ISO/TR 52022-2:2017
(Main)Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight properties of building components and elements — Part 2: Explanation and justification
Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight properties of building components and elements — Part 2: Explanation and justification
ISO/TR 52022-2:2017 contains information to support the correct understanding and use of ISO 10077‑1, ISO 10077‑2, ISO 12631, ISO 52022‑1 and ISO 52022‑3. This technical report does not contain any normative provision.
Performance énergétique des bâtiments — Propriétés thermiques, solaires et lumineuses des composants et éléments du bâtiment — Partie 2: Explication et justification
L'ISO/TR 52022-2:2017 contient des informations permettant d'assurer la compréhension et l'utilisation correctes des normes ISO 10077‑1, ISO 10077‑2, ISO 12631, ISO 52022‑1 et ISO 52022‑3. Le présent Rapport technique ne contient aucune disposition normative.
General Information
Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 52022-2
First edition
2017-06
Energy performance of buildings —
Thermal, solar and daylight properties
of building components and
elements —
Part 2:
Explanation and justification
Performance énergétique des bâtiments — Propriétés thermiques,
solaires et lumineuses des composants et éléments du bâtiment —
Partie 2: Explication et justification
Reference number
©
ISO 2017
© ISO 2017, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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Fax +41 22 749 09 47
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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 . 1
4 Symbols and subscripts . 2
5 Brief description of the methods . 2
5.1 Outputs of the method. 2
5.2 General description of the methods . 2
6 ISO 10077-1 Thermal performance of windows, doors and shutters – Calculation of
thermal transmittance – Part 1: General . 2
6.1 General . 2
6.2 Thermal transmittance of the glazing . 3
6.3 Additional thermal resistance of windows with closed shutters . 3
7 ISO 10077-2 Thermal performance of windows, doors and shutters – Calculation of
thermal transmittance – Part 2: Numerical method for frames.3
7.1 General . 3
7.2 Calculation principle . 3
8 ISO 12631 Thermal performance of curtain walling – Calculation of
thermal transmittance . 4
8.1 General . 4
8.2 Calculation examples . 4
9 ISO 52022-1 Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight
properties of building components and elements — Part 1: Simplified calculation
method of the solar and daylight characteristics for solar protection devices
combined with glazing . 4
9.1 General . 4
9.2 Data for typical glazing and solar protection devices . 5
9.3 Solar transmittance of solar protection devices . 5
9.4 Calculation example. 5
10 ISO 52022-3 Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight
properties of building components and elements — Part 3: Detailed calculation
method of the solar and daylight characteristics for solar protection devices
combined with glazing . 6
10.1 General . 6
10.2 Equivalent solar and light optical characteristics for louvres or venetian blinds . 6
10.3 Calculation example. 6
Annex A (informative) ISO 10077-1: Thermal transmittance of double and triple glazing .7
Annex B (informative) ISO 10077-1: Additional thermal resistance for windows with
closed shutters . . 9
Annex C (informative) ISO 12631: Component method: Calculation example .12
Annex D (informative) ISO 12631: Single assessment method: Calculation example .17
Annex E (informative) ISO 52022-1: Data for typical glazing and solar protection devices .20
Annex F (informative) ISO 52022-1: Example of calculation of a solar protection device in
combination with glazing .21
Annex G (informative) Extended methodology for the determination of equivalent solar
and light optical characteristics for louvres or venetian blinds .23
Annex H (informative) ISO 52022-3: Calculation example .45
Bibliography .47
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/ directives).
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/ patents).
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/ iso/ foreword .html.
ISO 52022-2 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 89, Thermal performance of buildings and building components, in collaboration with ISO
Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use in the built environment,
Subcommittee SC 2 Calculation methods, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
A list of all parts in the ISO 52022 series can be found on the ISO website.
Introduction
The set of EPB standards, technical reports and supporting tools
In order to facilitate the necessary overall consistency and coherence, in terminology, approach,
input/output relations and formats, for the whole set of EPB-standards, the following documents and
tools are available:
a) a document with basic principles to be followed in drafting EPB-standards:
[1]
CEN/TS 16628:2014 ;
b) a document with detailed technical rules to be followed in drafting EPB-standards;
[2]
CEN/TS 16629:2014 .
The detailed technical rules are the basis for the following tools:
1) a common template for each EPB-standard, including specific drafting instructions for the
relevant clauses;
2) a common template for each technical report that accompanies an EPB standard or a cluster of
EPB standards, including specific drafting instructions for the relevant clauses;
3) a common template for the spreadsheet that accompanies each EPB (calculation) standard, to
demonstrate the correctness of the EPB calculation procedures.
Each EPB-standards follows the basic principles and the detailed technical rules and relates to the
[3]
overarching EPB-standard, ISO 52000-1 .
One of the main purposes of the revision of the EPB-standards is to enable that laws and regulations
directly refer to the EPB-standards and make compliance with them compulsory. This requires that
the set of EPB-standards consists of a systematic, clear, comprehensive and unambiguous set of energy
performance procedures. The number of options provided is kept as low as possible, taking into account
national and regional differences in climate, culture and building tradition, policy and legal frameworks
(subsidiarity principle). For each option, an informative default option is provided (Annex B).
Rationale behind the EPB technical reports
There is a risk that the purpose and limitations of the EPB standards will be misunderstood, unless
the background and context to their contents – and the thinking behind them - is explained in some
detail to readers of the standards. Consequently, various types of informative contents are recorded
and made available for users to properly understand, apply and nationally or regionally implement the
EPB standards.
If this explanation would have been attempted in the standards themselves, the result is likely to be
confusing and cumbersome, especially if the standards are implemented or referenced in national or
regional building codes.
Therefore each EPB standard is accompanied by an informative technical report, like this one, where
all informative content is collected to ensure a clear separation between normative and informative
[2]
contents (see CEN/TS 16629 ):
— to avoid flooding and confusing the actual normative part with informative content;
— to reduce the page count of the actual standard, and
— to facilitate understanding of the set of EPB standards.
[5]
This was also one of the main recommendations from the European CENSE project that that laid the
foundation for the preparation of the set of EPB standards.
vi © ISO 2017 – All rights reserved
This technical report
This technical report accompanies the suite of EPB standards on thermal transmission properties
windows, doors and curtain wallings and the standards for solar and daylight characteristics for solar
[6] [7] [8]
protection devices combined with glazing. It relates to ISO 10077-1 , ISO 10077-2 , ISO 12631 ,
[9] [10]
ISO 52022-1 and ISO 52022-3 which form part of a set of standards related to the evaluation of
the energy performance of buildings (EPB).
The role and the positioning of the accompanied standard(s) in the set of EPB standards is defined in
the introductions to ISO 10077-1, ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 and ISO 52022-3.
Accompanying spreadsheets
Concerning ISO 10077-1, ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 and ISO 52022-3, spreadsheets were
produced for:
— ISO 10077-1;
— ISO 12631;
— ISO 52022-1.
No accompanying calculation spreadsheets were prepared on:
— ISO 10077-2: The calculation method of ISO 10077-2 cannot be implemented in a spreadsheet.
— ISO 52022-3: The calculation method of ISO 52022-3 cannot be implemented in a spreadsheet.
These spreadsheets are available at www .epb .center.
TECHNICAL REPORT ISO/TR 52022-2:2017(E)
Energy performance of buildings — Thermal, solar
and daylight properties of building components and
elements —
Part 2:
Explanation and justification
1 Scope
This document contains information to support the correct understanding and use of ISO 10077-1,
ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 and ISO 52022-3.
This technical report does not contain any normative provision.
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 methods
ISO 7345, Thermal insulation — Physical quantities and definitions
ISO 10077-1, Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal
transmittance — Part 1: General
ISO 10077-2, Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal
transmittance — Part 2: Numerical method for frames
ISO 12631:2017, Thermal performance of curtain walling — Calculation of thermal transmittance
ISO 52022-1, Energy performance of buildings— Thermal, solar and daylight properties of building
components and elements Part 1: Simplified calculation method of the solar and daylight characteristics for
solar protection devices combined with glazing
ISO 52022-3, Energy performance of buildings— Thermal, solar and daylight properties of building
components and elements Part 3: Detailed calculation method of the solar and daylight characteristics for
solar protection devices combined with glazing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 6946, ISO 7345, ISO 10077-1,
ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 and ISO 52022-3 apply.
More information on some key EPB terms and definitions is given in ISO/TR 52000-2.
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
4 Symbols and subscripts
For the purposes of this document, the symbols and subscripts given in ISO 7345, ISO 6946, ISO 10077-1,
ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 and ISO 52022-3 apply.
5 Brief description of the methods
5.1 Outputs of the method
The main outputs of these standards are:
— thermal transmittance of windows, doors, curtain walls, shutter boxes and frames;
— solar and daylight characteristics (solar energy transmittance, daylight transmittance) for solar
protecting devices combined with glazing.
5.2 General description of the methods
ISO 10077-1, ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 and ISO 52022-3 provide the methodology to obtain
the energy losses due to transmission and the energy gains due to solar radiation for windows, doors
and curtain walls.
The calculation of the thermal transmittance of windows, doors according to ISO 10077-1 and curtain
walls according to ISO 12631 is calculated as a function of the thermal transmittance of the components
and their geometrical characteristics, plus the thermal interactions between the components.
The calculation of the thermal transmittance of frame profiles, shutter boxes and the linear thermal
transmittance according to ISO 10077-2 is carried out using a two dimensional numerical method.
There are two separate standards for the calculation of the solar and daylight characteristics for solar
protection devices combined with glazing. ISO 52022-1 defines a simplified method based on the thermal
transmittance and total solar energy transmittance of the glazing and on the light transmittance and
reflectance of the solar protection device to estimate the total solar energy transmittance of a solar
protection device combined with glazing. The results generally tend to lie on the safe side for cooling
load estimations. The results are not intended to be used for calculating beneficial solar gains or
thermal comfort criteria. The calculations according to ISO 52022-1 can in principle be performed by a
pocket calculator.
For cases not covered by ISO 52022-3 more exact calculations based on the optical properties (in
general the spectral data) of glass and solar protection device can be carried out in accordance with
ISO 52022-3. The total solar energy transmittance, the total solar direct transmittance and the
total light transmittance is calculated as a function of the thermal resistance and spectral “optical”
properties (transmittance, reflectance) of the individual layers. To solve the system of equations defined
in ISO 52022-3 the use of an iterative procedure and therefore in general a software tool is necessary.
6 ISO 10077-1 Thermal performance of windows, doors and shutters –
Calculation of thermal transmittance – Part 1: General
6.1 General
ISO 10077-1 provides a calculation method to obtain the thermal transmittance of windows and
pedestrian doors consisting of glazed and/or or opaque panels fitted in a frame, with and without
shutters.
In general, the thermal transmittance or U-value of the window or door product or assembly is calculated
as a function of the thermal transmittance of the components and their geometrical characteristics,
plus the thermal interactions between the components.
2 © ISO 2017 – All rights reserved
An alternative to calculation according to ISO 10077-1 is testing of the complete window or door
according to ISO 12567-1 or, for roof windows, according to ISO 12567-2.
The following subclauses provide information in addition to that given in ISO 10077-1.
6.2 Thermal transmittance of the glazing
If measured or calculated data are not available, the values in Annex A may be used.
6.3 Additional thermal resistance of windows with closed shutters
A shutter or blind on the outside of a window introduces an additional thermal resistance ΔR, resulting
from both the air layer enclosed between the shutter and the window, and the shutter itself. ΔR depends
on the thermal transmission properties of the shutter/blind and on its air permeability and is evaluated
according to ISO 10077-1.
Annex B of this document gives some typical values of shutter thermal resistance and the corresponding
values of ΔR, which can be used in the absence of values of R obtained from measurement or
sh
calculation.
7 ISO 10077-2 Thermal performance of windows, doors and shutters –
Calculation of thermal transmittance – Part 2: Numerical method for frames
7.1 General
ISO 10077-2 specifies a method and gives reference input data for the calculation of the thermal
transmittance of frame profiles and of the linear thermal transmittance of their junction with glazing or
opaque panels. The method can also be used to evaluate the thermal resistance of shutter profiles and
the thermal characteristics of roller shutter boxes and similar components (e.g., blinds). ISO 10077-2
also gives criteria for the validation of numerical methods used for the calculation.
7.2 Calculation principle
The calculation is carried out using a two-dimensional numerical method conforming to ISO 10211. The
elements are divided such that any further division does not change the calculated result significantly.
ISO 10211 gives criteria for judging whether sufficient sub-divisions have been used.
Two different approaches for the calculation of the heat transfer through cavities are given:
1. the radiosity method and;
2. the single equivalent thermal conductivity method.
The radiosity method considers that the heat transfer through an air cavity occurs simultaneously
through conduction/convection and through radiation. The two phenomena are happening in parallel
so that the calculation of each contribution is done separately.
When using the single equivalent thermal conductivity method the heat flow rate in cavities is
represented by a single equivalent thermal conductivity λ . This equivalent thermal conductivity
eq
includes the heat flow by conduction, by convection and by radiation, and depends on the geometry of
the cavity and on the adjacent materials.
The single equivalent thermal conductivity method is equal to the calculation method given in
ISO 10077-2:2012.
8 ISO 12631 Thermal performance of curtain walling – Calculation of thermal
transmittance
8.1 General
ISO 12631 provides a calculation method to obtain the thermal transmittance of curtain walls
consisting of glazed and/or or opaque panels fitted in a frame.
In general, the thermal transmittance or U-value of the curtain walling is calculated as a function of
the thermal transmittance of the components and their geometrical characteristics, plus the thermal
interactions between the components.
Two methods of calculating the thermal transmittance of curtain wall systems are specified:
— the single assessment method; and
— the component assessment method.
The single assessment method is based on detailed computer calculations of the heat transfer through
a complete construction including mullions, transoms, and filling elements (e.g., glazing unit, opaque
panel). The heat flow rate (between two adiabatic lines) is calculated by modelling each thermal joint
between two filling elements (opaque panel and/or glazing unit) using two-dimensional or three-
dimensional finite element analysis software. By area weighting the U-values of thermal joints and
filling elements, the overall façade U-value can be calculated. This method can be used for any curtain
walling system (i.e. unitised systems, stick systems, patent glazing, structural sealant glazing, rain
screens, structural glazing).
The component assessment method divides the representative element into areas of different thermal
properties, e.g., glazing units, opaque panels and frames. By area weighting the U-values of these
elements with additional correction terms describing the thermal interaction between these elements
(Ψ-values), the overall façade U-value can be calculated. This method can be used for curtain walling
systems such as unitised systems, stick systems and patent glazing. Structural silicone glazing, rain
screens and structural glazing are excluded from the component assessment method.
Both methods result in the same value for the thermal transmittance of a curtain wall.
8.2 Calculation examples
Annex C gives an example for the calculation of a curtain walling module according to the
component method.
Annex D gives an example for the calculation of a curtain walling module according to the single
assessment method.
9 ISO 52022-1 Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight
properties of building components and elements — Part 1: Simplified calculation
method of the solar and daylight characteristics for solar protection devices
combined with glazing
9.1 General
ISO 52022-1 defines a simplified method for the calculation of:
— the total solar energy transmittance;
— the total solar direct transmittance;
— the total light transmittance; and
4 © ISO 2017 – All rights reserved
— a glazing in combination with an external or internal or integrated solar protection device.
These characteristics are calculated as a function of the “optical” properties of the solar protection device
and the glazing, the thermal transmittance of the glazing and the position of the solar protection device.
The formulae given in ISO 52022-1 are based on a simple physical model and the values of the notional
parameters G are mathematically fitted to a more precise reference calculation, following the principles
of ISO 52022-3.
The results generally tend to lie on the safe side for cooling load estimations. The results are not
intended to be used for calculating beneficial solar gains during heating period or thermal comfort
criteria.
9.2 Data for typical glazing and solar protection devices
Annex E gives some typical values for the characteristics of glazing and solar protection devices which
can be used in the absence of values obtained from measurement or calculation.
9.3 Solar transmittance of solar protection devices
Figure 1 shows the principles of solar transmittance of solar protection devices.
The simplified equations in ISO 52022-1 for venetian blinds open to 45° to not take into account direct
solar transmittance and diffuse radiation. The reflection of the slats is to be considered diffuse. If
diffuse irradiation has to be considered the relevant properties of louvre or Venetians blinds should be
calculated in accordance with ISO 52022-3.
a)
b) c)
Key
1 blinds 45°
a) transmittance, absorptance and reflectance of a solar protection device
b) no direct penetration in the case of louvre or Venetian blinds open to 45°
c) principle of the correction of the transmittance in the case of blinds open to 45°
Figure 1 — Principles of solar transmittance of solar protection devices
9.4 Calculation example
Annex F gives an example of calculation for the three positions of a solar protection device in
combination with a double clear glazing.
10 ISO 52022-3 Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight
properties of building components and elements — Part 3: Detailed calculation
method of the solar and daylight characteristics for solar protection devices
combined with glazing
10.1 General
ISO 52022-3 defines a procedure for a detailed calculation of the solar and daylight characteristics for
solar protection devices combined with glazing.
The procedure is based on the spectral transmission and reflection data of the materials, comprising
the solar protection devices and the glazing, to determine the total solar energy transmittance and
other relevant solar-optical data of the combination. If spectral data are not available the methodology
can be adapted to use integrated data.
In the physical model the glass panes and blinds are considered as parallel, solid layers. In general, the
total solar energy transmittance, the total solar direct transmittance and the total light transmittance
is calculated as a function of the thermal resistance and spectral “optical” properties (transmittance,
reflectance) of the individual layers.
Two sets of boundary conditions are given for the vertical position of the glazing and the blind.
Reference conditions:
These boundary conditions are consistent with the general assumptions of EN 410 and ISO 10292 and
to be used for product comparison and average solar gain calculations during the heating period.
Summer conditions:
These boundary conditions are representative of more extreme conditions and are used for comfort
evaluations and cooling load calculations.
10.2 Equivalent solar and light optical characteristics for louvres or venetian blinds
ISO 52022-3:2017, Annex D defines a method for the determination of equivalent solar and light optical
characteristics for louvres or venetian blinds. The method is restricted to the assumptions stated in
ISO 52022-3:2017, Annex D.
Annex G report defines an extended method which may be applied as an alternative method.
10.3 Calculation example
Annex H gives an example of calculation for the three positions of a solar protection device in
combination with a double clear glazing.
6 © ISO 2017 – All rights reserved
Annex A
(informative)
ISO 10077-1: Thermal transmittance of double and triple glazing
Table A.1 gives the thermal transmittance, U , of double and triple glazing filled with different gases,
g
calculated in accordance with EN 673. The values of the thermal transmittance in Table A.1 apply to the
emissivities and gas concentration given.
Table A.1 — Thermal transmittance of double and triple glazing filled with different gases for
vertical glazing
Thermal transmittance for different
a
Glazing types of gas space
U
g
Normal Dimensions
b
Type Glass Air Argon Krypton SF Xenon
emissivity mm
4–6-4 3,3 3,0 2,8 3,0 2,6
Uncoated
4–8-4 3,1 2,9 2,7 3,1 2,6
glass
0,89 4–12–4 2,8 2,7 2,6 3,1 2,6
(normal
4–16–4 2,7 2,6 2,6 3,1 2,6
glass)
4–20–4 2,7 2,6 2,6 3,1 2,6
4–6-4 2,7 2,3 1,9 2,3 1,6
4–8-4 2,4 2,1 1,7 2,4 1,6
One pane
≤ 0,2 4–12–4 2,0 1,8 1,6 2,4 1,6
coated glass
4–16–4 1,8 1,6 1,6 2,5 1,6
4–20–4 1,8 1,7 1,6 2,5 1,7
4–6-4 2,6 2,3 1,8 2,2 1,5
4–8-4 2,3 2,0 1,6 2,3 1,4
Double One pane
≤ 0,15 4–12–4 1,9 1,6 1,5 2,3 1,5
glazing coated glass
4–16–4 1,7 1,5 1,5 2,4 1,5
4–20–4 1,7 1,5 1,5 2,4 1,5
4–6-4 2,6 2,2 1,7 2,1 1,4
4–8-4 2,2 1,9 1,4 2,2 1,3
One pane
≤ 0,1 4–12–4 1,8 1,5 1,3 2,3 1,3
coated glass
4–16–4 1,6 1,4 1,3 2,3 1,4
4–20–4 1,6 1,4 1,4 2,3 1,4
4–6-4 2,5 2,1 1,5 2,0 1,2
4–8-4 2,1 1,7 1,3 2,1 1,1
One pane
≤ 0,05 4–12–4 1,7 1,3 1,1 2,1 1,2
coated glass
4–16–4 1,4 1,2 1,2 2,2 1,2
4–20–4 1,5 1,2 1,2 2,2 1,2
NOTE The values of thermal transmittance in the table were calculated using EN 673. They apply to the emissivities and
gas concentration given.
a
Gas concentration ≥ 90 %.
b
The use of SF is prohibited in some jurisdictions.
Table A.1 (continued)
Thermal transmittance for different
a
Glazing types of gas space
U
g
Normal Dimensions
b
Type Glass Air Argon Krypton SF Xenon
emissivity mm
4–6-4–6-4 2,3 2,1 1,8 1,9 1,7
Uncoated
(normal) 0,89 4–8-4–8-4 2,1 1,9 1,7 1,9 1,6
glass
4–12–4-12–4 1,9 1,8 1,6 2,0 1,6
4–6-4–6-4 1,8 1,5 1,1 1,3 0,9
Two panes
≤ 0,2 4–8-4–8-4 1,5 1,3 1,0 1,3 0,8
coated
4–12–4-12–4 1,2 1,0 0,8 1,3 0,8
4–6-4–6-4 1,7 1,4 1,1 1,2 0,9
Triple Two panes
≤ 0,15 4–8-4–8-4 1,5 1,2 0,9 1,2 0,8
glazing coated
4–12–4-12–4 1,2 1,0 0,7 1,3 0,7
4–6-4–6-4 1,7 1,3 1,0 1,1 0,8
Two panes
≤ 0,1 4–8-4–8-4 1,4 1,1 0,8 1,1 0,7
coated
4–12–4-12–4 1,1 0,9 0,6 1,2 0,6
4–6-4–6-4 1,6 1,2 0,9 1,1 0,7
Two panes
≤ 0,05 4–8-4–8-4 1,3 1,0 0,7 1,1 0,5
coated
4–12–4-12–4 1,0 0,8 0,5 1,1 0,5
NOTE The values of thermal transmittance in the table were calculated using EN 673. They apply to the emissivities and
gas concentration given.
a
Gas concentration ≥ 90 %.
b
The use of SF is prohibited in some jurisdictions.
8 © ISO 2017 – All rights reserved
Annex B
(informative)
ISO 10077-1: Additional thermal resistance for windows with
closed shutters
B.1 Additional thermal resistance
When the thermal resistance of the shutter itself, R , is known (by calculation or by measurement),
sh
the additional thermal resistance, ΔR, can be obtained using the appropriate expression in Table B.1,
depending on the air permeability of the shutter (see B.2).
Table B.1 — Additional thermal resistance for windows with closed shutters
Additional thermal resistance
a
Air permeability of shutter
ΔR
m ⋅K/W
Very high 0,08
High 0,25 R + 0,09
sh
Average 0,55 R + 0,11
sh
Low 0,80 R + 0,14
sh
Tight 0,95 R + 0,17
sh
a
The definition of the air permeability of shutters is given in B.2.
Average air permeability applies typically to solid wing shutters, wooden Venetian shutters with solid
overlapping slats, roller shutters with connecting slats made of wood, plastic or metal.
Table B.2 gives some typical values of shutter thermal resistance and the corresponding values of ΔR,
which can be used in the absence of values of R obtained from measurement or calculation.
sh
Table B.2 — Additional thermal resistance for windows with closed shutters
Additional thermal resistances
a
at specific air permeability of the shutters
Typical thermal
ΔR
resistance of shutter
Shutter type
m ⋅K/W
R
sh
m ⋅K/W
High or very high Average Tight or low
air permeability air permeability air permeability
Roller shutters of 0,01 0,09 0,12 0,15
aluminium
Roller shutters of wood 0,10 0,12 0,16 0,22
and plastic without foam
filling
Roller shutters of plastic 0,15 0,13 0,19 0,26
with foam filling
Shutters of wood, 25 mm 0,20 0,14 0,22 0,30
to 30 mm thickness
a
The definition of the air permeability of shutters is given in B.2.
B.2 Permeability of shutters
For the different types of shutter, the permeability criterion can be expressed in terms of an effective
total gap, b , between the shutter and its surround as given in Formula (B.1):
sh
bb=+ bb+ (B.1)
sh 12 3
where
b , b and b are the average edge gaps at the bottom, top and side on the shutter (see Figure B.1);
1 2 3
b is included for one side only, since gaps at the side influence the permeability less than
the gaps at the top and bottom.
Key
1 shutter
a
internal
b
external
Figure B.1 — Definition of edge gaps
10 © ISO 2017 – All rights reserved
Table B.3 — Relationship between permeability and effective total edge gap between
shutter and its surround
b
sh
Class Air permeability of shutter
mm
1 Very high b ≥ 35
sh
2 High 15 ≤ b < 35
sh
3 Average 8 ≤ b < 15
sh
4 Low b ≥ 8
sh
5 Tight b ≤ 3 and (b + b = 0 or b + b = 0)
sh 1 3 2 3
NOTE 1 For permeability classes 2 and above, there should be no openings within the shutter itself.
NOTE 2 For shutters of permeability class 5 the following criteria apply:
a roller shutters:
The edge gaps at the sides and the bottom are considered equal to 0 if strip gaskets are supplied in the
guide rails and the final lath, respectively. The gap at the top is considered equal to 0 if the entrance to the
roller shutter box is fitted with lips or brush-type joints on both sides of the shutter, or if the end of the
shutter is pressed by a device (spring) against a sealing material at the inner surface of the outer side of the
roller shutter box.
b other shutters:
Effective presence of strip gaskets on three sides and the gap at the fourth side less than 3 mm.
An alternative method to establish that a shutter is class 5 is to verify by measurement that the air flow
3 2
through the shutter does not exceed 10 m /(h⋅m ) under a pressure drop of 10 Pa.
Annex C
(informative)
ISO 12631: Component method: Calculation example
C.1 Data for examples
Annex C gives an example for the calculation of a curtain walling element according to the component
method described in ISO 12631:2017, Clause 8.
Dimensions in millimetres
Key
1 window
2 panel
3 fixed glazing unit
Figure C.1 — Element of a curtain wall seen from the exterior
12 © ISO 2017 – All rights reserved
Key Key
1 low E coating ε = 0,05 1 steel
n
2 glass with λ = 1,0 W/(m⋅K) 2 insulation with λ = 0,04 W/(m⋅K)
3 argon 90 % 3 glass with λ = 1,0 W/(m⋅K)
4 aluminium with a thickness of 4 spacer with λ = 0,4 W/(m⋅K)
0,5 mm and λ = 160 W/(m⋅K)
5 molecular sieve with λ = 0,13 W/(m⋅K)
6 polysulfide with λ = 0,40 W/(m⋅K)
Figure C.2 — Detail of glazing unit Figure C.3 — Detail of panel
For the module illustrated in Figures C.1 to C.3, the calculation procedure is in accordance with C.2 to C.4.
C.2 Frames
C.2.1 Definition and evaluation of areas
Key
A mullion – frame 1 internal
B transom – frame 2 external
Figure C.4 — Definition of areas
Mullion 2 × 3,3 m × 0,025 m = 0,165 0 m
Area A = 0,165 0 m
m
Transom 2 × (1,20 m – 2 × 0,025 m) × 0,025 m = 0,057 5 m
Area 2 × (1,20 m – 2 × 0,025m) × 0,050 m = 0,115 0 m
A = 0,172 5 m
t
Frame 2 × (1,20 m – 2 × 0,025 m) × 0,080 m = 0,184 0 m
Area 2 × (1,10 m – 2 × 0,025 m – 2 × 0,08 m) × 0,08 m = 0,142 4 m
A = 0,326 4 m
f
A 50 mm width
m
A 50 mm width
t
A 80 mm width
f
C.2.2 Evaluation of U values
f
U values can be taken from measurement according to EN 12412-2 or can be calculated according to
f
ISO 10077-2 (the effect of the screws is considered according to ISO 12631:2017, 8.3.2.2). For further
calculations in this example it is assumed:
2 a
mullion U 2,2 W/(m ⋅K)
m
2 a
transom U 1,9 W/(m ⋅K)
t
frame U 2,4 W/(m ⋅K)
f
a
Measured value according to EN 12412–2.
14 © ISO 2017 – All rights reserved
C.3 Glazing units
C.3.1 Definition and evaluation of areas
Movable part width 1,20 m – 2 × 0,025 m – 2 × 0,08 m = 0,99 m
height 1,10 m – 2 × 0,025 m – 2 × 0,08 m = 0,89 m
A 0,99 m × 0,89 m = 0,881 1 m
g
Fixed part width 1,20 m – 2 × 0,025 m = 1,15 m
height 1,10 m – 2 × 0,025 m = 1,05 m
A 1,15 m × 1,05 m = 1,207 5 m
g
C.3.2 Evaluation of U values
g
For further calculations, it is assumed:
U = 1,2 W/(m ⋅K)
g
C.3.3 Definition of l and evaluation of Ψ , Ψ and Ψ
g g m,f t,f
Perimeter
movable part l 2 × 0,99 m + 2 × 0,89 m = 3,76 m
f,g
fixed part l + l 2 × 1,15 m + 2 × 1,05 m = 4,40 m
t,g m,g
Ψ-values can be taken from ISO 12631:2017, Annex D or can be calculated according to ISO 10077-2 (see
ISO 12631:2017, Tables D.1, D.3 and D.5).
Ψ movable part 0,11 W/(m⋅K)
f,g
Ψ Ψ fixed part 0,17 W/(m⋅K)
m,g t,g
Ψ Type D2 0,07 W/(m⋅K)
m,f
Ψ Type D2 0,07 W/(m⋅K)
t,f
C.4 Panels
C.4.1 Definition and evaluation of areas
width 1,20 m – 2 × 0,025 m = 1,15 m
height 1,10 m – 2 × 0,025 m = 1,05 m
area, A 1,15 m × 1,05 m = 1,207 5 m
p
C.4.2 Evaluation of U values
p
The U-value of a panel can be evaluated according to ISO 6946. The panel shown in Figure C.2 gives:
U 0,46 W/(m ⋅K).
p
C.4.3 Definition of l and evaluation of the Ψ values
p p
perimeter l 2 × 1,15 m + 2 × 1,05 m = 4,40 m
p
Ψ values can be taken from ISO 12631:2017, Table D.5 or can be calculated according to ISO 10077-2. A
p
panel shown in Figure C.3 gives:
Ψ 0,18 W/(m⋅K).
p
C.4.4 Calculation of a complete element
Table C.1 — Presentation of values of calculation example
A U L Ψ A·U Ψ·l
2 2
m W/(m ·K) m W/(m·K) W/K W/K
mullion A 0,165 0 U 2,2 0,363
m m
transom A 0,172 5 U 1,9 0,328
t t
frame A 0,326 4 U 2,4 0,783
f f
mullion − frame l 2,1 Ψ 0,07 0,154
m,f m,f
transom − frame l 2,3 Ψ 0,07 0,154
t,f t,f
glazing
− movable part A 0,881 1 U 1,2 l 3,76 Ψ 0,11 1,057 0,414
g g f,g g
− fixed part A 1,207 5 U 1,2 l 4,40 Ψ 0,17 1,449 0,748
g g m,g g
l
t,g
panel A 1,207 5 U 0,46 l 4,40 Ψ 0,18 0,556 0,792
p p p p
total A 3,96 4,536 2,262
CW
A ·U = ∑ A·U + ∑ Ψ·l = 6,80
cw cw
⋅⋅U+ Ψ l
1,7
A ∑
∑
U = = 6,80/3,96 =
cw
(1,72)
A
cw
16 © ISO 2017 – All rights reserved
Annex D
(informative)
ISO 12631: Single assessment method: Calculation example
D.1 General description of examples
Annex D gives an example for the calculation of a curtain walling module according to the single
assessment method described in ISO 12631:2017, Clause 7. For this example a structural silicone glazing
is used.
The calculations are based on the given panel dimensions.
Dimensions in millimetres
Key
A-A sill/ceiling transom joint
B-B mullion panel joint
C-C mullion glass joint
Figure D.1 — Façade module geometry
Table D.1 — Panel dimensions
Dimensions
Panel
mm
Façade module height 3 500
Façade module width 1 500
Spandrel panel height 1 200
D.2 Centre U-value of the glazing unit
The glazing unit chosen for this calculation is the following:
Outer-light: 8 mm Low E glass (ε = 0,04);
n
Cavity: 16 mm air filled;
Inner-light: 5 mm clear glass.
One-dimensional centre U-value calculation has been performed for this glazing unit in accordance
with EN 673. The one-dimensional thermal transmittance of this glazing unit is found to be:
U = 1,4 W/(m ·K)
g
D
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 52022-2
Première édition
2017-06
Performance énergétique des
bâtiments — Propriétés thermiques,
solaires et lumineuses des composants
et éléments du bâtiment —
Partie 2:
Explication et justification
Energy performance of buildings — Thermal, solar and daylight
properties of building components and elements —
Part 2: Explanation and justification
Numéro de référence
©
ISO 2017
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www.iso.org
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et indices. 2
5 Brève description des méthodes . 2
5.1 Données de sortie de la méthode . 2
5.2 Description générale des méthodes . 2
6 ISO 10077-1, Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures — Calcul
du coefficient de transmission thermique — Partie 1: Généralités .3
6.1 Généralités . 3
6.2 Coefficient de transmission thermique du vitrage . 3
6.3 Résistance thermique additionnelle des fenêtres avec fermetures extérieures . 3
7 ISO 10077-2, Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures — Calcul
du coefficient de transmission thermique — Partie 2: Méthode numérique pour
les encadrements . 3
7.1 Généralités . 3
7.2 Principe de calcul . 3
8 ISO 12631, Performance thermique des façades-rideaux — Calcul du coefficient de
transmission thermique . 4
8.1 Généralités . 4
8.2 Exemples de calculs . 5
9 ISO 52022-1, Performance énergétique des bâtiments — Propriétés thermiques,
solaires et lumineuses des composants et éléments du bâtiment — Partie 1:
Méthode de calcul simplifiée des caractéristiques solaires et lumineuses pour les
dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages . 5
9.1 Généralités . 5
9.2 Données types pour vitrage et dispositif de protection solaire . 5
9.3 Facteur de transmission solaire de dispositifs de protection solaire . 5
9.4 Exemple de calculs . 6
10 ISO 52022-3, Performance énergétique des bâtiments — Propriétés thermiques,
solaires et lumineuses des composants et éléments du bâtiment — Partie 3:
Méthode de calcul détaillée des caractéristiques solaires et lumineuses pour les
dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages . 6
10.1 Généralités . 6
10.2 Caractéristiques optiques solaires et lumineuses équivalentes pour les stores à
claire-voie ou les stores à lames. 7
10.3 Exemple de calculs . 7
Annexe A (informative) ISO 10077-1: Coefficient de transmission thermique des vitrages
doubles et triples . 8
Annexe B (informative) ISO 10077-1: Résistance thermique additionnelle des fenêtres avec
fermetures extérieures .10
Annexe C (informative) ISO 12631: Méthode des composants: Exemple de calculs .14
Annexe D (informative) ISO 12631: Méthode d’évaluation unique: Exemple de calculs .20
Annexe E (informative) ISO 52022-1: Données types pour vitrage et dispositif
de protection solaire .23
Annexe F (informative) ISO 52022-1: Exemple de calcul d’un dispositif de protection solaire
combiné à un vitrage .24
Annexe G (informative) Méthodologie détaillée pour la détermination des caractéristiques
optiques solaires et lumineuses équivalentes pour les stores à claire-voie ou
les stores à lames .26
Annexe H (informative) ISO 52022-3: Exemple de calculs .48
Bibliographie .50
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/d irectives).
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 sur la liste ISO des déclarations de
brevets reçues (voir www. iso. org/br evets).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, aussi bien que pour des informations 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 ww. iso. org/i so/a vant-p ropos. html.
L’ISO 52022-2 a été élaborée par le Comité technique CEN/TC 89, Performance thermique des bâtiments
et des composants du bâtiment, du Comité européen de normalisation (CEN), en collaboration avec le
comité technique ISO/TC 163, Performance thermique et utilisation de l’énergie en environnement bâti,
Sous-comité SC 2, Méthodes de calcul, conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et
le CEN (Accord de Vienne).
Une liste de toutes les parties de la série ISO 52022, se trouve sur le site Web de l’ISO.
Introduction
Série de normes PEB, rapports techniques et outils de support
Afin de faciliter l’harmonisation et la cohérence générales nécessaires en matière de terminologie,
d’approche, de relations entrées-sorties et de formats dans l’ensemble de normes PEB, les documents et
outils suivants sont disponibles:
a) un document récapitulant les principes de base à respecter lors de l’élaboration de normes PEB:
[1]
CEN/TS 16628:2014 ;
b) un document énumérant les règles techniques détaillées à respecter lors de l’élaboration de normes
[2]
PEB: CEN/TS 16629:2014 .
Les règles techniques détaillées constituent la base des outils suivants:
1) un modèle commun pour chaque norme PEB, incluant des instructions d’élaboration spécifiques
pour les articles correspondants;
2) un modèle commun pour chaque Rapport technique qui accompagne une norme PEB ou un
groupe de normes PEB, incluant des instructions d’élaboration spécifiques pour les articles
correspondants;
3) un modèle commun pour chaque feuille de calcul accompagnant chaque norme PEB (calcul),
pour démontrer l’exactitude des méthodes de calcul PEB.
Chaque norme PEB suit les principes de base et les règles techniques détaillées et est liée à la norme
[3]
PEB générale, l’ISO 52000-1 .
L’un des principaux objectifs de la révision des normes PEB est de permettre que les lois et
réglementations renvoient directement aux normes PEB et s’y conforment obligatoirement. Cela
requiert que l’ensemble de normes PEB se compose d’un ensemble de modes opératoires de performance
énergétique systématiques, clairs, exhaustifs et non ambigus. Le nombre d’options disponibles est
maintenu aussi bas que possible, en tenant compte des différences nationales et régionales en matière de
climat, de culture et de techniques de construction, ainsi que de cadres juridiques et politiques (principe
de subsidiarité). Pour chaque option, une option informative par défaut est proposée (Annexe B).
Raisonnement sous-tendant les rapports techniques PEB
Il existe un risque de mauvaise interprétation de la finalité et des limites des normes PEB, à moins que
l’historique et le contexte de leurs contenus, ainsi que la réflexion qui les sous-tend, soient expliqués en
détail aux lecteurs des normes. Par conséquent, différents types de contenus informatifs sont consignés
et mis à la disposition des utilisateurs pour leur permettre de comprendre, d’appliquer et de transposer
à l’échelle nationale ou régionale les normes PEB de manière convenable.
Si cette explication avait été appliquée dans les normes elles-mêmes, le résultat aurait pu être confus et
complexe, notamment si les normes sont mises en œuvre ou référencées dans des codes de construction
nationaux ou régionaux.
De ce fait, chaque norme PEB s’accompagne d’un Rapport technique informatif, comme celui-ci, qui
regroupe l’ensemble du contenu informatif afin d’assurer une séparation claire entre les contenus
[2]
normatifs et informatifs (voir CEN/TS 16629 ):
— pour éviter de submerger et de compliquer la partie normative effective avec du contenu informatif;
— pour réduire le nombre de pages de la norme à proprement parler; et
— pour faciliter la compréhension de l’ensemble de normes PEB.
[5]
Il s’agissait également de l’une des principales recommandations du projet européen CENSE , qui a
jeté les bases de l’élaboration de l’ensemble de normes PEB.
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés
Rapport technique
Le présent Rapport technique accompagne la série de normes PEB relatives aux propriétés de transfert
thermique des fenêtres, des portes et des façades-rideaux et les normes relatives aux caractéristiques
solaires et lumineuses pour les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages. Elle fait
[6] [7] [8] [9] [10]
référence à l’ISO 10077-1 , l’ISO 10077-2 , l’ISO 12631 , l’ISO 52022-1 et l’ISO 52022-3 , qui
constituent une partie d’un ensemble de normes traitant de l’évaluation de la performance énergétique
des bâtiments (PEB).
Le rôle et le positionnement de la ou des normes d’accompagnement dans l’ensemble de normes PEB
sont définis dans les Introductions des normes ISO 10077-1, ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 et
ISO 52022-3.
Feuilles de calcul d’accompagnement
Concernant l’ISO 10077-1, l’ISO 10077-2, l’ISO 12631, l’ISO 52022-1 et l’ISO 52022-3, les feuilles de calcul
suivantes ont été générées pour:
— l’ISO 10077-1;
— l’ISO 12631;
— l’ISO 52022-1.
Aucune feuille de calcul n’a été élaborée pour:
— l’ISO 10077-2: la méthode de calcul de l’ISO 10077-2 ne peut pas être mise en œuvre dans une feuille
de calcul.
— l’ISO 52022-3: la méthode de calcul de l’ISO 52022-3 ne peut pas être mise en œuvre dans une feuille
de calcul.
Ces feuilles de calcul sont disponibles sur le site: www .epb .center.
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 52022-2:2017(F)
Performance énergétique des bâtiments — Propriétés
thermiques, solaires et lumineuses des composants et
éléments du bâtiment —
Partie 2:
Explication et justification
1 Domaine d’application
Le présent document contient des informations permettant d’assurer la compréhension et l’utilisation
correctes des normes ISO 10077-1, ISO 10077-2, ISO 12631, ISO 52022-1 et ISO 52022-3.
Le présent Rapport technique ne contient aucune disposition normative.
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 — Méthodes de calcul
ISO 7345, Isolation thermique — Grandeurs physiques et définitions
ISO 10077-1, Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures — Calcul du coefficient de
transmission thermique — Partie 1: Généralités
ISO 10077-2, Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures — Calcul du coefficient de
transmission thermique — Partie 2: Méthode numérique pour les encadrements
ISO 12631:2017, Performance thermique des façades-rideaux — Calcul du coefficient de transmission
thermique
ISO 52022-1, Performance énergétique des bâtiments — Propriétés thermiques, solaires et lumineuses des
composants et éléments du bâtiment — Partie 1: Méthode de calcul simplifiée des caractéristiques solaires
et lumineuses pour les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages
ISO 52022-3, Performance énergétique des bâtiments — Propriétés thermiques, solaires et lumineuses des
composants et éléments du bâtiment — Partie 3: Méthode de calcul détaillée des caractéristiques solaires et
en lumière du jour pour les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 6946, l’ISO 7345,
l’ISO 10077-1, l’ISO 10077-2, l’ISO 12631, l’ISO 52022-1 et l’ISO 52022-3 s’appliquent.
De plus amples informations sur certains termes et définitions PEB essentiels sont fournies dans
l’ISO/TR 52000-2.
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 http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
4 Symboles et indices
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l’ISO 7345, l’ISO 6946, l’ISO 10077-1,
l’ISO 10077-2, l’ISO 12631, l’ISO 52022-1 et l’ISO 52022-3 s’appliquent.
5 Brève description des méthodes
5.1 Données de sortie de la méthode
Les principales données de sortie de ces normes sont:
— le coefficient de transmission thermique des fenêtres, des portes, des façades-rideaux, des coffres
de fermetures et des encadrements;
— les caractéristiques solaires et lumineuses (facteur de transmission de l’énergie solaire et facteur de
transmission lumineuse) pour les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages.
5.2 Description générale des méthodes
L’ISO 10077-1, l’ISO 10077-2, l’ISO 12631, l’ISO 52022-1 et l’ISO 52022-3 fournissent la méthodologie
permettant de déterminer les pertes d’énergie dues à la transmission et les apports énergétiques dus au
rayonnement solaire pour les fenêtres, les portes et les façades-rideaux.
Le calcul du coefficient de transmission thermique des fenêtres et portes conformément à l’ISO 10077-1,
ainsi que des façades-rideaux conformément à l’ISO 12631, est réalisé en fonction du coefficient de
transmission thermique des composants et de leurs caractéristiques géométriques, auquel s’ajoutent
les interactions thermiques entre les composants.
Le calcul du coefficient de transmission thermique des encadrements, des coffres de fermetures et du
coefficient de transmission thermique linéique conformément à l’ISO 10077-2 est effectué à l’aide d’une
méthode numérique bidimensionnelle.
Il existe deux normes distinctes pour le calcul des caractéristiques solaires et lumineuses pour les
dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages. L’ISO 52022-1 définit une méthode simplifiée
fondée sur le coefficient de transmission thermique et le facteur de transmission de l’énergie solaire
totale du vitrage, ainsi que sur les facteurs de transmission et de réflexion lumineuses du dispositif
de protection solaire, pour estimer le facteur de transmission de l’énergie solaire totale d’un dispositif
de protection solaire combiné à des vitrages. Les résultats conduisent généralement à surestimer la
charge de refroidissement. Ces résultats ne sont pas destinés à être utilisés pour calculer les apports
solaires ou les critères de confort thermique. En principe, le calcul selon l’ISO 52022-1 peut être effectué
avec une calculette.
Pour les cas non couverts par l’ISO 52022-3, d’autres calculs plus précis basés sur les propriétés
optiques (en général, les valeurs spectrales) du verre et du dispositif de protection peuvent être
effectués conformément l’ISO 52022-3. Le facteur de transmission de l’énergie solaire totale, le facteur
de transmission de l’énergie solaire directe totale et le facteur de transmission lumineuse totale sont
calculés en fonction de la résistance thermique et des propriétés spectrales «optiques» (facteurs de
transmission et de réflexion) des différentes couches. Pour résoudre le problème des équations définies
dans l’ISO 52022-3, l’utilisation d’un mode opératoire itératif et, de ce fait, d’un outil logiciel général est
nécessaire.
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6 ISO 10077-1, Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures —
Calcul du coefficient de transmission thermique — Partie 1: Généralités
6.1 Généralités
L’ISO 10077-1 propose une méthode de calcul permettant d’obtenir le coefficient de transmission
thermique des fenêtres et des portes pour piétons constituées de panneaux vitrés et/ou opaques
montés dans un encadrement, avec ou sans fermetures.
En général, le coefficient de transmission thermique, ou coefficient U, de la fenêtre, de la porte ou de
l’assemblage est calculé en fonction du coefficient de transmission thermique des composants et de leurs
caractéristiques géométriques, auquel s’ajoutent les interactions thermiques entre les composants.
L’essai de la fenêtre complète ou de la porte conformément à l’ISO 12567-1 ou, pour les fenêtres de toit,
conformément à l’ISO 12567-2, constitue une alternative au calcul selon l’ISO 10077-1.
Les paragraphes suivants fournissent des informations supplémentaires à celles données dans
l’ISO 10077-1.
6.2 Coefficient de transmission thermique du vitrage
Si aucune donnée de mesure ou de calcul n’est disponible, les valeurs indiquées en Annexe A peuvent
être utilisées.
6.3 Résistance thermique additionnelle des fenêtres avec fermetures extérieures
Une fermeture ou un store à l’extérieur d’une fenêtre introduit une résistance thermique additionnelle
ΔR, résultant à la fois de la couche d’air enfermée entre la fermeture et la fenêtre et de la fermeture
elle-même. ΔR dépend des propriétés de transmission thermique de la fermeture/du store et de sa
perméabilité à l’air et est évaluée conformément à l’ISO 10077-1.
L’Annexe B de présent document donne quelques valeurs types de la résistance thermique de la
fermeture et les valeurs correspondantes de ΔR, qui peuvent être utilisées en l’absence de valeurs de
R obtenues par mesurage ou calcul.
sh
7 ISO 10077-2, Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures —
Calcul du coefficient de transmission thermique — Partie 2: Méthode numérique
pour les encadrements
7.1 Généralités
L’ISO 10077-2 spécifie une méthode et donne des données d’entrée pour le calcul du coefficient de
transmission thermique des encadrements et du coefficient de transmission thermique linéique de
leurs joints avec les vitrages ou les panneaux opaques. La méthode peut également être utilisée pour
évaluer la résistance thermique de profilés de fermetures et les caractéristiques thermiques de coffres
de volet roulant et de composants similaires (stores par exemple). L’ISO 10077-2 fournit également des
critères pour la validation des méthodes numériques utilisées dans ce calcul.
7.2 Principe de calcul
Le calcul est effectué à l’aide d’une méthode numérique bidimensionnelle conforme à l’ISO 10211. Les
éléments sont divisés de sorte que toute division supplémentaire n’affecte pas sensiblement le résultat
calculé. L’ISO 10211 indique les critères permettant de déterminer si le nombre de subdivisions utilisées
est suffisant.
Deux approches différentes sont données pour le calcul du transfert de chaleur au travers de cavités:
1) la méthode de radiosité; et
2) la méthode de conductivité thermique équivalente unique.
La méthode de radiosité considère que le transfert de chaleur à travers une cavité d’air se produit
simultanément par conduction/convection et par rayonnement. Les deux phénomènes se manifestent
en parallèle, si bien que le calcul de chaque effet est effectué séparément.
En utilisant la méthode de conductivité thermique équivalente unique, le flux thermique dans les
cavités est représenté au moyen d’une conductivité thermique équivalente unique λ . Cette dernière
eq
prend en compte les flux thermiques par conduction, par convection et par rayonnement et dépend de
la géométrie de la cavité et des caractéristiques des matériaux présents.
La méthode de conductivité thermique équivalente unique est égale à la méthode de calcul donnée dans
l’ISO 10077-2:2012.
8 ISO 12631, Performance thermique des façades-rideaux — Calcul du
coefficient de transmission thermique
8.1 Généralités
L’ISO 12631 propose une méthode de calcul permettant d’obtenir le coefficient de transmission
thermique des façades-rideaux constituées de panneaux vitrés et/ou opaques montés dans un
encadrement.
En général, le coefficient de transmission thermique, ou coefficient U, de la façade-rideau est calculé
en fonction du coefficient de transmission thermique des composants et de leurs caractéristiques
géométriques, auquel s’ajoutent les interactions thermiques entre les composants.
Deux méthodes de calcul du coefficient de transmission thermique des systèmes de façades-rideaux
sont spécifiées:
— la méthode d’évaluation unique; et
— la méthode d’évaluation des composants.
La méthode d’évaluation unique est fondée sur des calculs informatiques détaillés du transfert de chaleur
dans une construction complète, y compris les meneaux, les traverses intermédiaires et les éléments de
remplissage (par exemple, vitrage, panneau opaque). Le flux thermique (entre deux lignes adiabatiques)
est calculé en modélisant chaque joint thermique entre deux éléments de remplissage (panneau
opaque et/ou vitrage) à l’aide d’un logiciel de calcul numérique bidimensionnel ou tridimensionnel par
éléments finis. Par une pondération surfacique des valeurs de U des joints thermiques et des éléments
de remplissage, il est possible de calculer la valeur globale de U pour la façade. Cette méthode peut
être utilisée pour tous les systèmes de façades-rideaux (c’est-à-dire systèmes modulaires, systèmes à
ossature en bois, remplissage non porteur, vitrage extérieur collé, écrans pare-pluie, vitrage structurel).
La méthode d’évaluation des composants divise l’élément représentatif en aires ayant des propriétés
thermiques différentes, par exemple vitrages, panneaux opaques et encadrements. Par une pondération
surfacique des valeurs de U de ces éléments, associée à des termes de correction supplémentaires
décrivant l’interaction thermique entre ces éléments (valeurs Ψ), il est possible de calculer la valeur
globale de U pour la façade. Cette méthode peut être utilisée pour les systèmes de façades-rideaux tels
que les systèmes modulaires, les systèmes à ossature en bois et le remplissage non porteur. Les vitrages
extérieurs collés, les écrans pare-pluie et les vitrages structurels sont exclus de la méthode d’évaluation
des composants.
Les deux méthodes aboutissent à la même valeur pour le coefficient de transmission thermique d’une
façade-rideau.
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8.2 Exemples de calculs
L’Annexe C donne un exemple de calcul d’un module de façades-rideaux conformément à la méthode
d’évaluation des composants.
L’Annexe D donne un exemple de calcul d’un module de façade-rideau conformément à la méthode
d’évaluation des composants.
9 ISO 52022-1, Performance énergétique des bâtiments — Propriétés
thermiques, solaires et lumineuses des composants et éléments du bâtiment —
Partie 1: Méthode de calcul simplifiée des caractéristiques solaires et lumineuses
pour les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages
9.1 Généralités
L’ISO 52022-1 définit une méthode de calcul simplifiée:
— du facteur de transmission de l’énergie solaire totale;
— du facteur de transmission de l’énergie solaire directe totale;
— du facteur de transmission lumineuse totale; et
— pour un vitrage combiné à un dispositif de protection solaire externe, interne ou intégré.
Ces caractéristiques sont calculées en fonction des propriétés «optiques» du dispositif de protection
solaire et du vitrage, du coefficient de transmission thermique du vitrage et de la position du dispositif
de protection solaire.
Les formules données dans l’ISO 52022-1 sont fondées sur un modèle physique simplifié et les valeurs
des paramètres théoriques G sont mathématiquement ajustées sur un calcul de référence plus précis
qui suit les principes de l’ISO 52022-3.
Les résultats conduisent généralement à surestimer la charge de refroidissement. Ces résultats ne sont
pas destinés à être utilisés pour calculer les apports solaires au cours de la période de chauffage ou les
critères de confort thermique.
9.2 Données types pour vitrage et dispositif de protection solaire
L’Annexe E donne quelques valeurs types des caractéristiques du vitrage et des dispositifs de protection
solaire, qui peuvent être utilisées en l’absence de valeurs obtenues par mesurage ou calcul.
9.3 Facteur de transmission solaire de dispositifs de protection solaire
La Figure 1 illustre les principes de transmission de l’énergie solaire des dispositifs de protection
solaire.
Les équations simplifiées de l’ISO 52022-1 pour les stores à lames ouverts à 45° ne tiennent pas compte
du facteur de transmission solaire direct et du rayonnement diffus. La réflexion des lames est considérée
comme diffuse. S’il est nécessaire de tenir compte du rayonnement diffus, il convient alors de calculer
les propriétés correspondantes des stores à lames ou à claire-voie conformément à l’ISO 52022-3.
a)
b) c)
Légende
1 stores à 45°
a) facteurs de transmission, d’absorption et de réflexion d’un dispositif de protection solaire
b) aucune pénétration directe dans le cas d’un store à claire-voie ou d’un store à lames ouvert à 45°
c) principe de correction du facteur de transmission dans le cas d’un store ouvert à 45°
Figure 1 — Principes de transmission de l’énergie solaire des dispositifs de protection solaire
9.4 Exemple de calculs
L’Annexe F donne un exemple de calcul pour les trois positions d’un dispositif de protection solaire
combiné à un double vitrage clair.
10 ISO 52022-3, Performance énergétique des bâtiments — Propriétés
thermiques, solaires et lumineuses des composants et éléments du bâtiment —
Partie 3: Méthode de calcul détaillée des caractéristiques solaires et lumineuses
pour les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages
10.1 Généralités
L’ISO 52022-3 définit une méthode de calcul détaillée des caractéristiques solaires et lumineuses pour
les dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages.
La méthode s’appuie sur les données spectrales de transmission et de réflexion des matériaux
constitutifs des dispositifs de protection solaire et des vitrages pour déterminer le facteur de
transmission de l’énergie solaire totale et les autres données optiques solaires appropriées de
l’ensemble. Si les données spectrales ne sont pas disponibles, la méthodologie peut être adaptée à
l’utilisation de données intégrées.
Dans le modèle physique, les panneaux en verre et les stores sont assimilés à des couches de matériau
parallèles. En général, le facteur de transmission de l’énergie solaire totale, le facteur de transmission
de l’énergie solaire directe totale et le facteur de transmission lumineuse totale sont calculés en
fonction de la résistance thermique et des propriétés spectrales «optiques» (facteurs de transmission
et de réflexion) des différentes couches.
Deux ensembles de conditions aux limites sont donnés pour la position verticale du vitrage et du store.
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Conditions de référence:
Ces conditions aux limites sont cohérentes avec les hypothèses générales de l’EN 410 et de l’ISO 10292
et sont à utiliser pour la comparaison de produits et pour les calculs de l’apport solaire moyen pendant
la période de chauffage.
Conditions estivales:
Ces conditions aux limites sont représentatives de conditions plus extrêmes et sont à utiliser pour
l’évaluation du confort et pour les calculs de charge de refroidissement.
10.2 Caractéristiques optiques solaires et lumineuses équivalentes pour les stores à
claire-voie ou les stores à lames
L’ISO 52022-3:2017, Annexe D définit une méthode pour la détermination des caractéristiques optiques
solaires et lumineuses équivalentes pour les stores à claire-voie ou les stores à lames. La méthode est
restreinte aux hypothèses citées dans l’ISO 52022-3:2017, Annexe D.
L’Annexe G définit une méthode détaillée qui peut être appliquée comme méthode alternative.
10.3 Exemple de calculs
L’Annexe H donne un exemple de calcul pour les trois positions d’un dispositif de protection solaire
combiné à un double vitrage clair.
Annexe A
(informative)
ISO 10077-1: Coefficient de transmission thermique des vitrages
doubles et triples
Le Tableau A.1 indique le coefficient de transmission thermique, U , des vitrages doubles et triples
g
remplis de différents gaz, calculé conformément à l’EN 673. Les valeurs du coefficient de transmission
thermique données dans le Tableau A.1 sont valables pour les émissivités et concentrations de gaz
indiquées.
Tableau A.1 — Coefficient de transmission thermique des vitrages doubles et triples remplis
de différents gaz pour le vitrage vertical
Coefficient de transmission thermique pour
a
les différents types d’espaces gazeux
Vitrage
U
g
Émissivité Dimensions
b
Type Verre Air Argon Krypton SF Xénon
normale mm
4-6-4 3,3 3,0 2,8 3,0 2,6
Verre
4-8-4 3,1 2,9 2,7 3,1 2,6
non revêtu
0,89 4-12-4 2,8 2,7 2,6 3,1 2,6
(verre
4-16-4 2,7 2,6 2,6 3,1 2,6
normal)
4-20-4 2,7 2,6 2,6 3,1 2,6
4-6-4 2,7 2,3 1,9 2,3 1,6
4-8-4 2,4 2,1 1,7 2,4 1,6
Double Un seul
≤ 0,2 4-12-4 2,0 1,8 1,6 2,4 1,6
vitrage verre revêtu
4-16-4 1,8 1,6 1,6 2,5 1,6
4-20-4 1,8 1,7 1,6 2,5 1,7
4-6-4 2,6 2,3 1,8 2,2 1,5
4-8-4 2,3 2,0 1,6 2,3 1,4
Un seul
≤ 0,15 4-12-4 1,9 1,6 1,5 2,3 1,5
verre revêtu
4-16-4 1,7 1,5 1,5 2,4 1,5
4-20-4 1,7 1,5 1,5 2,4 1,5
NOTE Les valeurs du coefficient de transmission thermique données dans le tableau ont été calculées d’après l’EN 673.
Elles sont valables pour les émissivités et concentrations de gaz indiquées.
a
Concentration en gaz ≥ 90 %.
b
L’utilisation de SF est interdite dans certaines juridictions.
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Tableau A.1 (suite)
Coefficient de transmission thermique pour
a
les différents types d’espaces gazeux
Vitrage
U
g
Émissivité Dimensions
b
Type Verre Air Argon Krypton SF Xénon
normale mm
4-6-4 2,6 2,2 1,7 2,1 1,4
4-8-4 2,2 1,9 1,4 2,2 1,3
Un seul
≤ 0,1 4-12-4 1,8 1,5 1,3 2,3 1,3
verre revêtu
4-16-4 1,6 1,4 1,3 2,3 1,4
4-20-4 1,6 1,4 1,4 2,3 1,4
Double
vitrage
4-6-4 2,5 2,1 1,5 2,0 1,2
4-8-4 2,1 1,7 1,3 2,1 1,1
Un seul
≤ 0,05 4-12-4 1,7 1,3 1,1 2,1 1,2
verre revêtu
4-16-4 1,4 1,2 1,2 2,2 1,2
4-20-4 1,5 1,2 1,2 2,2 1,2
4-6-4-6-4 2,3 2,1 1,8 1,9 1,7
Verre
non revêtu 0,89 4-8-4-8-4 2,1 1,9 1,7 1,9 1,6
(normal)
4-12-4-12-4 1,9 1,8 1,6 2,0 1,6
4-6-4-6-4 1,8 1,5 1,1 1,3 0,9
Deux verres
≤ 0,2 4-8-4-8-4 1,5 1,3 1,0 1,3 0,8
revêtus
4-12-4-12-4 1,2 1,0 0,8 1,3 0,8
4-6-4-6-4 1,7 1,4 1,1 1,2 0,9
Triple Deux verres
≤ 0,15 4-8-4-8-4 1,5 1,2 0,9 1,2 0,8
vitrage revêtus
4-12-4-12-4 1,2 1,0 0,7 1,3 0,7
4-6-4-6-4 1,7 1,3 1,0 1,1 0,8
Deux verres
≤ 0,1 4-8-4-8-4 1,4 1,1 0,8 1,1 0,7
revêtus
4-12-4-12-4 1,1 0,9 0,6 1,2 0,6
4-6-4-6-4 1,6 1,2 0,9 1,1 0,7
Deux verres
≤ 0,05 4-8-4-8-4 1,3 1,0 0,7 1,1 0,5
revêtus
4-12-4-12-4 1,0 0,8 0,5 1,1 0,5
NOTE Les valeurs du coefficient de transmission thermique données dans le tableau ont été calculées d’après l’EN 673.
Elles sont valables pour les émissivités et concentrations de gaz indiquées.
a
Concentration en gaz ≥ 90 %.
b
L’utilisation de SF est interdite dans certaines juridictions.
Annexe B
(informative)
ISO 10077-1: Résistance thermique additionnelle des fenêtres
avec fermetures extérieures
B.1 Résistance thermique additionnelle
Lorsque la résistance thermique, R , de la fermeture elle-même est connue (par le calcul ou par
sh
mesurage), la résistance thermique additionnelle, ΔR, peut être obtenue, en utilisant l’expression
appropriée du Tableau B.1, en fonction de la perméabilité à l’air de la fermeture (voir B.2).
Tableau B.1 — Résistance thermique additionnelle des fenêtres avec fermetures extérieures
Résistance thermique additionnelle
ΔR
a
Perméabilité de la fermeture
m ⋅K/W
Très forte 0,08
Forte 0,25 R + 0,09
sh
Moyenne 0,55 R + 0,11
sh
Faible 0,80 R + 0,14
sh
Étanche 0,95 R + 0,17
sh
a
La définition de la perméabilité à l’air des fermetures est fournie en B.2.
La perméabilité à l’air moyenne s’applique généralement aux fermetures battantes, aux stores à lames
en bois avec des lames de recouvrement solides et aux volets roulants avec des lames en bois, en
plastique ou en métal.
Le Tableau B.2 donne quelques valeurs types de la résistance thermique de la fermeture et les valeurs
correspondantes de ΔR, qui peuvent être utilisées en l’absence de valeurs de R obtenues par mesurage
sh
ou calcul.
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Tableau B.2 — Résistance thermique additionnelle des fenêtres avec fermetures extérieures
Résistance thermique additionnelle
pour une perméabilité à l’air donnée
Résistance
a
des fermetures
thermique type
ΔR
de la fermeture
Type de fermeture
m ⋅K/W
R
sh
Forte ou très forte Moyenne Étanche ou faible
m ⋅K/W
perméabilité perméabilité perméabilité
à l’air à l’air à l’air
Volets roulants en aluminium 0,01 0,12 0,15
0,09
Volets roulants en bois ou en 0,10 0,12 0,16 0,22
plastique sans remplissage mousse
Volets roulants en plastique avec 0,15 0,13 0,19 0,26
remplissage mousse
Volets en bois d’épaisseur 25 mm à 0,20 0,14 0,22 0,30
30 mm
a
La définition de la perméabilité à l’air des fermetures est fournie en B.2.
B.2 Perméabilité des fermetures
Pour les différents types de fermetures extérieures, le critère d’évaluation de la perméabilité peut
être exprimé par un interstice total de montage, b , entre la fermeture et le gros œuvre selon la
sh
Formule (B.1):
bb=+bb+ (B.1)
sh 12 3
où
b , b et b sont les interstices périphériques moyens en partie basse, haute et latérale de la fer-
1 2 3
meture (voir Figure B.1);
b n’est compté que pour un seul côté, car les interstices latéraux influent moins sur
la perméabilité que les interstices en partie haute et basse.
Légende
1 fermeture
a
intérieur
b
extérieur
Figure B.1 — Définitions des interstices périphériques
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Tableau B.3 — Relation entre la perméabilité et l’interstice périphérique total de montage
entre la fermeture et le gros œuvre
b
sh
Classe Perméabilité de la fermeture
mm
1 Très forte b ≥ 35
sh
2 Forte 15 ≤ b < 35
sh
3 Moyenne 8 ≤ b < 15
sh
4 Faible b ≥ 8
sh
5 Étanche b ≤ 3 et (b + b = 0 ou b + b = 0)
sh 1 3 2 3
NOTE 1 Pour les fermetures de classe 2 et plus, il convient qu’il n’y ait pas d’ajour dans la fermeture elle-même.
NOTE 2 Pour les fermetures de classe 5, les critères suivants s’appliquent:
a Volets roulants:
Les interstices périphériques latéraux et en partie basse sont considérés comme nuls en cas de présence de joints dans les
coulisses et en partie basse de la lame finale. L’interstice en partie haute est considéré comme nul si l’entrée du coffre de
volet roulant est munie de joints à lèvres ou à brosse de part et d’autre de la fermeture, ou si l’extrémité de la fermeture est
munie d’un dispositif (par exemple un ressort) permettant d’appliquer en permanence le tablier contre la paroi du coffre de
volet roulant avec interposition d’un matériau de calfeutrement.
b Autres fermetures:
Présence effective de profilé d’étanchéité sur trois côtés et présence sur le quatrième côté d’un interstice inférieur à 3 mm.
Une autre méthode pour établir qu’une fermeture est de classe 5 consiste à vérifier par mesurage que,
3 2
sous une différence de pression de 10 Pa, le flux d’air ne dépasse pas 10 m /(h⋅m ).
Annexe C
(informative)
ISO 12631: Méthode des composants: Exemple de calculs
C.1 Données pour les exemples
L’Annexe C donne un exemple de calcul d’un élément de façade-rideau conformément à la méthode des
composants décrite dans l’ISO 12631:2017, Article 8.
Dimensions en millimètres
Légende
1 fenêtre
2 panneau
3 vitrage fixe
Figure C.1 — Élément d’une façade-rideau observé de l’extérieur
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