ISO 6946-2:1986
(Main)Thermal insulation — Calculation methods — Part 2: Thermal bridges of rectangular sections in plane structures
Thermal insulation — Calculation methods — Part 2: Thermal bridges of rectangular sections in plane structures
Isolation thermique — Règles de calcul — Partie 2: Ponts thermiques en forme de poutre rectangulaire en partie courante des structures
General Information
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International Standard @ 694612
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONOMEXI(L\YHAPO/lHAR OPTAHM3AUblR fl0 CTAHI(L\APTM3AUMbl*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Thermal insulation - Calculation methods -
O
Part 2: Thermal bridges of rectangular sections in plane
structures
Isolation thermique - Règles de calcul - Partie 2: Ponts thermiques en forme de poutre rectangulaire en partie courante des
structures
First edition - 1986-11-15
- " UDC 699.86.001.24 Ref. No. IS0 6946/2-1986 (El
c
Descriptors : buildings, thermal insulation, rules of calculation
il
O
Price based on 10 pages
Y?
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 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, govern-
ISO, also take part in the work.
mental and non-governmental, in liaison with
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 694612 was prepared by Technical Committee
ISOITC 163, Thermal insulation.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless otherwise stated.
0 International Organization for Standardization, 1986 O
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 6946/2-1986 (E)
Thermal insulation - Calculation methods -
Part 2: Thermal bridges of rectangular sections in plane
structures
O Introduction 1 Scope and field of application
This part of IS0 6946 gives basic formulae for the calculation of
The presence of a thermal bridge in a plane building structure,
in winter and under steady state conditions, causes two
phenomena which are linked to one another: a) the zone of influence of a thermal bridge, i.e. the area in
which the heat flow has a noticeable component parallel to
the surfaces of the structure;
a) the temperature of the internal surface at the location of
the thermal bridge is lower than the internal surface
b) the lowest internal surface temperature at the location
temperature at other locations;
of a thermal bridge under steady state winter conditions and
under given internal and external ambient temperatures;
b) the areal density of the heat transfer rate at the location
of the thermal bridae is hiaher than that at other locations.
" ci the value of the areal thermal transmittance of a
building structure containing a thermal bridge.
O
To judge the practical consequences of these two phenomena
(risks of condensation and extra heat losses), a quantitative It is applicable only to thermal bridges with rectangular sections
analysis is necessary. This can be done by analytical or
in plane structures.
numerical methods with the aid of a computer. However, in the
early "sketching" stages of structural design, this method has
the disadvantage that, in many cases, the designer has neither
2 Reference
the time nor the skill to use computer programs.
IS0 7345, Thermal insulation - Physical quantities and defini-
This part of IS0 6946 presents simple, basic formulae which
tions.
can be used to determine in the sketching stage whether or not
the performance of a given building structure will meet given
requirements. In these formulae, quantities are introduced that
are characteristic of the thermal bridge concerned. For the 3 Definitions and symbols
numerical determination of these quantities, different methods
For the purposes of this part of IS0 6946, the definitions and
are possible.
symbols given in IS0 7345, together with the following, apply.
A simple, approximate method of calculation is given in
thermal bridge (in a plane building structure) (part of a
annex A. This method is based on the results of numerous
building envelope) : Location at which the composition differs
computer calculations.
from that of the adjacent surroundings and at which, in winter
and under steady state conditions, the internal surface
Some numerical examples are given in annex B.
temperature is lower than that on the adjacent surfaces.
1
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IS0 6946/2-1986 (E)
Building envelope
,---Thermal bridge 7 lnSulation
a C
e f
Figure 1 - Cross-sections of basic types of thermal bridgel)
5 Calculation method
4 Types of thermal bridge
With the limitations mentioned in clause 1, six basic types of
5.1 Auxiliary quantities
thermal bridge are distinguished, as shown in figure 1.
In the formulae given in 5.3 and 5.4, the auxiliary quantities UO,
The geometrical parameters of thermal bridges are shown in
UTB and Üare used. These are defined by formulae (I), (2) and
figure 2,
(3) respectively.
where
I is the length of the structure and of the thermal bridge;
5.1.1 Auxiliary quantity V0 [W/(m2.K)]
b is the width of the thermal bridge;
d is the thickness of the structure;
B is the width of the structure.
where
(ZRio is the sum of the thermal resistances, in square
metre kelvins per watt, from surface to surface, of the
subsequent layers at locations other than the thermal
bridge;
Ri is the surface thermal resistance, in square metre kelvins
per watt, at the interior surface;
Re is the surface thermal resistance, in square metre kelvins
per watt, at the exterior surface.
5.1.2 Auxiliary quantity UTB [W/(m2.K)]
UT, = [(CRITB +Ri +Re] -' . (2)
where
(CR)T~ is the sum of the thermal resistances, in square
Figure 2 - Geometrical parameters (view)
metre kelvins per watt, from surface to surface, of the
subsequent layers at the location of the thermal bridge;
The total area A is equal to BI, while the area of the thermal
bridge (ATB) is equal to bl.
Ri and Re are as defined in 5.1 .I.
In this part of IS0 6946, when cross-sections of structures that are part of the building envelope are illustrated, the outdoor climate is always
1)
presumed to be on the top (or the left-hand side) and the indoor climate on the bottom (or the right-hand side).
2
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IS0 6946/2-1986 (E)
5.1.3 Auxiliary quantity fl[W/(rn*.K)]
where
A is the total area, in square metres, of the structure;
AT, is the area, is square metres, of the thermal bridge;
B is the width, in metres, of the structure;
b is the width, in metres, of the thermal bridge.
5.2 Zone of influence of the thermal bridge
The width of the zone of influence on each side of the thermal
bridge, a, is defined as the larger of the two values obtained
from formulae (4a) and (4b) (see also figure 3):
... (4a)
ai = 24Ri di Âi
. . . (4b)
a, = 24R, de Â,
where
di is the thickness of the layer (either building envelope or
insulation) adjacent to the interior environment at locations
other than the thermal bridge;
Ai is the thermal conductivity, in watts per metre kelvin, of
the material of that layer;
Figure 3 - Geometrical parameters
(cross-section)
de is the thickness of the layer (either building envelope or
insulation) adjacent to the exterior environment at locations
other than the thermal bridge;
where
Â, is the thermal conductivity, in watts per metre kelvin, of
the material of that layer;
is the internal ambient temperature, in degrees Celsius;
Ri and Re are as defined in 5.1.1.
8, is the external ambient temperature, in degrees Celsius;
For homogeneous constructions, di and de are equal to half the
and the temperature difference ratio, [, explicitly expressed as
thickness of the construction.
[=- fli - TB
In the example shown in figure 3, a equals ai.
..,
81 - 8,
In the case where the width of the structure, B, (or the distance
is given by formula (6) :
between the axes of symmetry) does not cover the total zone of
influence on both sides of the thermal bridge (i.e. in the case
B < 2a + b), there is no simple approximate method of
where
. . . (6)
C = Ri[& + ?(UT, - U011
calculating either the lowest internal surface temperature or the
thermal transmittance.
where
U0 and Ri are as defined in 5.1 .I ;
5.3 Lowest internal surface temperature
UTB is as defined in 5.1.2;
The lowest internal surface temperature at the location of the
thermal bridge (8~~1 under steady state winter conditions is
q is a factor characteristic of the thermal bridge concerned.
calculated from formula (5):
In the case where B < 2a + b, the value of q changes with the
value of B.
3
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IS0 6946/2-1986 (E)
where
5.4 Thermal transmittance
b is the width, in metres, of the thermal bridge;
The thermal transmittance (U) of a building structure contain-
(7)
ing a thermal bridge shall be calculated from either formula
or (9):
( is a factor characteristic of the thermal bridge concerned.
Substitution of relation (8) as well as A = I - B and AT, = I b
(see clause 4) in relation (7) and taking into account formula (3)
where leads to relation (9):
u=ù+r- U'
..<
A is the total area, in square metres, of the structure;
B
ATB is the area, in square metres, of the thermal bridge;
where
-
U. is the auxiliary factor defined in 5.1 .I ;
U is the auxiliary quantity defined in 5.1.3;
I is the length, in metres, of the structure and the thermal
U' = 1 W/(m.K);
bridge;
B is the width, in metres, of the structure;
Ul is the linear thermal transmittance, in watts per metre
kelvin, of the thermal bridge.
( is a factor characteristic of the thermal bridge concerned.
U, can be expressed as:
In the case where B < 2a + b, the value of changes with the
value of B.
U1 = b UT8 + (U' . . . (8)
4
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IS0 6946/2-1986 (E)
Annex A
Approximate method to calculate the values of factors q and (
(This annex does not form part of the Standard.)
A.l Symbols Furthermore, the following assumptions were made:
In addition to the quantities defined in clauses 4, 5.1 and 5.2,
B = 1 m Ri = 0,13 m2.K/W Re = 0,04 m2.K/W
the following symbols are used in this annex:
The formulae given in the table may also be used when other
dins: thickness, in metres, of the insulation layer
surface thermal resistances have to be taken into account, pro-
d': 1 m
vided that they do n
...
Norme internationale @ 694612
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONOME)I(PYHAPO~HAR OPïAHH3AUHR fl0 CTAHAAPTM3AUHH*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Isolation thermique - Règles de calcul -
Partie 2: Ponts thermiques en forme de poutre
rectangulaire en partie courante des structures
Thermal insulation - Calculation methods - Part 2: Thermal bridges of rectangular sections in plane structures
Première édition - 1986-11-15
CDU 699.86.001.24 Réf. no : IS0 6946/2-1986 (FI
!!
Descripteurs : bâtiment, isolation thermique, règle de calcul.
P
Prix basé sur 10 pages
a
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
à cet effet. Les organisations internationaies, gouvernementaies et non gohverne-
créé
mentales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
75 Oh au moins des
mément aux procédures de I'ISO qui requièrent l'approbation de
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 6!346/2 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 163, Isolation thermique.
L'attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
O International Organization for Standardization, 1986 0
Printed in Switzerland
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NORME INTERNATIONALE IS0 6946/2-1986 (F)
Isolation thermique - Règles de calcul -
Partie 2: Ponts thermiques en forme de poutre
rectangulaire en partie courante des structures
1 Objet et domaine d’application
O Introduction
La présente partie de I‘ISO 6946 donne des formules fonda-
La présence d’un pont thermique en partie courante d’une
structure de bâtiment produit, en hiver et dans des conditions mentales pour le calcul de
de régime stationnaire, deux phénomènes qui sont rattachés
a) la zone d’influence d’un pont thermique, c’est-à-dire
à l‘autre:
l‘un
l’aire dans laquelle le flux thermique a une composante
parallèle aux surfaces de la structure perceptible;
ai la température de la surface interne à l’emplacement du
pont thermique est plus basse que la température de la sur-
b) la température la plus basse de la surface interne à
face interne à d’autres endroits:
l’emplacement du pont thermique dans des conditions
hivernales en régime stationnaire et dans des températures
b) la densité surfacique du flux thermique à l’emplacement
ambiantes internes et externes données;
du pont thermique est plus élevée qu’à d’autres endroits.
ci la valeur du coefficient de transmission thermique d‘une
Pour juger les conséquences pratiques de ces deux phéno-
structure de bâtiment contenant un pont thermique.
mènes (risque de condensation et pertes supplémentaires de
chaleur), il est nécessaire de faire une analyse quantitative. Cela
Elle est applicable uniquement aux ponts thermiques en forme
peut se faire par des méthodes analytiques ou numériques à
de poutre rectangulaire en partie courante des structures.
l’aide d’un ordinateur. Cependant dans les stades ((d‘ébauche))
des calculs des structures, cette méthode a l‘inconvénient que,
dans beaucoup de cas, l‘auteur du projet n’a ni le temps, ni
2 Raférence
l’habileté nécessaires pour utiliser des programmes d‘ordina-
teur.
IS0 7345, Isolation thermique - Grandeurs physiques et défi-
nitions.
La présente partie de I’ISO 6946 présente des formules simples
et fondamentales, qui peuvent facilement être utilisées pour
déterminer dans le stade d’ébauche, si la performance d‘une
3 Définitions et symboles
structure de bâtiment donnée satisfera ou non aux exigences
en question. Dans ces formules, des grandeurs caractéristiques
Dans le cadre de la présente partie de I‘ISO 6946, les définitions
du pont thermique en question sont introduites. Pour la déter-
et symboles donnés dans I’ISO 7345, ainsi que la définition sui-
mination numérique de ces grandeurs, on peut employer des
vante, sont applicables.
méthodes différentes.
pont thermique (en partie courante d’une structure de
Une méthode de calcul simple et approximative est donnée bâtiment) (faisant partie d‘une enveloppe de bâtiment) :
dans l‘annexe A. Cette méthode est basée sur les résultats de Emplacement où la composition est différente de celle des
nombreux calculs par ordinateur. matériaux adjacents et où, en hiver et dans des conditions de
régime stationnaire, la température de la surface interne est
Quelques exemples numériques sont donnés dans l’annexe B. plus basse que celle des surfaces adjacentes.
1
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IS0 6946/2-1986 (F)
Enveloppe de bâtiment
/- rPont thermique -Isolation
a b
d e
Figure 1 - Sections transversales des types fondamentaux de ponts thermiques')
4 Types de ponts thermiques 5 Mode de calcul
Dans le cadre des limites mentionnées au chapitre 1, on dis-
5.1 Grandeurs auxiliaires
tingue six types fondamentaux de ponts thermiques, comme
représenté sur la figure 1.
Dans les formulecdonnées en 5.3 et 5.4, les grandeurs auxili-
aires U,, UTB et U sont employées. Elles sont définies par les
Les paramètres géométriques des ponts thermiques sont don-
formules (I), (2) et (3) respectivement.
nés sur la figure 2,
où
5.1.1 Grandeur auxiliaire U0 [W/(m2.K)]
I est la longueur de la structure et du pont thermique;
... (1)
U0 = [(ER)() +Ri + Re] -'
b est la largeur du pont thermique;
d est l'épaisseur de la structure;
0.ù
B est la largeur de la structure.
(CRI0 est la somme des résistances thermiques, en mètres
carrés kelvins par watt, de surface à surface, des couches
subséquentes aux emplacements autres que le pont thermi-
que;
Ri est la résistance thermique, en mètres carrés kelvins par
watt, de la surface intérieure;
Re est la résistance thermique, en mètres carrés kelvins par
watt, de la surface extérieure.
5.1.2 Grandeur auxiliaire UTB [W/(m2.K)]
où
(CRITB est la somme des résistances thermiques, en
Figure 2 - Paramètres géométriques (vue)
mètres carrés kelvins par watt, de surface à surface, des
couches subséquentes à l'emplacement du pont thermique;
L'aire totale A est égale à BI et l'aire du pont thermique ATB est
égale à bl. Ri et Re sont définies en 5.1.1.
Dans la présente partie de l'lS0 6946, lorsqu'on présente les sections transversales des structures qui font partie d'une enveloppe de bâtiment,
1)
l'ambiance extérieure est toujours supposée comme étant en haut (ou à gauche) et l'ambiance intérieure en bas (ou à droite).
2
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IS0 6946/2-1986 (FI
5.1.3 Grandeur auxiliaire U[W/im2.K)]
où
A est l'aire totale, en mètres carrés, de la structure;
.-
AT, est l'aire, en mètres carrés, du pont thermique;
a
B est la largeur, en mètres, de la structure;
b est la largeur, en mètres, du pont thermique.
-
Q
5.2 Zone d'influence du pont thermique
La largeur, a, de la zone d'influence de chaque côté du pont
thermique est définie comme la plus grande des deux valeurs al
a
obtenues à l'aide des formules suivantes (voir aussi figure 3) :
.-
a
ai = 24m . (4a)
a, = 24m .(4b)
où
di est l'épaisseur de la couche (soit de l'enveloppe du bâti-
ment, soit de l'isolation) adjacente à l'environnement inté-
rieur aux emplacements autres que le pont thermique;
Âi est la conductivité thermique, en watts par mètre kelvin,
du matériau de cette couche;
Figure 3 - Paramètres géométriques
(section transversale)
de est l'épaisseur de la couche (soit de l'enveloppe du bâti-
ment, soit de l'isolation) adjacente à l'environnement exté-
où
rieur aux emplacements autres que le pont thermique;
ffi est la température interne ambiante, en degrés Celsius;
Le est la conductivité thermique, en watts par mètre kelvin,
du matériau de cette couche;
ff, est la température externe ambiante, en degrés Celsius;
Ri et Re sont définies en 5.1.1.
et le rapport de la différence deJempérature, [, exprimé explici-
tement comme
Pour les constructions homogènes, di et de sont égaux à la
moitié de l'épaisseur de la construction.
(=- ffi - ff~~
... (5a)
ffi - ff,
Dans l'exemple représenté à la figure 3, a est égal à q.
est donné par la formule suivante:
Dans le cas où l'épaisseur, B, de la structure (ou la distance
entre les axes de symétrie) ne couvre pas la zone complète
d'influence de deux côtés du pont thermique (.c'est-à-dire dans
[=Ri[&+ ~(UTS- Uoi] . (6)
le cas où B < 2a + b), il n'y a pas de méthode approximative
simple pour calculer soit la température surfacique interne la où
plus basse, soit la transmission thermique.
U. et Ri sont définis en 5.1 .I;
UTB est défini en 5.1.2;
5.3 Température surfacique interne la plus basse
La température surfacique interne la plus basse, ffTB, à I'empla- q est un facteur caractéristique du pont thermique en
cement du pont thermique, dans des conditions hivernales en question.
régime stationnaire, est calculée à l'aide de la formule suivante:
Dans le cas où B < 2a + b, la valeur de q change avec la valeur
de B.
3
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~ IS0 6946/2-1986 (FI
où
1 5.4 Coefficient de transmission thermique
b est la largeur, en mètres, du pont thermique;
Le coefficient de transmission thermique, U, d'une structure de
bâtiment contenant un pont thermique doit être calculé à l'aide
U' = 1 W/(m.K);
des formules suivantes [(7) ou (911 :
est un facteur caractéristique du pont thermique en
question.
Si l'on introduit dans la formule (7) la valeur de U, de la formule
(8) ainsi que les valeurs de A = BI et AT, = 61, et en prenant
où
en considération la formule (31, on obtient la relation suivante:
A est l'aire totale, en mètres carrés, de la structure;
U=ü+(- U'
. . . (9)
B
A,, est l'aire, en mètres carrés, du pont thermique;
où
U. est la grandeur auxiliaire définie en 5.1.1 ; Ü est la grandeur auxiliaire définie en 5.1.3;
U' = 1 W/(m.K);
1 est la longueur, en mètres, de la structure et du pont
thermique;
B est la largeur, en mètres, de la structure;
U, est la transmission thermique linéaire, en watts par
( est un facteur caractéristique du pont thermique en
mètre kelvin, du pont thermique.
question.
U, peut être exprimé comme suit:
Dans le cas où B < 2a + b, la valeur de ( change avec la valeur
... (8) de B.
U1 = b UTB + (U'
4
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IS0 6946/2-1986 (FI
Annexe A
Méthode approximative pour calculer les valeurs des facteurs q et
(Cette annexe ne fait pas partie intégrante de la norme.)
A.l Symboles En outre, les hypothèses suivantes ont été faites:
En plus des grandeurs déjà définies au chapitre 4, en 5.1 et 5.2,
B = 1 m Ri = 0,13 m2.K/W Re = 0,04 m2.K/W
les symboles suivants sont employés dans la présente annexe:
dins: épaisseur, en mètres, de la couche d'isolation
Les formules données dans le tableau p
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.