modèle géométrique du reste de la construction, et/ou les éléments latéraux de
l’élément central
Note 1 à l’article: Voir Figure 3.
3.11
plan de coupe
plan de construction (3.10) qui est une limite du modèle géométrique 3-D (3.4) ou du modèle géométrique
2-D (3.7), en séparant le modèle du reste de la construction
Note 1 à l’article: Voir Figure 3.
3.12
plan auxiliaire
plan qui, en plus des plans de construction (3.10), divise le modèle géométrique en un certain nombre de
cellules
3.13
couche quasi homogène
couche qui consiste en deux matériaux ou plus ayant des conductivités thermiques différentes, mais qui
peut être considérée comme homogène avec une conductivité thermique équivalente
Note 1 à l’article: Voir Figure 4.
3.14
facteur de température à la surface intérieure
différence entre la température de la face intérieure et la température de l’air extérieur, divisée par la
différence entre la température de l’air intérieur et la température de l’air extérieur, calculée avec une
résistance superficielle intérieure, R
si
3.15
facteur de pondération de la température
facteur de pondération qui fixe l’influence relative des températures d’air des ambiances thermiques
adjacentes sur la température superficielle au point étudié
3.16
température aux limites extérieure
température de l’air extérieur, en supposant que la température de l’air est égale à la température
radiante, vu par la surface
3.17
température aux limites intérieure
température opérative, choisie comme valeur arithmétique moyenne de la température de l’air intérieur
et de la température radiante moyenne de toutes les surfaces entourant l’ambiance intérieure
3.18
coefficient de couplage thermique
flux thermique par écart de température entre deux ambiances qui sont thermiquement reliées par
l’ouvrage considéré
3.19
coefficient linéique de transmission thermique
flux thermique en régime stationnaire comparé à un flux thermique de référence, calculé en l’absence
du pont thermique (3.1), divisé par la longueur et par la différence de température entre les ambiances
de chaque côté d’un pont thermique linéique (3.2)
Note 1 à l’article: Le coefficient linéique de transmission thermique est la quantité exprimant l’influence d’un
pont thermique linéique sur le flux thermique total.
3.20
coefficient ponctuel de transmission thermique
flux thermique en régime stationnaire comparé à un flux thermique de référence, calculé en l’absence
du pont thermique (3.1), divisé par la différence de température entre les ambiances de chaque côté d’un
pont thermique ponctuel (3.3)
Note 1 à l’article: Le coefficient ponctuel de transmission thermique est la quantité exprimant l’influence d’un
pont thermique ponctuel sur le flux thermique total.
3.21
norme PEB
[5] [6]
norme satisfaisant aux exigences spécifiées dans l’ISO 52000-1, la CEN/TS 16628 et la CEN/TS 16629
Note 1 à l’article: Ces trois documents PEB de base ont été élaborés dans le cadre d’un mandat donné au CEN
par la Commission Européenne et l’Association Européenne de Libre Échange et viennent à l’appui des exigences
essentielles de la Directive UE 2010/31/CE sur la performance énergétique des bâtiments. Plusieurs normes PEB
et des documents connexes sont développés ou révisés dans le cadre du même mandat.
[SOURCE: ISO 52000-1:2017, 3.5.14]
4 © ISO 2017 – Tous droits réservés
Légende
F1, F2, F3, F4, F5 éléments latéraux 3-D
C élément central 3-D
NOTE Les éléments latéraux 3-D ont des coupes transversales constantes perpendiculaires à au moins un
axe; l’élément central 3-D est la partie restante.
Figure 1 — Modèle géométrique 3-D avec cinq éléments latéraux 3-D et un élément central 3-D
Légende
F1, F2, F3, F4, F5 éléments latéraux 3-D
NOTE F2 à F5 font référence à la Figure 1.
Figure 2 — Coupes transversales aux éléments latéraux 3-D d’un modèle géométrique 3-D
traitées comme des modèles géométriques 2-D
Légende
C plans de construction perpendiculaires à l’axe x
x
C plans de construction perpendiculaires à l’axe y
y
C plans de construction perpendiculaires à l’axe z
z
NOTE Les plans de coupe sont indiqués par des flèches agrandies; les plans séparant les éléments latéraux
de l’élément central sont entourés.
Figure 3 — Exemple de modèle géométrique 3-D montrant les plans de construction
Figure 4 — Exemple de pont thermique ponctuel mineur provoquant une augmentation du flux
de chaleur tridimensionnel et qui est incorporé dans une couche quasi homogène
6 © ISO 2017 – Tous droits réservés
4 Symboles et indices
4.1 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l’ISO 52000-1 et les
suivants s’appliquent.
Symbole Grandeur Unité
A surface m
B dimension caractéristique du plancher m
b largeur m
d épaisseur m
f facteur de température à la surface intérieure —
g facteur de pondération de la température —
h hauteur m
L coefficient de couplage thermique W/(m·K)
L coefficient de couplage thermique du calcul bidimensionnel W/(m·K)
2D
L coefficient de couplage thermique du calcul tridimensionnel W/K
3D
l longueur m
N numéro —
q densité du flux thermique W/m
R résistance thermique m ·K/W
T température thermodynamique K
t temps mois
U coefficient de transmission thermique W/(m ·K)
V volume m
w épaisseur de la paroi m
z profondeur de la surface du plancher sous le niveau du sol m
Φ flux thermique W
λ conductivité thermique W/(m·K)
θ température en degrés Celsius °C
Δθ différence de température K
χ coefficient ponctuel de transmission thermique W/K
Ψ coefficient linéique de transmission thermique W/(m·K)
4.2 Indices
Pour les besoins du présent document, les indices donnés dans l’ISO 52000-1 et les suivants s’appliquent.
Indice Définition
b sous-sol, sous le niveau du sol
c composant
e extérieur
f plancher
g lame d’air, cavité d’air (8.6)
g sol (12.4)
ie de l’intérieur vers l’extérieur
iu de l’intérieur vers non chauffé
Indice Définition
int intérieur
min minimal
pe coefficient de transfert thermique périodique extérieur
se surface extérieure
si surface intérieure
t y compris pont thermique (total)
tb pont thermique
ue de non chauffé vers l’extérieur
w mur
0 sans pont thermique
5 Description de la méthode
5.1 Données de sortie
Les données de sortie du présent document sont les coefficients linéiques de transmission thermique,
les coefficients ponctuels de transmission thermique et les températures superficielles intérieures. Les
formules permettant de les calculer sont fournies dans les Articles 10 à 13.
5.2 Description générale
La répartition de la température dans une construction et le flux thermique qui la traverse peuvent
être calculés si les conditions aux limites et les dispositions constructives sont connues. À cet effet, le
modèle géométrique est divisé en un certain nombre de cellules de matériau adjacentes, chacune ayant
une conductivité thermique homogène. Les critères qui doivent être respectés lors de la préparation du
modèle sont donnés dans l’Article 7.
Dans l’Article 8, des instructions sont données pour déterminer les valeurs de conductivité thermique
et les conditions aux limites.
La répartition de la température est déterminée soit au moyen d’un calcul itératif, soit par une technique
de résolution directe, après quoi la répartition de la température dans les cellules du matériau est
déterminée par interpolation. Les règles de calcul et la méthode de détermination de la répartition de
température sont exposées dans l’Article 9.
NOTE Les modes opératoires spécifiques aux encadrements de fenêtre sont indiqués dans l’ISO 10077-2.
6 Données de sortie et données d’entrée
6.1 Données de sortie
Les données de sortie sont répertoriées dans le Tableau 2.
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Tableau 2 — Données de sortie
Module de des-
Intervalle
Description Symbole Unité tination (Ta- Variable
de validité
bleau 1)
coefficient linéique de transmission — Non
Ψ W/(m·K) M2-5
thermique
coefficient de couplage thermique du > 0 Non
L W/(m·K) M2-5
2D
calcul bidimensionnel
coefficient de couplage thermique du > 0 Non
L W/K M2-5
3D
calcul tridimensionnel
facteur de température à la surface
f — M2-5 > 0 Non
Rsi
intérieure
coefficient ponctuel de transmission
χ W/K M2-5 > 0 Non
thermique
6.2 Intervalles de calcul
Dans la plupart des cas, les calculs décrits dans le présent document sont en régime stationnaire et ne
possèdent pas d’intervalles de temps.
Si des calculs sont entrepris pour obtenir des coefficients de couplage thermique périodique (voir 7.2.5),
l’intervalle doit être de 1 h ou moins.
6.3 Données d’entrée
Les Tableaux 3 et 4 répertorient les identifiants pour les données d’entrée requises pour le calcul.
Tableau 3 — Identifiants des caractéristiques géométriques
Nom Symbole Unité Valeur Plage Source Variable
surface A m — > 0 — Non
largeur du composant de bâtiment b m — > 0 — Non
épaisseur du composant de bâtiment d m — > 0 — Non
longueur l m — > 0 — Non
volume V m — > 0 — Non
dimension caractéristique du plancher B m — > 0 ISO 13370 Non
Tableau 4 — Identifiants des caractéristiques thermiques d’un composant de bâtiment
Nom Symbole Unité Valeur Plage Source Variable
conductivité thermique utile λ W/(m·K) — 0 à 200 ISO 10456 Non
résistance thermique R m ·K
...










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