ISO 10077-2:2017
(Main)Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal transmittance — Part 2: Numerical method for frames
Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal transmittance — Part 2: Numerical method for frames
ISO 10077-2:2017 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 10077-2:2017 also gives criteria for the validation of numerical methods used for the calculation. ISO 10077-2:2017 does not include effects of solar radiation, heat transfer caused by air leakage or three-dimensional heat transfer such as pinpoint metallic connections. Thermal bridge effects between the frame and the building structure are not included. NOTE Table 1 in the Introduction shows the relative position of ISO 10077-2:2017 within the set of EPB standards in the context of the modular structure as set out in ISO 52000-1.
Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures — Calcul du coefficient de transmission thermique — Partie 2: Méthode numérique pour les encadrements
L'ISO 10077-2:2017 donne une méthode et des données d'entrée de référence pour le calcul du coefficient de transmission thermique des encadrements et du coefficient de transmission thermique linéique de leurs jonctions avec les vitrages ou les panneaux opaques. Cette méthode peut également être utilisée pour évaluer la résistance thermique d'encadrements de fermetures et les caractéristiques thermiques de coffres de volet roulant et de composants similaires (par exemple stores). L'ISO 10077-2:2017 fournit également des critères pour la validation des méthodes numériques utilisées dans ce calcul. L'ISO 10077-2:2017 ne couvre pas les effets du rayonnement solaire ni le transfert thermique provoqué par des infiltrations d'air ou les transferts thermiques tridimensionnels créés par exemple par des liaisons métalliques ponctuelles. Les effets des ponts thermiques entre les encadrements et la structure du bâtiment ne sont pas pris en compte. NOTE Le Tableau 1 de l'Introduction indique la position relative de l'ISO 10077-2:2017 dans la série de normes PEB dans le contexte de la structure modulaire définie dans l'ISO 52000‑1.
General Information
Relations
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10077-2
Third edition
2017-06
Thermal performance of windows,
doors and shutters — Calculation of
thermal transmittance —
Part 2:
Numerical method for frames
Performance thermique des fenêtres, portes et fermetures — Calcul
du coefficient de transmission thermique —
Partie 2: Méthode numérique pour les encadrements
Reference number
ISO 10077-2:2017(E)
©
ISO 2017
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ISO 10077-2:2017(E)
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ISO 10077-2:2017(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols and subscripts . 2
4.1 Symbols . 2
4.2 Subscripts . 3
5 Calculation method . 3
5.1 Output of the method . 3
5.2 General principle . 3
5.3 Validation of the calculation programs . 4
6 Calculation of thermal transmittance . 4
6.1 Output data . 4
6.2 Calculation time intervals . 4
6.3 Input data . 4
6.3.1 Geometrical characteristics . 4
6.3.2 Thermal conductivity values . 5
6.3.3 Emissivity of surfaces . 6
6.3.4 General boundaries . 6
6.3.5 Boundaries for roller shutter boxes . 6
6.4 Calculation procedures . 7
6.4.1 Determination of thermal transmittance . 7
6.4.2 Treatment of cavities using the radiosity method . 8
6.4.3 Treatment of cavities using the single equivalent thermal conductivity method 18
7 Report .24
7.1 Contents of report .24
7.2 Geometrical data .24
7.3 Thermal data . .25
7.3.1 Thermal conductivity . .25
7.3.2 Emissivity .25
7.3.3 Boundary conditions .25
7.4 Presentation of results .25
Annex A (normative) Input and method selection data sheet — Template .26
Annex B (informative) Input and method selection data sheet — Default choices .28
Annex C (normative) Regional references in line with ISO Global Relevance Policy .30
Annex D (normative) Thermal conductivity and other characteristics of selected materials .31
Annex E (normative) Surface resistances .34
Annex F (normative) Determination of the thermal transmittance .36
Annex G (normative) General examples for the validation of calculation programs using the
radiosity method for the treatment of cavities .40
Annex H (normative) Examples of window frames for the validation of calculation
programs using the radiosity method for the treatment of cavities .45
Annex I (normative) Examples of window frames for the validation of calculation programs
using the single equivalent thermal conductivity method for the treatment of cavities .57
Annex J (normative) Wood species listed in Annex D .68
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ISO 10077-2:2017(E)
Bibliography .70
iv © ISO 2017 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 10077-2:2017(E)
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 10077-2 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).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 10077-2:2012), which has been
technically revised to comply with the requirements for the EPB set of standards. It also incorporates
the Technical Corrigendum ISO 10077-2:2012/Cor 1:2012.
In addition, Clause 6 has been technically revised by
— adding a new approach for the treatment of cavities,
— separating conduction/convection and radiation, and
— introducing the radiosity method.
Annex H and Annex G were also added.
A list of all parts in the ISO 10077 series can be found on the ISO website.
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ISO 10077-2:2017(E)
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 ISO 52000-1 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 this 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 of this document. 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 (ISO/TR 52022-2) accompanying this document.
The framework for overall EPB includes:
a) common terms, definitions and symbols;
b) building and assessment boundaries;
c) building partitioning into space categories;
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ISO 10077-2:2017(E)
d) methodology for calculating the EPB (formulae on energy used, delivered, produced and/or
exported at the building site and nearby);
e) a set of overall formulae and input-output relations, linking the various elements relevant for the
assessment of the overall EPB;
f) general requirements for EPB dealing with partial calculations;
g) rules for the combination of different spaces into zones;
h) performance indicators;
i) methodology for measured energy performance assessment.
ISO 10077 consists of two parts. This document is intended to provide calculated values of the thermal
characteristics of frame profiles, suitable for use as input data in the calculation method of the thermal
transmittance of windows, doors and shutters given in ISO 10077-1. It is an alternative to the hot box
test method specified in EN 12412–2. In some cases, the hot box method can be preferred, especially if
physical and geometrical data are not available or if the profile is of complicated geometrical shape.
Although the method in this document basically applies to vertical frame profiles, it is an acceptable
approximation for horizontal frame profiles (e.g. sill and head sections) and for products used in sloped
positions (e.g. roof windows). For calculations made with the glazing units in place, the heat flow
pattern and the temperature field within the frame are useful by-products of this calculation.
The ISO 10077 series does not cover building facades and curtain walling, which are covered in
ISO 12631.
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.
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ISO 10077-2:2017(E)
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)
Buil
De Do ding
Hu
hu mes auto
Sub Ven mi PV,
Descrip Descrip Descrip Hea Coo mi tic Ligh ma
mo tila difi wind,
tions tions tions ting ling difi hot ting tion
dule tion ca .
ca wat and
tion
tion er cont
rol
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
1 General General General
Common
terms and
definitions, Building
a
2 Needs
symbols, energy needs
units and
subscripts
(Free) Indoor
Maximum
conditions
3 Applications load and
without
power
systems
Ways to Ways to Ways to
express express express
4
energy energy energy
performance performance performance
Building
categories Heat transfer
ISO Emission
5 and by transmis-
10077-2 and control
building sion
boundaries
Heat transfer
Building
by infiltra-
occupancy Distribution
6 tion
operating and control
and ventila-
conditions
tion
Aggregation
of
energy ser- Internal Storage
7
vices heat gains and control
and energy
carriers
Building Solar Generation
8
zoning heat gains and control
Load
Building
Calculated dispatching
dynamics
9 energy and
(thermal
performance operating
mass)
conditions
a
The shaded modules are not applicable.
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ISO 10077-2:2017(E)
Table 1 (continued)
Building
Overarching Technical building systems
(as such)
Buil
De Do ding
Hu
hu mes auto
Sub Ven mi PV,
Descrip Descrip Descrip Hea Coo mi tic Ligh ma
mo tila difi wind,
tions tions tions ting ling difi hot ting tion
dule tion ca .
ca wat and
tion
tion er cont
rol
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Measured Measured Measured
10 energy energy energy
performance performance performance
11 Inspection Inspection Inspection
Ways to
express
12 BMS
indoor com-
fort
External
13 environment
conditions
Economic
14
calculation
a
The shaded modules are not applicable.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10077-2:2017(E)
Thermal performance of windows, doors and shutters —
Calculation of thermal transmittance —
Part 2:
Numerical method for frames
1 Scope
This document 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).
This document also gives criteria for the validation of numerical methods used for the calculation.
This document does not include effects of solar radiation, heat transfer caused by air leakage or three-
dimensional heat transfer such as pinpoint metallic connections. Thermal bridge effects between the
frame and the building structure are not included.
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 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 7345, Thermal insulation — Physical quantities and definitions
ISO 10211, Thermal bridges in building construction — Heat flows and surface temperatures — Detailed
calculations
ISO 10292, Glass in building — Calculation of steady-state U values (thermal transmittance) of multiple
glazing
ISO 10456:2007, Building materials and products — Hygrothermal properties — Tabulated design values
and procedures for determining declared and design thermal values
ISO 12567-2:2005, Thermal performance of windows and doors — Determination of thermal transmittance
by hot box method — Part 2: Roof windows and other projecting windows
ISO 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 52000-1, Energy performance of buildings — Overarching EPB assessment —– Part 1: General
framework and procedures
EN 673, Glass in building — Calculation of thermal transmittance (U-value) — Calculation Method
EN 12519, Windows and pedestrian doors — Terminology
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ISO 10077-2:2017(E)
NOTE 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).
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7345, EN 12519, 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
EPB standard
[10]
standard that complies with the requirements given in ISO 52000-1, CEN/TS 16628 and
[11]
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 (Mandate M/480), and support essential requirements of
EU Directive 2010/31/EU on the energy performance of buildings (EPBD). Several EPB standards and related
documents are developed or revised under the same mandate.
[SOURCE: ISO 52000-1:2017, definition 3.5.14]
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 Name of quantity Unit
2
A area m
b width, i.e. perpendicular to the direction of heat flow m
d depth, i.e. parallel to the direction of heat flow m
2 4/3
C constant in formula for Nusselt number W/(m ·K )
E intersurface emittance —
F view factor —
2
h heat transfer coefficient W/(m ·K)
2D
L two-dimensional thermal conductance or thermal W/(m·K)
coupling coefficient
l length m
Nu Nusselt number —
2
q density of heat flow rate W/m
2
R thermal resistance m ·K/W
r distance m
T thermodynamic temperature K
2
U thermal transmittance W/(m ·K)
2 4
σ Stefan-Boltzmann constant W/(m ·K )
2 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 10077-2:2017(E)
Symbol Name of quantity Unit
ε emissivity —
λ thermal conductivity W/(m·K)
Ψ linear thermal transmittance W/(m·K)
Θ temperature °C
4.2 Subscripts
For the purposes of this document, the subscripts given in ISO 52000-1 and the following apply.
Subscript Description
c convective (surface to surface)
e external (outdoor)
g glazing
eq equivalent
f frame
fr frame adjacent to roller shutter box
i internal (indoor)
rb radiation black body
m mean
p panel
r radiative
s space (air or gas space)
sb shutter box
se external surface
si internal surface
5 Calculation method
5.1 Output of the method
The possible outputs of this document are the following:
— thermal transmittance of a frame profile, U ;
f
— thermal transmittance of a shutter box, U ;
sb
— linear thermal transmittance of a junction of a frame profile with a glazing, Ψ or opaque panel, Ψ .
g p
5.2 General principle
The calculation is carried out using a two-dimensional numerical method conforming to ISO 10211.
The elements shall be 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:
a) radiosity method;
b) single equivalent thermal conductivity method.
© ISO 2017 – All rights reserved 3
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ISO 10077-2:2017(E)
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.
NOTE The single equivalent thermal conductivity method is equal to the calculation method given in
ISO 10077-2:2012.
Vertical orientation of frame sections and air cavities is assumed for calculations by this document
for the purposes of assigning equivalent thermal conductivity values (see 6.4.2.3.2 and 6.4.3.4.2). This
applies irrespective of the intended orientation of the actual window, including roof windows.
Throughout this document, where indicated in the text, Table C.1 shall be used to identify alternative
regional references in line with ISO Global Relevance Policy.
5.3 Validation of the calculation programs
To ensure the suitability of the calculation program used, calculations shall be carried out on the
examples described in Annexes G and H (using the radiosity method) or Annex I (using the single
equivalent thermal conductivity).
The requirements for all validation cases in Annexes G and H or Annex I shall be fulfilled.
2D
The calculated two-dimensional thermal conductance L for the cases in Annex H or Annex I shall not
differ from the corresponding values given in Tables H.3 and H.4 or Tables I.3 and I.4 by more than ±3 %.
This will lead to an accuracy of the thermal transmittance, U, and the linear thermal transmittance, Ψ,
of about 5 %.
6 Calculation of thermal transmittance
6.1 Output data
The outputs of this document are transmission heat transfer coefficients as shown in Table 2.
Table 2 — Output data
Destination Validity
Description Symbol Unit Varying
module interval
2
Thermal transmittance of frame profile U W/(m K) M2–5 >0… 20 No
f
2
Thermal transmittance of shutter box U W/(m K) M2–5 >0… 20 No
sb
Linear thermal transmittance Ψ W/(m K) M2–5 −20… 20 No
6.2 Calculation time intervals
The calculations described in this document are steady-state and do not have time intervals.
6.3 Input data
6.3.1 Geometrical characteristics
Table 3 shows the necessary geometrical characteristics.
4 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 10077-2:2017(E)
Table 3 — Identifiers for geometric characteristics
Description Symbol Unit Range Origin Varying
Geometrical data
Cross section of the frame profile Manufacturer No
Cross section of the shutter box Manufacturer No
Cross section of the junction frame
Manufacturer No
profile and glazing
Cross section of the junction frame
Manufacturer No
profile and panel
For frames with special extensions overlapping the wall or other building elements, such as Z-shaped
profiles, the extensions shall be disregarded as illustrated in Figure 1. This applies to all profiles with
special extensions (e.g. H-shape) where the extensions overlap the wall or other building elements.
Other boundaries shall be treated as defined in Figure 4.
Figure 1 — Treatment of prof
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10077-2
Troisième édition
2017-06
Performance thermique des fenêtres,
portes et fermetures — Calcul
du coefficient de transmission
thermique —
Partie 2:
Méthode numérique pour les
encadrements
Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation
of thermal transmittance —
Part 2: Numerical method for frames
Numéro de référence
ISO 10077-2:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 10077-2:2017(F)
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ISO 10077-2:2017(F)
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. 2
4.1 Symboles . 2
4.2 Indices . 3
5 Méthode de calcul . 3
5.1 Valeur de sortie de la méthode . 3
5.2 Principe général . 3
5.3 Vérification des programmes de calcul . 4
6 Calcul du coefficient de transmission thermique . 4
6.1 Données de sortie . 4
6.2 Intervalles de temps pour le calcul . 5
6.3 Données d’entrée . 5
6.3.1 Caractéristiques géométriques . 5
6.3.2 Valeurs de conductivité thermique . 5
6.3.3 Émissivité des surfaces. 6
6.3.4 Conditions générales aux limites . 6
6.3.5 Conditions aux limites de coffres de volets roulants . 6
6.4 Méthodes de calcul . 8
6.4.1 Détermination du coefficient de transmission thermique . 8
6.4.2 Traitement des cavités à l’aide de la méthode de radiosité . 8
6.4.3 Traitement de cavités à l’aide de la méthode de conductivité thermique
équivalente unique .18
7 Rapport.24
7.1 Contenu du rapport .24
7.2 Données géométriques .24
7.3 Données thermiques .25
7.3.1 Conductivité thermique .25
7.3.2 Émissivité .25
7.3.3 Conditions aux limites . .25
7.4 Présentation des résultats .25
Annexe A (normative) Données d’entrée et fiche technique pour la sélection de la
méthode — Modèle .26
Annexe B (informative) Données d’entrée et fiche technique pour la sélection de la
méthode — Choix par défaut .28
Annexe C (normative) Références régionales en ligne avec la politique de pertinence
globale de l’ISO .30
Annexe D (normative) Conductivité thermique et autres caractéristiques de
matériaux courants.31
Annexe E (normative) Résistances superficielles .34
Annexe F (normative) Détermination du coefficient de transmission thermique .36
Annexe G (normative) Exemples généraux pour la vérification des programmes de calcul à
l’aide de la méthode de radiosité pour le traitement des cavités .40
Annexe H (normative) Exemples d’encadrements de fenêtres pour la vérification des
programmes de calcul à l’aide de la méthode de radiosité pour le traitement des cavités 45
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii
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ISO 10077-2:2017(F)
Annexe I (normative) Exemples d’encadrements de fenêtres pour la vérification des
programmes de calcul à l’aide de la méthode de conductivité thermique unique
pour le traitement des cavités .57
Annexe J (normative) Essences de bois énumérées dans l’Annexe D .68
Bibliographie .70
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ISO 10077-2:2017(F)
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 nature volontaire des normes, la signification 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/ iso/ fr/ foreword .html.
L’ISO 10077-2 a été élaborée par le Comité technique CEN/TC 89, Performance thermique des bâtiments
et des composants du bâtiment, 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, de
l’Organisation internationale de normalisation (ISO), conformément à l’Accord de coopération technique
entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 10077-2:2012), qui a fait l’objet
d’une révision technique afin de se conformer aux exigences de l’ensemble de normes PEB. Elle reprend
également le rectificatif technique ISO 10077-2:2012/Cor 1:2012.
En outre, l’Article 6 a fait l’objet d’une révision technique, caractérisée par:
— l’ajout d’une nouvelle approche pour le traitement des cavités;
— la séparation entre conduction/convection et le rayonnement;
— l’introduction de la méthode de radiosité.
L’Annexe H et l’Annexe G ont également été ajoutées.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 10077, se trouve sur le site Web de l’ISO.
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ISO 10077-2:2017(F)
Introduction
Le présent document fait partie d’un ensemble de normes visant à l’harmonisation internationale de
la méthodologie d’évaluation de la performance énergétique des bâtiments. Dans le présent document,
cette série est qualifiée d’«ensemble de normes PEB».
Toutes les normes PEB sont soumises à des règles particulières visant à garantir la cohérence, la clarté
et la transparence d’ensemble.
L’ensemble de normes PEB offre une certaine souplesse quant aux méthodes, données d’entrée
nécessaires et références à d’autres normes PEB, grâce à l’introduction d’un modèle normatif dans
l’Annexe A et l’Annexe B, qui propose des choix par défaut à caractère informatif.
Pour utiliser correctement le présent document, un modèle normatif est donné dans l’Annexe A pour
spécifier ces choix. Les choix par défaut à caractère informatif sont donnés dans l’Annexe B.
Dans le présent document, les principaux groupes cibles sont les architectes, les ingénieurs et les
organismes de régulation.
Utilisation par les organismes de régulation ou à leur profit: au cas où l’ISO 52000-1 est utilisée dans
le cadre d’exigences légales nationales ou régionales, des choix obligatoires peuvent être imposés
à un niveau national ou régional pour de telles applications spécifiques. Ces choix (qu’il s’agisse des
choix par défaut à caractère informatif donnés dans l’Annexe B ou de choix adaptés aux besoins
nationaux/régionaux, mais respectant dans tous les cas le modèle de l’Annexe A du présent document)
peuvent être disponibles sous forme d’une annexe nationale ou d’un document (juridique par exemple)
distinct (fiches de données à l’échelle nationale).
NOTE 1 Par conséquent dans ce cas:
— les organismes de régulation seront amenés à spécifier leurs choix;
— l’utilisateur individuel sera amené à appliquer les directives du document afin d’évaluer la performance
énergétique d’un bâtiment, et donc à faire usage des choix déterminés par les organismes de régulation.
Les sujets abordés dans le présent document peuvent être soumis à une réglementation publique. La
réglementation publique portant sur les mêmes sujets peut prendre le pas sur les valeurs par défaut
figurant dans l’Annexe B du présent document. La réglementation publique portant sur des sujets
identiques peut même, pour certaines applications, prendre le pas sur le présent document. En règle
générale, les exigences légales et les choix ne sont pas publiés dans des normes, mais plutôt dans des
documents juridiques. Afin d’éviter des publications dupliquées et des difficultés dans l’actualisation
de documents dupliqués, une annexe nationale peut se référer à des textes juridiques dans lesquels
des choix ont été retenus par les autorités publiques au niveau national. Des annexes nationales ou des
fiches de données nationales différentes peuvent s’adresser à 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 de données contenant les choix et les
valeurs nationales ou régionales, selon le modèle de l’Annexe A. Dans ce cas, une annexe nationale
(par exemple NA) est recommandée, contenant une référence à ces feuilles de données;
— 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 des valeurs et des choix nationaux ou régionaux.
D’autres groupes cibles représentent des parties souhaitant justifier leurs hypothèses en classant la
performance énergétique d’un bâtiment d’un parc immobilier prévu à cet effet.
De plus amples informations sont fournies dans le Rapport technique (ISO/TR 52022-2) joint au présent
document.
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ISO 10077-2:2017(F)
Le cadre dans lequel s’inscrit la PEB globale comporte:
a) les termes communs, définitions et symboles;
b) les limites des bâtiments et limites de l’évaluation;
c) l’agencement des bâtiments en catégories de locaux;
d) la méthode du calcul de la PEB (formules portant sur la consommation d’énergie, l’énergie fournie,
produite et/ou destinée à la parcelle à bâtir (ou chantier de construction) et dans les sites voisins);
e) une série de formules générales et de relations entrées-sorties, reliant les différents éléments
relevant de l’évaluation de la PEB globale;
f) des exigences générales applicables à la PEB traitant de calculs partiels;
g) des règles portant sur la combinaison de différents locaux en zones;
h) des indicateurs de performance;
i) la méthodologie d’évaluation de la performance énergétique des bâtiments mesurés.
L’ISO 10077 est constituée de deux parties. Le présent document a pour objet de fournir des valeurs
calculées des caractéristiques thermiques de profilés, destinées à être employées comme données
d’entrée dans la méthode de calcul du coefficient de transmission thermique des fenêtres, portes et
fermetures décrite dans l’ISO 10077-1. C’est une variante de la méthode d’essai de la boîte chaude décrite
dans l’EN 12412–2. Dans certains cas, la méthode à la boîte chaude est préférable, particulièrement si
les données physiques et géométriques ne sont pas disponibles ou si la forme géométrique du profilé est
complexe.
Bien que la méthode du présent document s’applique fondamentalement aux montants verticaux, c’est
une approximation acceptable pour des traverses horizontales (par exemple basses et hautes) et pour
des encadrements utilisés dans des positions inclinées (par exemple fenêtres de toit). Pour les calculs
effectués avec les vitrages en place, le flux de chaleur à travers l’encadrement ainsi que le champ de
température résultant sont des résultats secondaires utiles issus de ce calcul.
La série de normes ISO 10077 ne couvre ni les façades de bâtiments ni les façades-rideaux. Celles-ci sont
traitées dans l’ISO 12631.
Le Tableau 1 indique la position relative du présent document par rapport à l’ensemble des normes PEB
dans le contexte de la structure modulaire indiquée dans l’ISO 52000-1.
NOTE 2 Dans l’ISO/TR 52000-2, figure un tableau identique, avec, pour chaque module, les numéros des
normes PEB applicables et les rapports techniques joints, publiés ou en cours d’élaboration.
NOTE 3 Les modules représentent les normes PEB, bien qu’une (seule) norme PEB soit en mesure de couvrir
plus d’un module et qu’un (seul) module puisse être traité par plusieurs normes PEB, s’agissant, par exemple,
d’une méthode respectivement simplifiée et détaillée.
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ISO 10077-2:2017(F)
Tableau 1 — Position du présent document (en l’occurrence, M2–5), dans la structure modulaire
de l’ensemble de normes PEB
Bâtiment
Généralités Systèmes techniques de bâtiment
(en tant que tel)
Auto-
Dés- Eau ma-
Re-
Humi- hu- chaude tisme PV,
Sous-mo- Descrip- Chauf- froi- Venti- Éclai-
Descriptions Description difica- midi- do- et com- vent,
dule tions fage disse- lation rage
tion fica- mes- mande etc.
ment
tion tique du bâti-
ment
sub1. M1. M2. M3. M4. M5. M6. M7. M8. M9. M10. M11.
Généra-
1 Généralités Généralités
lités
Termes
communs et Besoins éner-
a
2 définitions, gétiques Besoins
symboles, uni- des bâtiments
tés et indices
Charge
Conditions et
(naturelles) puis-
3 Applications
intérieures sance
sans systèmes maxi-
males
Manière
d’expri-
Manière Manière
mer la
d’exprimer la d’exprimer la
4 perfor-
performance performance
mance
énergétique énergétique
énergé-
tique
Fonctions Transfert de
Émission
et limites chaleur
5 ISO 10077-2 et
des par transmis-
contrôle
bâtiments sion
Occupation des Transfert de Distribu-
bâtiments et chaleur tion
6
conditions par infiltration et
d’exploitation et ventilation contrôle
Agrégation des
services éner- Stoc-
Apports de
7 gétiques kage et
chaleur interne
et vecteurs contrôle
énergétiques
Généra-
Zone de Apports de
8 tion et
construction chaleur solaire
contrôle
Réparti-
tion des
Dynamique
Performance charges
des bâtiments
9 énergétique et condi-
(masse ther-
calculée tions
mique)
d’exploi-
tation
Perfor-
Performance Performance mance
10 énergétique énergétique éner-
mesurée mesurée gétique
mesurée
Inspec-
11 Inspection Inspection
tion
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ISO 10077-2:2017(F)
Tableau 1 (suite)
Bâtiment
Généralités Systèmes techniques de bâtiment
(en tant que tel)
Auto-
Dés- Eau ma-
Re-
Humi- hu- chaude tisme PV,
Sous-mo- Descrip- Chauf- froi- Venti- Éclai-
Descriptions Description difica- midi- do- et com- vent,
dule tions fage disse- lation rage
tion fica- mes- mande etc.
ment
tion tique du bâti-
ment
sub1. M1. M2. M3. M4. M5. M6. M7. M8. M9. M10. M11.
Manière
d’exprimer le
12 BMS
confort inté-
rieur
Conditions
environne-
13
mentales
extérieures
Calculs écono-
14
miques
a
Les modules grisés ne sont pas applicables.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10077-2:2017(F)
Performance thermique des fenêtres, portes et
fermetures — Calcul du coefficient de transmission
thermique —
Partie 2:
Méthode numérique pour les encadrements
1 Domaine d’application
Le présent document donne une méthode et des données d’entrée de référence pour le calcul du
coefficient de transmission thermique des encadrements et du coefficient de transmission thermique
linéique de leurs jonctions avec les vitrages ou les panneaux opaques.
Cette méthode peut également être utilisée pour évaluer la résistance thermique d’encadrements de
fermetures et les caractéristiques thermiques de coffres de volet roulant et de composants similaires
(par exemple stores).
Le présent document fournit également des critères pour la validation des méthodes numériques
utilisées dans ce calcul.
Le présent document ne couvre pas les effets du rayonnement solaire ni le transfert thermique
provoqué par des infiltrations d’air ou les transferts thermiques tridimensionnels créés par exemple
par des liaisons métalliques ponctuelles. Les effets des ponts thermiques entre les encadrements et la
structure du bâtiment ne sont pas pris en compte.
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 7345, Isolation thermique — Grandeurs physiques et définitions
ISO 10211, Ponts thermiques dans les bâtiments — Flux thermiques et températures superficielles —
Calculs détaillés
ISO 10292, Verre dans la construction — Calcul du coefficient de transmission thermique U, en régime
stationnaire des vitrages multiples
ISO 10456:2007, Matériaux et produits pour le bâtiment — Propriétés hygrothermiques — Valeurs utiles
tabulées et procédures pour la détermination des valeurs thermiques déclarées et utiles
ISO 12567-2:2005, Isolation thermique des fenêtres et portes — Détermination de la transmission
thermique par la méthode à la boîte chaude — Partie 2: Fenêtres de toit et autres fenêtres en saillie
ISO 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
ISO 52000-1, Performance énergétique des bâtiments — Évaluation cadre PEB — Partie 1: Cadre général
et modes opératoires
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ISO 10077-2:2017(F)
EN 673, Verre dans la construction — Détermination du coefficient de transmission thermique U —
Méthode de calcul
EN 12519, Fenêtres et portes pour piétons — Terminologie
NOTE 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).
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 7345, l’EN 12519,
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 http:// www .electropedia .org/
— Plateforme de consultation en ligne ISO: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
norme PEB
[10]
norme satisfaisant aux exigences spécifiées dans l’ISO 52000-1, la CEN/TS 16628 et la
[11]
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 (Mandat M/480) et viennent à l’appui
des exigences essentielles de la Directive UE 2010/31/CE sur la performance énergétique des bâtiments (DPEB).
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 Symboles et indices
4.1 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l’ISO 52000-1 ainsi que les suivants
s’appliquent.
Symbole Grandeur Unité
2
A surface m
b largeur perpendiculaire au sens du flux de chaleur m
d profondeur parallèle au sens du flux de chaleur m
2 4/3
C constante dans la formule relative au nombre de Nusselt W/(m ·K )
E émittance entre surfaces opposées —
F facteur de forme —
2
h coefficient d’échange thermique W/(m ·K)
2D
L coefficient de couplage thermique bidimensionnel W/(m·K)
l longueur m
Nu nombre de Nusselt —
2
q densité de flux thermique W/m
2
R résistance thermique m ·K/W
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 10077-2:2017(F)
Symbole Grandeur Unité
r distance m
T température thermodynamique K
2
U coefficient de transmission thermique W/(m ·K)
2 4
σ constante de Stefan-Boltzmann W/(m ·K )
ε émissivité —
λ conductivité thermique W/(m·K)
Ψ coefficient de transmission thermique linéique W/(m·K)
Θ température °C
4.2 Indices
Pour les besoins du présent document, les indices donnés dans l’ISO 52000-1 ainsi que les suivants
s’appliquent.
Indice Description
c convectif (de surface à surface)
e extérieur
g vitrage
eq équivalent
f encadrement
fr encadrement adjacent au coffre de volet roulant
i intérieur
rb rayonnement d’un corps noir
m moyenne
p panneau
r radiatif
s lame (d’air ou de gaz)
sb coffre de volet roulant
se face extérieure
si surface intérieure
5 Méthode de calcul
5.1 Valeur de sortie de la méthode
Les valeurs de sortie possibles du présent document sont les suivantes:
— coefficient de transmission thermique d’un encadrement, U ;
f
— coefficient de transmission thermique d’un coffre de volet roulant, U ;
sb
— coefficient de transmission thermique linéique de la jonction d’un encadrement avec un vitrage,
Ψ ou un panneau opaque, Ψ .
g p
5.2 Principe général
Le calcul est effectué à l’aide d’une méthode numérique bidimensionnelle conforme à l’ISO 10211. Les
éléments doivent être divisés de sorte que toute division supplémentaire n’affecte pas sensiblement
le flux thermique calculé. L’ISO 10211 définit les critères permettant de déterminer si le nombre de
subdivisions utilisé est suffisant.
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Questions, Comments and Discussion
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