ISO 13788:2012
(Main)Hygrothermal performance of building components and building elements — Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation — Calculation methods
Hygrothermal performance of building components and building elements — Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation — Calculation methods
ISO 13788:2012 gives simplified calculation methods for: The internal surface temperature of a building component or building element below which mould growth is likely, given the internal temperature and relative humidity. The method can also be used to assess the risk of other internal surface condensation problems. The assessment of the risk of interstitial condensation due to water vapour diffusion. The method used does not take account of a number of important physical phenomena including the variation of material properties with moisture content; capillary suction and liquid moisture transfer within materials; air movement from within the building into the component through gaps or within air spaces; the hygroscopic moisture capacity of materials. The time taken for water, from any source, in a layer between two high vapour resistance layers to dry out and the risk of interstitial condensation occurring elsewhere in the component during the drying process.
Performance hygrothermique des composants et parois de bâtiments — Température superficielle intérieure permettant d'éviter l'humidité superficielle critique et la condensation dans la masse — Méthodes de calcul
L'ISO 13788:2012 donne des méthodes de calcul simplifié permettant de déterminer: 1. La température de surface intérieure minimale d'un composant ou d'une paroi de bâtiment nécessaire pour rendre improbable le développement de moisissures, compte tenu de la température et de l'humidité relative intérieures. Cette méthode peut également être utilisée pour évaluer le risque d'autres problèmes de condensation superficielle intérieure. 2. Le risque de condensation dans la masse dû à la diffusion de vapeur d'eau. La méthode utilisée ne tient pas compte d'un certain nombre de phénomènes physiques importants, parmis lesquels la variation des propriétés de matériaux avec la teneur en humidité; l'absorption capillaire et le transfert d'humidité à l'état liquide dans les matériaux; la perméabilité à l'air des parois via des espaces ou des lames d'air; la capacité hygroscopique des matériaux. 3. Le temps mis par l'eau, provenant de toute source, se trouvant dans une couche située entre deux couches de forte résistance à la vapeur, pour sécher, et le risque de condensation dans la masse survenant ailleurs dans le composant au cours du processus de séchage.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13788
Second edition
2012-12-15
Hygrothermal performance of
building components and building
elements — Internal surface
temperature to avoid critical
surface humidity and interstitial
condensation — Calculation methods
Performance hygrothermique des composants et parois de
bâtiments — Température superficielle intérieure permettant d’éviter
l’humidité superficielle critique et la condensation dans la masse —
Méthodes de calcul
Reference number
©
ISO 2012
© ISO 2012
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Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions, symbols and units . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols and units . 3
3.3 Subscripts . 4
4 Input data for the calculations . 4
4.1 Material and product properties . 4
4.2 External boundary conditions . 4
4.3 Internal boundary conditions . 6
4.4 Surface resistances . 6
5 Calculation of surface temperature to avoid critical surface humidity .7
5.1 General . 7
5.2 Determining parameters . 7
5.3 Design for avoidance of mould growth, corrosion or other moisture damage. 7
5.4 Design for the limitation of surface condensation on low thermal inertia elements . 8
6 Calculation of interstitial condensation . 9
6.1 General . 9
6.2 Principle . 9
6.3 Limitation of sources of error .10
6.4 Calculation .10
6.5 Criteria used to assess building components .16
7 Calculation of drying of building components .16
7.1 General .16
7.2 Principle .17
7.3 Specification of the method .17
7.4 Criteria used to assess drying potential of building components .17
Annex A (informative) Internal boundary conditions .18
Annex B (informative) Examples of calculation of the temperature factor at the internal surface to
avoid critical surface humidity .20
Annex C (informative) Examples of calculation of interstitial condensation .24
Annex D (informative) Example of the calculation of the drying of a wetted layer .34
Annex E (informative) Relationships governing moisture transfer and water vapour pressure .37
Bibliography .40
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
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.
ISO 13788 was prepared by Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use in
the built environment, Subcommittee SC 2, Calculation methods in cooperation with CEN/TC 89, Thermal
performance of buildings and building components.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13788:2001), which has been
technically revised.
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Introduction
Moisture transfer is a very complex process and the knowledge of moisture transfer mechanisms, material
properties, initial conditions and boundary conditions is often limited. Therefore this International
Standard lays down simplified calculation methods, which assume that moisture transport is by vapour
diffusion alone and use monthly climate data. The standardization of these calculation methods does
not exclude use of more advanced methods. If other sources of moisture, such as rain penetration or
convection, are negligible, the calculations will normally lead to designs well on the safe side and if a
construction fails a specified design criterion according to this procedure, more accurate methods may
be used to show that the design will pass.
This International Standard deals with:
a) the critical surface humidity likely to lead to problems such as mould growth on the internal surfaces
of buildings,
b) interstitial condensation within a building component, in:
— heating periods, where the internal temperature is usually higher than outside;
— cooling periods, where the internal temperature is usually lower than the outside;
— cold stores, where the internal temperature is always lower than outside.
c) an estimate of the time taken for a component, between high vapour resistance layers, to dry,
after wetting from any source, and the risk of interstitial condensation occurring elsewhere in the
component during the drying process.
This International Standard does not cover other aspects of moisture, e.g. ground water and ingress of
precipitation.
In some cases, airflow from the interior of the building into the structure is the major mechanism for
moisture transport, which can increase the risk of condensation problems very significantly. This
International Standard does not address this issue; where it is felt to be important, more advanced
assessment methods should be considered.
The limitations on the physical processes covered by this International Standard mean that it can
provide a more robust analysis of some structures than others. The results will be more reliable for
lightweight, airtight structures that do not contain materials that store large amounts of water. They
will be less reliable for structures with large thermal and moisture capacity and which are subject to
significant air leakage.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13788:2012(E)
Hygrothermal performance of building components and
building elements — Internal surface temperature to avoid
critical surface humidity and interstitial condensation —
Calculation methods
1 Scope
This International Standard gives simplified calculation methods for:
a) The internal surface temperature of a building component or building element below which mould
growth is likely, given the internal temperature and relative humidity. The method can also be used
to assess the risk of other internal surface condensation problems.
b) The assessment of the risk of interstitial condensation due to water vapour diffusion. The method
used does not take account of a number of important physical phenomena including:
— the variation of material properties with moisture content;
— capillary suction and liquid moisture transfer within materials;
— air movement from within the building into the component through gaps or within air spaces;
— the hygroscopic moisture capacity of materials.
Consequently, the method is applicable only where the effects of these phenomena can be considered
to be negligible.
c) The time taken for water, from any source, in a layer between two high vapour resistance layers to
dry out and the risk of interstitial condensation occurring elsewhere in the component during the
drying process.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 6946:2007, Building components and building elements — Thermal resistance and thermal
transmittance — Calculation method
ISO 9346, Hygrothermal performance of buildings and building materials — Physical quantities for mass
transfer — Vocabulary
ISO 15927-1, Hygrothermal performance of buildings — Calculation and presentation of climatic data —
Part 1: Monthly means of single meteorological elements
3 Terms and definitions, symbols and units
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9346 and the following apply.
3.1.1
monthly mean temperature
mean temperature calculated from hourly values or the daily maximum and minimum temperature
over a month
3.1.2
temperature factor at the internal surface
difference between the temperature of the internal surface and the external air temperature, divided by
the difference between the internal operative temperature and the external air temperature, calculated
with a surface resistance at the internal surface R :
si
θθ−
si e
f =
R
si
θθ−
ie
Note 1 to entry: The operative temperature is taken as the arithmetic mean value of the internal air temperature
and the mean radiant temperature of all surfaces surrounding the internal environment.
Note 2 to entry: Methods of calculating the temperature factor in complex constructions are given in ISO 10211.
3.1.3
design temperature factor at the internal surface
minimum acceptable temperature factor at the internal surface:
θθ−
si,min e
f =
R
si,min
θθ−
ie
3.1.4
minimum acceptable temperature
lowest internal surface temperature before mould growth may start
3.1.5
mean annual minimum temperature
mean of the lowest temperature recorded in each year of a set of at least ten years’ data
3.1.6
internal moisture excess
rate of moisture production in a space divided by the air change rate and the volume of the space:
Δν=ν −ν =G/(n)⋅V
ie
3.1.7
water vapour diffusion-equivalent air layer thickness
thickness of a motionless air layer which has the same water vapour resistance as the material layer
in question:s =μ⋅d
d
3.1.8
relative humidity
ratio of the vapour pressure to the saturated vapour pressure at the same temperature:
p
ϕ=
p
sat
3.1.9
critical surface humidity
relative humidity at the surface that leads to deterioration of the surface, specifically mould growth
3.1.10
heating period
external climate that leads to risk of condensation when a building is being heated, so that the internal
temperature and vapour pressure are higher than outside
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3.1.11
cooling period
external climate that leads to risk of condensation when a building is being cooled, so that the internal
temperature and vapour pressure are lower than outside
3.2 Symbols and units
Symbol Quantity Unit
D water vapour diffusion coefficient in a material m /s
D water vapour diffusion coefficient in air m /s
G internal moisture production rate kg/h
M accumulated moisture content per area at an interface kg/m
a
R thermal resistance m ·K/W
R gas constant for water vapour = 462 Pa·m /(K·kg)
v
T thermodynamic temperature K
U thermal transmittance of component or element W/(m ·K)
V internal volume of building m
Z water vapour diffusion resistance with respect to partial vapour pressure m ·s·Pa/kg
p
Z water vapour diffusion resistance with respect to humidity by volume s/m
v
d material layer thickness m
f temperature factor at the internal surface -
Rsi
f design temperature factor at the internal surface -
Rsi,min
g density of water vapour flow rate kg/(m ·s)
−1
n air change rate h
p water vapour pressure Pa
q density of heat flow rate W/m
s water vapour diffusion-equivalent air layer thickness m
d
t time s
w moisture content mass by volume kg/m
δ water vapour permeability of material with respect to partial vapour pres- kg/(m·s·Pa)
p
sure
δ water vapour permeability of air with respect to partial vapour pressure kg/(m·s·Pa)
ν humidity of air by volume kg/m
Δν internal moisture excess, ν – ν kg/m
i e
Δp internal vapour pressure excess, p – p Pa
i e
φ relative humidity -
λ thermal conductivity W/(m·K)
μ water vapour resistance factor -
θ Celsius temperature °C
θ minimum acceptable surface temperature °C
si,min
3.3 Subscripts
an annual m mean
c condensation n interface
cr critical value s surface
e external air sat value at saturation
ev evaporation se external surface
eq equivalent (outside temperature) si internal surface
i internal air T total over the whole component or element
min minimum value
4 Input data for the calculations
4.1 Material and product properties
For the calculations, design values shall be used. Design values in product or material specifications or
the tabulated design values given in the standards referred to in Table 1 may be used.
Table 1 — Material and product properties
Property Symbol Design values
Thermal conductivity λ Obtained or determined in accordance with
Thermal resistance R ISO 10456.
Water vapour resistance factor μ
Obtained from ISO 10456 or determined in accord-
Water vapour diffusion-equivalent air s
d
ance with ISO 12572.
layer thickness
Thermal conductivity, λ, and water vapour resistance factor, μ, are applicable to homogenous materials
and thermal resistance, R, and water vapour diffusion-equivalent air layer thickness, s , apply primarily
d
to composite products or products without well-defined thickness.
For air layers, R is taken from ISO 6946 and s is assumed to be 0,01 m, independent of air layer thickness
d
and inclination.
4.2 External boundary conditions
4.2.1 Location
Unless otherwise specified, the external conditions used shall be representative of the location of the
building, taking account of altitude where appropriate.
NOTE Unless other information is available (for example in national standards), it can be assumed that
temperature falls by 1 K for every 200 m increase in altitude.
4.2.2 Time period for climatic data
For the calculation of the risk of surface mould growth or the assessment of structures for the risk of
interstitial condensation, monthly mean values, derived using the methods described in ISO 15927-1, or
in national standards, shall be used.
In the absence of national data or standards, the mean monthly temperatures shall be those likely to
occur once in 10 years, obtained from local climate records. If these data are not available, 2 K may
be subtracted from the monthly mean temperatures for an average year for calculations in a heating
climate, or 2 K added to the monthly mean temperatures for an average year in a cooling climate.
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For calculations of the risk of surface condensation on low thermal inertia elements such as windows
and their frames, the average, taken over several years, of the lowest daily mean temperature in each
year shall be used in the absence of any national standards.
4.2.3 External temperature
The following temperatures shall be used for the calculations.
a) For calculations of walls exposed to the outside, the external air temperature as specified in 4.2.1
and 4.2.2 shall be used.
b) For calculation of solid ground floors or walls below the ground, incorporate 2 m of soil below the
floor in the calculation. The monthly mean temperatures in the ground below this may be estimated
with the following steps:
— Take the twelve monthly mean external air temperatures: θ
m
— Average these to give the annual mean external air temperature: θ
an
— For each month calculate the average of the θ and θ : (θ +θ )/2
m an an m
— Displace the calculated values by one month, so the January value becomes February etc.
— If necessary, more detailed calculation of ground temperature may be carried out with the methods
in ISO 13370.
c) For calculations of suspended floors algorithms for the calculation of monthly subfloor temperatures
from the internal and external monthly temperatures are given in Annex E of ISO 13370
d) For calculations of roofs the monthly mean equivalent outside temperature, θ , which takes
eq
account of solar gain and cooling by long wave radiation, should be used; θ can be calculated
eq
using the methodology given in ISO 13790. As a simplified case, θ can be taken by subtracting 2 K
eq
from every monthly mean external air temperature.
4.2.4 External humidity
4.2.4.1 External air
To define the external air humidity conditions, use vapour pressure, p .
e
Monthly mean vapour pressure may be calculated from the mean temperature and relative humidity
using Formula (1).
pp=ϕθ (1)
()
ee sate
For calculations of the risk of surface condensation on low thermal inertia elements such as windows
and their frames, the external relative humidity corresponding to the temperatures defined in 4.2.2
shall be used.
NOTE In some climates the relative humidity associated with the mean annual minimum temperature can be
assumed to be 0,85.
4.2.4.2 Humidity conditions in the ground
Assume saturation (φ = 1).
4.3 Internal boundary conditions
4.3.1 Internal air temperature
Use values according to the expected use of the building.
NOTE Annex A gives a method for estimating internal air temperature from the external temperature.
4.3.2 Internal humidity
The internal air humidity can be either
a) obtained from
pp=+ Δp (2)
ie
Take values of Δp according to the expected use of the building.
Δp may be derived from the internal moisture excess, Δν, using
G
ΔΔpR==ν T RT (3)
vi vi
nV
Values of Δp for a range of building types may be found in Appendix A.
or
b) given as a monthly mean value φ when the internal relative humidity is known.
i
NOTE Annex A gives a method for estimating internal relative humidity from the external air temperature.
c) given as a constant φ when the internal relative humidity is kept constant e.g. by air-conditioning.
i
4.4 Surface resistances
4.4.1 Heat transfer
The value of R shall be taken as 0,04 m ⋅K/W.
se
For condensation or mould growth on opaque surfaces, an internal surface thermal resistance of
0,25 m ·K/W shall be taken to represent the effect of corners, furniture, curtains or suspended ceilings,
if there are no national standards.
The values of R given in Table 2 shall be used for the assessment of interstitial condensation, or surface
si
condensation on windows and doors.
Table 2 — Internal thermal resistances for the assessment of interstitial condensation, or
surface condensation on windows and doors
Direction of heat flow Thermal resistance
m2⋅K/W
Upwards 0,10
Horizontal 0,13
Downwards 0,17
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4.4.2 Water vapour transfer
The surface water vapour resistance is assumed to be negligible in the calculations in accordance with
this International Standard.
5 Calculation of surface temperature to avoid critical surface humidity
5.1 General
This clause specifies a method to design the building envelope to prevent the adverse effects of critical
surface humidity, e.g. mould growth.
NOTE Surface condensation can cause damage to unprotected building materials that are sensitive to
moisture. It can be accepted temporarily and in small amounts, e.g. on windows and tiles in bathrooms, if the
surface does not absorb the moisture and adequate measures are taken to prevent its contact with adjacent
sensitive materials.
There is a risk of mould growth when monthly mean surface relative humidities are above a critical
relative humidity, φ , which should be taken as 0,8 unless more specific information is available from
si,cr
National Regulations or elsewhere.
5.2 Determining parameters
Besides the external climate (air temperature and humidity), three parameters govern surface
condensation and mould growth:
a) the “thermal quality” of each building envelope element, represented by thermal resistance, thermal
bridges, geometry and internal surface resistance. The thermal quality can be characterized by the
temperature factor at the internal surface, f ;
Rsi
NOTE ISO 10211 gives a method for calculating weighting factors, when there is more than one inside
boundary temperature.
b) the internal moisture supply;
c) internal air temperature and the heating system and its settings.
5.3 Design for avoidance of mould growth, corrosion or other moisture damage
To avoid mould growth the monthly mean relative humidity at the surface should not exceed a critical relative
humidity φ , which should be taken as 0,8 unless more specific information is available from National
sicr
Regulations or elsewhere. Other criteria, e.g. φ ≤ 0,6 to avoid corrosion, can be used if appropriate.
sicr
The principal steps in the design procedure are to determine the internal air humidity and then, based
on the required relative humidity at the surface, to calculate the acceptable saturation humidity by
volume, ν , or vapour pressure, p , at the surface. From this value, a minimum surface temperature
sat sat
and hence a required “thermal quality” of the building envelope (for a given internal air temperature
and expressed by f ) is established.
Rsi
For each month of the year, go through the following steps:
a) define the external temperature in accordance with 4.2.3;
b) define the external humidity in accordance with 4.2.4;
c) define the internal temperature in accordance with national practice;
d) use the procedure defined in 4.3.2 to obtain the internal relative humidity;
e) with a maximum acceptable relative humidity at the surface, φ = φ , calculate the minimum
si sicr
acceptable saturation vapour pressure, p
sat
p
i
p θ = (4)
()
satsi
φ
sicr
f) determine the minimum acceptable surface temperature, θ , from the minimum acceptable
si,min
saturation vapour pressure calculated in e);
NOTE The temperature as a function of saturation vapour pressure can be found from Formula (E.3) or
Formula (E.4). Another option is to prepare a table or a graph, based on Formulae (E.1) and (E.2), indicating
the relationship between p and θ to find θ from p .
sat i sat
g) from the minimum acceptable surface temperature, θ , assumed internal air temperature, θ
si,min i
(see 4.3.1) and external temperature, θ , the minimum temperature factor, f , is calculated
e Rsi,min
according to the Formula in 3.1.3.
The month with the highest required value of f is the critical month. The temperature factor for
Rsi,min
this month is f and the building element shall be designed so that f is always exceeded, i.e.
Rsi,max Rsi,max
f > f .
Rsi Rsi,max
Examples of this procedure are given in Annex B.
For a given building design effective values of f can be derived:
Rsi
— for plane elements, from f = 1 – R U;
Rsi si
— where multidimensional heat flow occurs, from a finite element or similar programme in accordance
with ISO 10211.
5.4 Design for the limitation of surface condensation on low thermal inertia elements
The assessment of surface condensation on low thermal inertia elements such as, for example, windows
and their frames, which show fast response to temperature changes, requires a different procedure.
Condensation on the inside surface of window frames can be an inconvenience if the water runs onto
adjacent decorations, and can cause corrosion in metal frames or rot in wooden ones by penetrating
joints, e.g. between the frame and glass. Because of their impermeable surface finish, mould growth is
rarely a problem on window frames. The maximum acceptable relative humidity at the frame surface is
therefore φ = 1.
si
Some intermittent condensation on window frames may be acceptable, however the procedure specified
below will limit this.
a) Define the external temperature as the average, taken over several years, of the lowest daily mean
temperature in each year.
b) Define the internal temperature according to national practice.
c) Use the procedure defined in 4.3.2 to obtain the internal relative humidity.
d) With a maximum acceptable relative humidity at the internal surface, φ = 1,0, calculate the
si
minimum acceptable vapour pressure, p
sat
ppθ = (5)
()
satsii
e) Determine the minimum acceptable surface temperature, θ , from the minimum acceptable
si,min
saturation vapour pressure.
8 © ISO 2012 – All rights reserved
NOTE 1 The temperature as a function of saturation vapour pressure can be found from Formula (E.3) or
Formula (E.4). Another option is to prepare a table or a graph, based on Formulae (E.1) and (E.2) indicating
the relationship between p and θ to find θ from p .
sat i sat
f) From the minimum acceptable surface temperature θ , assumed internal air temperature, θ
si,min i
(see 4.3.1) and external temperature, θ , the required temperature factor of the building element,
e
f , is calculated according to the Formula in 3.1.3.
Rsi,min
Owing to the complex form and variety of materials used in window frames and the interactions between
the glass, frame and wall containing the window, heat flows and surface temperatures cannot, generally,
be calculated by simple one dimensional methods. Care therefore needs to be taken linking the minimum
acceptable surface temperature of the frame to the internal and external air temperatures.
Two, or if necessary three, dimensional finite element calculations on complete window systems including
the glazing, give surface temperatures that can be scaled to any combination of internal or external
temperatures. Calculations carried out with an insulation material, such as expanded polystyrene,
substituted for the glazing, used to obtain an equivalent thermal transmittance of the frame, do not give
accurate surface temperatures.
NOTE 2 Details of appropriate calculation methods are given in ISO 10077-2.
Various simplified methods have been developed to allow the calculation of realistic thermal
transmittances of complete windows taking account of multi-dimensional heat flows through the frame
and the spacer between the panes of double glazing. While these will give accurate heat flows, surface
temperatures will be seriously in error and they should not be used to estimate the risk of condensation.
6 Calculation of interstitial condensation
6.1 General
This clause gives a method to establish the annual moisture balance and to calculate the maximum
amount of accumulated moisture due to interstitial condensation. The method is an assessment rather
than an accurate prediction tool. It is suitable for comparing different constructions and assessing the
effects of modifications. It does not provide an accurate prediction of moisture conditions within the
structure under service conditions.
6.2 Principle
Starting with the first month in which any condensation is predicted, the monthly mean external
conditions are used to calculate the amount of condensation or evaporation in each of the 12 months of
a year. The accumulated mass of condensed water at the end of those months when condensation has
occurred is compared with the total evaporation during the rest of the year. One-dimensional, steady-
state conditions are assumed. The only effect of air movement considered is the presence of a continuous
air cavity, which is well ventilated to the outside as defined in ISO 6946. The effect of air movement
through the building component is not considered.
Moisture transfer is assumed to be pure water vapour diffusion, described by the following equation:
δ ΔΔp p
g==δ (6)
μ d s
d
−10
where δ = 2 × 10 kg/(m⋅s⋅Pa).
NOTE 1 δ depends on temperature and barometric pressure, but these influences are neglected in this
International Standard.
The density of heat flow rate is given by:
ΔΔθθ
q==λ (7)
dR
NOTE 2 The thermal conductivity, λ, and the thermal resistance, R, are assumed constant and the specific heat
capacity of the materials not relevant. For parallel sided homogeneous materials, R = d/λ. Heat sinks/sources due
to phase changes are neglected.
NOTE 3 Calculation methods according to this principle are often called “Glaser methods”. More advanced
methods are specified in EN 15026.
6.3 Limitation of sources of error
There are several sources of error caused by the simplifications described in 6.2.
a) The thermal conductivity depends on the moisture content, and heat is released/absorbed by
condensation/evaporation. This will change the temperature distribution and saturation values
and affect the amount of condensation/drying.
b) The use of constant material properties is an approximation.
c) Capillary suction and liquid moisture transfer occur in many materials and this may change the
moisture distribution.
d) Air movements within building materials, gaps, joints or air spaces may change the moisture
distribution by moisture convection. Rain or melting snow may also affect the moisture conditions.
e) The real boundary conditions are not constant over a month.
f) Most materials are at least to some extent hygroscopic and can absorb water vapour.
g) One-dimensional moisture transfer is assumed.
h) The effects of solar and long-wave radiation are neglected except for roofs.
NOTE Due to the many sources of error, this calculation method is less suitable for certain building
components and climates. Neglecting moisture transfer in the liquid phase normally results in an overestimate of
the risk of interstitial condensation.
This International Standard is not intended to be used for building elements where there is airflow
through or within the element or where rain water is absorbed.
6.4 Calculation
6.4.1 Material properties
Divide the building element into a series of parallel-sided homogeneous layers and define the material
properties of each layer and the surface coefficients in accordance with 4.4.1 and 4.4.2. Each layer in
multi-layer products or components, including any products with facings or coatings, shall be treated
as an individual layer, taking full account of their respective thermal and moisture vapour transmission
properties. Calculate the thermal resistance, R, and the water vapour diffusion-equivalent air layer
thickness, s , of each individual layer of the building element. It is recommended that elements with a
d
thermal resistance greater than 0,25 m ⋅K/W are subdivided into a number of notional layers each with
thermal resistance not exceeding 0,25 m ⋅K/W; these subdivisions are treated as separate material
layers with interfaces between them in all calculations.
If the element contains a layer which is well ventilated to the outside, as defined in 5.3.4 of ISO 6946:2007,
take no account of all material layers between the cavity and outside.
Some materials, such as sheet metals, effectively prevent the passage of any water vapour and therefore
have an infinite value of μ. However, as a finite value of μ for a material is required for the calculation
procedure, a value of 100 000 should be taken for these materials. This can lead to the prediction of
negligibly small amounts of condensation, which should be disregarded as due to the inaccuracy of the
calculation method.
10 © ISO 2012 – All rights reserved
Calculate the accumulated thermal resistance and the water vapour diffusion-equivalent air layer
thickness from the outside to each interface n.
n
′
RR=+ R (8)
nse ∑ j
j=1
n
′
ss= (9)
dd,,nj∑
j=1
The total thermal resistance and the water vapour diffusion-equivalent air layer thickness are given by
Formulae (10) and (11):
N
′
RR=+ RR+ (10)
Tsis∑ j e
j=1
N
′
ss= (11)
dT,,∑ d j
j=1
6.4.2 Boundary conditions for interstitial condensation
Define internal and external temperature and humidity according to 4.2.
If the element contains a layer which is well ventilated to the outside, assume the temperature and
vapour pressure in the cavity are the same as outside air. Assume the outside surface thermal resistance
is the same as the value for inside appropriate to the direction of heat flow, as defined in Table 2.
6.4.3 Starting month
Starting with any month of the year (the trial month), calculate the temperature, saturated vapour
pressure and vapour distributions through the component as specified in 6.4.4 and 6.4.5. Determine
whether any condensation is predicted.
If no condensation is predicted in the trial month, repeat the calculation with successive following
months until either:
a) no condensation has been found in any of the 12 months, then report the component as free from
condensation; or
b) a month is found with condensation, this is the starting month.
If condensation is predicted in the trial month, repeat the calculation with successively earlier months
until either:
c) condensation is predicted in all 12 months; then, starting in any month, calculate the total annual
accumulation of condensation as specified in 6.4.4, 6.4.5 and 6.4.6; or
d) a month is found with no condensation; then take the following month as the starting month.
NOTE In climates outside the tropics, with well defined seasons, choosing a trial month two or three months
before the coldest period of the year will normally allow the starting month to be found rapidly.
If a starting month has been determined, carry out the calculations specified in 6.4.4, 6.4.5 and 6.4.6 for
each month of the year, starting with the starting month.
6.4.4 Temperatures and saturated vapour pressure distribution
Calculate the temperature at each interface between materials according to:
R′
n
′
θθ=+ ()θθ− (12)
n e ie
R′
T
The temperature distribution in each layer is linear given the assumption of steady-state conditions,
see Figure 1.
(a) Plotted against the width of each layer (b) Plotted against thermal resistance of each
layer
Figure 1 — Temperature distribution in a multi-layer building element
Calculate the saturation vapour pressure from the temperature at each interface between material layers.
NOTE Expressions for saturation vapour pressure as a function of temperature are given in Annex E.
6.4.5 Vapour pressure distribution
Draw a cross section of the building element with the thicknesses of each layer equivalent to its water
vapour diffusion-equivalent air layer thickness, s , see Figure 2. Draw straight lines joining the saturation
d
vapour pressures at each interface between materials.
If there is no accumulated condensate from the previous month, draw the vapour pressure profile as a
straight line between the internal and external vapour pressure (p and p ). If this line does not exceed
i e
the saturation pressure at any interface, condensation does not occur; see Figure 2, in which the water
vapour pressure in the building component is lower at every point in the component than the vapour
saturation pressure.
The vapour flow rate through the building element may be calculated as:
pp−
ie
g=δ (13)
′
s
d,T
12 © ISO 2012 – All rights reserved
Figure 2 — Water vapour diffusion in a multi-layer building element without any interstitial
condensation
If the vapour pressure exceeds the saturation pressure at any interface, assume that the local value of
the vapour pressure is equal to the saturation pressure and redraw the vapour pressure as a series of
lines which touch, but do not exceed the saturation vapour pressure profile at as few points as possible,
see examples in Figures 3 and 4. These points are the condensation interfaces.
Figure 3 — Water vapour diffusion with interstitial condensation in one interface plane
6.4.6 Condensation rate
The rate of condensation is the difference between the amount of moisture transported to and the
amount of moisture transported from the condensation interface:
pp− pp−
ic ce
g =δ − (14)
c0
ss''− s'
d,Td,c d,c
In a building component with more than one condensation interface, maintain a record of the amount
of condensation in each interface.
Figure 4 — Water vapour diffusion with interstitial condensation in two interface planes
The rate of condensation is calculated for each condensation interface from the difference in slope
between successive straight lines, that is, in the case of two condensation interfaces (see Figure 4).
At interface c1:
pp− pp−
cc21 ce1
g =δ − (15)
c01
′ ′ ′
ss− s
dd,c21,c d,c1
At interface c2:
pp− pp−
ic2 cc21
g =δ − (16)
c02
ss′ − ′ ss′ − ′
dd,T ,c2 dd,c21,c
6.4.7 Evaporation
When there is condensate, accumulated from previous months, at one or more interfaces, the vapour
pressure shall be equal to the saturation pressure and the vapour pressure profile shall be drawn as
straight lines between the values representing internal vapour pressure, condensation interfaces and
external vapour pressure, see Figure 5. If the vapour pressure values exceed the saturation values at any
interface, redraw the vapour pressure lines as specified in 6.4.4.
Figure 5 — Evaporation from an interface in the building component
The rate of evaporation is calculated as
pp− pp−
ic ce
g =δ − (17)
ev 0
ss''− s'
d,Td,c d,c
14 © ISO 2012 – All rights reserved
NOTE The expressions for the rate of evaporation and condensation are the same. By convention, condensation
occurs if the expression is positive and evaporation if the expression is negative.
In a building component with more than one condensation interface the rate of evaporation is calculated
for each interface separately, see Figure 6.
Figure 6 — Evaporation from a building component, when condensation has occurred in two
interfaces
The rates of evaporation, for two evaporation interfaces, are calculated as (see Figure 6):
At interface c1:
pp− pp−
c2 c1 c1 e
g =δ − (18)
ev10
ss''− s'
d,c2 d,c1 d,c1
At interface c2:
pp− pp−
i c22cc1
g =δ − (19)
ev20
ss''− ss''−
dT, d,c2 d,c2 d,c1
If the accumulated amount of condensate at an interface at the end of the month is calculated as a
negative value, either set it to zero or calculate the time for the accumulated condensate to reach zero
and then divide the month into two sections, with and without condensate at the interface.
6.4
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13788
Deuxième édition
2012-12-15
Performance hygrothermique des
composants et parois de bâtiments —
Température superficielle
intérieure permettant d’éviter
l’humidité superficielle critique et
la condensation dans la masse —
Méthodes de calcul
Hygrothermal performance of building components and building
elements — Internal surface temperature to avoid critical surface
humidity and interstitial condensation — Calculation methods
Numéro de référence
©
ISO 2012
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions, symboles et unités . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles et unités . 3
3.3 Indices . 4
4 Données d’entrée pour les calculs . 4
4.1 Propriétés des matériaux et des produits . 4
4.2 Conditions aux limites extérieures . 5
4.3 Conditions aux limites intérieures . 6
4.4 Résistances de surface . 7
5 Calcul de la température de surface pour éviter la condensation superficielle .7
5.1 Généralités . 7
5.2 Paramètres déterminants . 7
5.3 Conception pour éviter le développement de moisissures, de corrosion ou d’autres
dommages dus à l’humidité . 8
5.4 Conception pour limiter la condensation superficielle sur des éléments de faible
inertie thermique . 9
6 Calcul de la condensation dans la masse .10
6.1 Généralités .10
6.2 Principe .10
6.3 Limitation des sources d’erreur .10
6.4 Calculs .11
6.5 Critères utilisés pour évaluer les éléments du bâtiment .17
7 Calcul du séchage des différents éléments du bâtiment .17
7.1 Généralités .17
7.2 Principe .18
7.3 Spécification de la méthode .18
7.4 Critères utilisés pour évaluer le potentiel de séchage des différents éléments
du bâtiment .18
Annexe A (informative) Conditions aux limites intérieures .19
Annexe B (informative) Exemples de calcul du facteur de température sur la surface intérieure
pour éviter une humidité superficielle critique .21
Annexe C (informative) Exemples de calcul de la condensation dans la masse .25
Annexe D (informative) Exemple de calcul du potentiel de séchage d’une couche mouillée .35
Annexe E (informative) Relations régissant le transfert d’humidité et la pression de
vapeur d’eau .38
Bibliographie .41
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 (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
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.
L’ISO 13788 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 163, Performance thermique et utilisation de
l’énergie en environnement bâti, sous-comité SC 2, Méthodes de calcul, , en collaboration avec le comité
technique CEN/TC 89, Performance thermique des bâtiments et des composants du bâtiment.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13788:2001) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
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Introduction
Le transfert d’humidité est un processus très complexe et la connaissance de ses mécanismes, des
propriétés des matériaux, des conditions initiales et des conditions limites est souvent insuffisante. Par
conséquent, la présente Norme internationale définit des méthodes de calcul simplifiées qui supposent
que le transfert d’humidité se fait uniquement par diffusion de vapeur d’eau et utilisent des données
climatiques mensuelles. La normalisation de ces méthodes de calcul n’exclut pas l’utilisation de méthodes
plus avancées. Si d’autres sources d’humidité, telles que la pénétration d’eau de pluie ou la convection
sont négligeables, les calculs conduiront normalement à des conceptions du bon côté de la sécurité et
si une construction ne répond pas à un critère de conception spécifié selon la présente méthode, il est
permis d’utiliser des méthodes plus précises pour valider la conception.
La présente Norme internationale traite de:
a) l’humidité de surface critique susceptible de conduire à des problèmes tels que la formation de
moisissure sur les surfaces intérieures des bâtiments, et
b) la condensation dans la masse d’un composant de bâtiment, dans les:
— périodes hivernales, où la température intérieure est d’habitude supérieure à celle extérieure;
— périodes estivales, où la température intérieure est d’habitude inférieure à celle extérieure;
— chambres froides, où la température intérieure est toujours inférieure à celle extérieure.
c) l’estimation du temps mis par un élément pour sécher, sachant qu’il se trouve entre des couches de
forte résistance à la vapeur d’eau et qu’il a été initialement mouillé à partir d’une source, et le risque de
condensation dans la masse survenant à un autre endroit de l’élément, au cours du processus de séchage.
La présente Norme internationale ne couvre pas les autres aspects de l’humidité, comme par exemple
l’eau du sol et les précipitations.
Dans certains cas, la perméabilité à l’air à travers la structure étudiée constitue le mécanisme majeur
du transfert de l’humidité, ce qui peut augmenter très significativement le risque de condensation. La
présente Norme internationale n’aborde pas cette question; mais il convient d’envisager des méthodes
d’évaluation plus élaborées lorsque cela revêt une certaine importance.
Le fait de limiter les phénomènes physiques à ceux couverts par la présente Norme internationale permet
une analyse plus robuste de certaines structures que d’autres. Les résultats seront plus fiables pour
les structures légères, étanches à l’air qui ne contiennent pas de matériaux qui retiennent de grandes
quantités d’eau. Ils seront moins fiables pour les structures ayant une grande capacité thermique et
hygroscopique et sujettes à des flux d’air importants.
NORME INTERNATIONALE ISO 13788:2012(F)
Performance hygrothermique des composants et parois
de bâtiments — Température superficielle intérieure
permettant d’éviter l’humidité superficielle critique et la
condensation dans la masse — Méthodes de calcul
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale donne des méthodes de calcul simplifié permettant de déterminer:
a) La température de surface intérieure minimale d’un composant ou d’une paroi de bâtiment nécessaire
pour rendre improbable le développement de moisissures, compte tenu de la température et de
l’humidité relative intérieures. Cette méthode peut également être utilisée pour évaluer le risque
d’autres problèmes de condensation superficielle intérieure.
b) Le risque de condensation dans la masse dû à la diffusion de vapeur d’eau. La méthode utilisée ne
tient pas compte d’un certain nombre de phénomènes physiques importants, parmis lesquels:
— la variation des propriétés de matériaux avec la teneur en humidité;
— l’absorption capillaire et le transfert d’humidité à l’état liquide dans les matériaux;
— la perméabilité à l’air des parois via des espaces ou des lames d’air;
— la capacité hygroscopique des matériaux.
Par conséquent, cette méthode ne s’applique que lorsque les effets de ces phénomènes peuvent être
considérés comme négligeables.
c) Le temps mis par l’eau, provenant de toute source, se trouvant dans une couche située entre deux
couches de forte résistance à la vapeur, pour sécher, et le risque de condensation dans la masse
survenant ailleurs dans le composant au cours du processus de séchage.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application 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 6946:2007, Composants et parois de bâtiments — Résistance thermique et coefficient de transmission
thermique — Méthode de calcul
ISO 9346, Performance hygrothermique des bâtiments et des matériaux pour le bâtiment — Grandeurs
physiques pour le transfert de masse — Vocabulaire
ISO 15927-1, Performance hygrothermique des bâtiments — Calcul et présentation des données climatiques —
Partie 1: Moyennes mensuelles des éléments météorologiques simples
3 Termes et définitions, symboles et unités
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 9346 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1.1
température moyenne mensuelle
température moyenne calculée à partir des valeurs horaires ou des températures journalières maximale
et minimale sur un mois
3.1.2
facteur de température sur la surface intérieure
différence entre la température de la surface intérieure et la température de l’air extérieur, divisée par
la différence entre la température opérationnelle de l’air intérieur et la température d’air extérieur
calculée avec une résistance superficielle à la surface intérieure R :
si
θθ−
si e
f =
Rsi
θθ−
ie
Note 1 à l’article: La température en vigueur est considérée comme la valeur de la moyenne arithmétique de
la température de l’air intérieur et de la température radiante moyenne de toutes les surfaces entourant
l’environnement intérieur.
Note 2 à l’article: Des méthodes permettant de calculer le facteur de température dans des constructions
complexes sont données dans l’ISO 10211.
3.1.3
facteur de température utile sur la surface intérieure
facteur de température minimal acceptable sur la surface intérieure:
θθ−
si,min e
f =
Rsi,min
θθ−
ie
3.1.4
température minimale acceptable
température de surface intérieure minimale pour éviter le développement de moisissures
3.1.5
température moyenne minimale annuelle
moyenne sur une période d’au moins dix ans de la température minimale enregistrée chaque année
3.1.6
excédent d’humidité intérieure
taux de production d’humidité dans un espace, divisé par le taux de renouvellement d’air et le
volume de l’espace:
Δv= v - v = G/(n V)
i e
3.1.7
épaisseur d’air équivalente pour la diffusion de vapeur d’eau
épaisseur d’une couche d’air immobile ayant la même résistance à la vapeur d’eau que la couche de
matériau concernée:
s = μ d
d
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
3.1.8
humidité relative
rapport de la pression de vapeur à la pression de vapeur saturante à la même température:
p
φ=
p
sat
3.1.9
humidité de surface critique
humidité relative à la surface conduisant à une détérioration de celle-ci, en particulier au développement
de moisissures
3.1.10
période hivernale
climat extérieur conduisant au risque de condensation en période de chauffage, de sorte que la
température intérieure et la pression de vapeur sont supérieures à celles extérieures
3.1.11
période estivale
climat extérieur conduisant au risque de condensation en période de refroidissement, de sorte que la
température intérieure et la pression de vapeur sont inférieures à celles extérieures
3.2 Symboles et unités
Symbole Grandeur Unité
D coefficient de diffusion de la vapeur d’eau dans un matériau m /s
D coefficient de diffusion de la vapeur d’eau dans l’air m /s
G taux de production d’humidité intérieure kg/h
M teneur en eau accumulée par unité de surface dans une interface kg/m
a
R résistance thermique m ·K/W
R constante de gaz pour la vapeur d’eau = 462 Pa·m /(K·kg)
v
T température thermodynamique K
U coefficient de transmission thermique d’un composant ou d’une paroi W/(m ·K)
V volume intérieur du bâtiment m
Z résistance à la diffusion de la vapeur d’eau par rapport à la pression m ·s·Pa/kg
p
partielle de vapeur d’eau
Z résistance à la diffusion de la vapeur d’eau par rapport à l’humidité s/m
p
volumique
d épaisseur d’une couche de matériau m
f facteur de température sur la surface intérieure -
Rsi
f facteur de température utile sur la surface intérieure -
Rsi,min
g densité du flux de vapeur d’eau kg/(m ·s)
−1
n taux de renouvellement d’air h
p pression de vapeur d’eau Pa
q densité de flux thermique W/m
s épaisseur d’air équivalente pour la diffusion de vapeur d’eau m
d
t temps s
w teneur en humidité en masse par volume kg/m
δ perméabilité à la vapeur d’eau du matériau par rapport à la pression kg/(m·s·Pa)
p
partielle de vapeur d’eau
Symbole Grandeur Unité
δ perméabilité à la vapeur d’eau de l’air par rapport à la pression par- kg/(m·s·Pa)
tielle de vapeur d’eau
ν humidité volumique de l’air kg/m
Δν excédent d’humidité intérieure, ν – ν kg/m
i e
Δp excédent de pression de vapeur intérieure, p – p Pa
i e
φ humidité relative -
λ conductivité thermique W/(m·K)
μ coefficient de résistance à la vapeur -
θ température Celsius °C
θ température de surface minimale acceptable °C
si,min
3.3 Indices
an annuel m moyenne
c condensation n interface
cr valeur critique s surface
e air extérieur sat valeur à la saturation
ev évaporation se surface extérieure
eq (température extérieure) équivalente si surface intérieure
i air intérieur T total sur l’ensemble du composant
ou de la paroi
min valeur minimale
4 Données d’entrée pour les calculs
4.1 Propriétés des matériaux et des produits
Pour les calculs, les valeurs utiles doivent être utilisées. Il est permis de se servir des valeurs utiles
figurant dans les spécifications de produit ou de matériau ou des valeurs utiles tabulées données dans
les normes mentionnées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — ― Propriétés du matériau et du produit
Propriété Symbole Valeurs utiles
Conductivité thermique λ
Obtenue ou déterminée conformément à
l’ISO 10456.
Résistance thermique R
Coefficient de résistance à la vapeur d’eau μ
Obtenue d’après l’ISO 10456 ou déterminée
Épaisseur d’air équivalente pour la diffusion s
d
conformément à l’ISO 12572.
de vapeur d’eau
La conductivité thermique, λ, et le coefficient de résistance à la vapeur d’eau, μ, sont applicables à des
matériaux homogènes tandis que la résistance thermique, R, et l’épaisseur d’air équivalente pour la
diffusion de vapeur d’eau, s , sont applicables principalement aux produits composites ou aux produits
d
sans épaisseur bien définie.
Pour les couches d’air, R est pris dans l’ISO 6946; s est supposé égal à 0,01 m quelles que soient l’épaisseur
d
et l’inclinaison de la couche d’air.
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4.2 Conditions aux limites extérieures
4.2.1 Situation géographique
Sauf indication contraire, les conditions extérieures utilisées doivent être représentatives de la situation
du bâtiment, en tenant compte du de l’altitude le cas échéant.
NOTE Sauf indication contraire (par exemple dans les normes nationales), on peut supposer que la
température chute de 1 K pour chaque élévation de 200 m.
4.2.2 Période pour les données climatiques
Pour le calcul du risque de moisissures superficielles ou l’évaluation des structures quant au risque de
condensation dans la masse, des valeurs moyennes mensuelles obtenues grâce aux méthodes décrites
dans l’ISO 15927-1 ou dans des normes nationales, doivent être utilisées.
En l’absence de données ou de normes nationales, les températures moyennes mensuelles doivent être
celles susceptibles de survenir une fois tous les dix ans, obtenues à partir des données climatiques
locales enregistrées. Si ces données ne sont pas disponibles, la valeur 2 K peut être retranchée des
températures moyennes mensuelles pour une année moyenne en ce qui concerne les calculs dans une
période hivernale, ou bien la valeur 2 K ajoutée aux températures moyennes mensuelles pour une année
moyenne en ce qui concerne les calculs dans une période estivale.
Pour le calcul du risque de condensation superficielle sur des parois de faible inertie thermique, comme
par exemple les fenêtres et leurs encadrements, il est nécessaire d’utiliser la moyenne, prise sur plusieurs
années, de la plus basse température journalière de chaque année en l’absence de normes nationales.
4.2.3 Température extérieure
Les températures suivantes doivent être utilisées pour les calculs.
a) Pour les murs exposés au climat extérieur, la température d’air extérieur telle que spécifiée en 4.2.1
et 4.2.2 doit être utilisée.
b) Pour les calculs relatifs aux dalles de rez-de-chaussée ou murs massifs en dessous du sol, inclure
2 m de terre sous le sol dans les calculs. Les températures mensuelles moyennes dans le sol peuvent
être estimées grâce aux opérations suivantes:
— Relever les douze températures mensuelles moyennes de l’air extérieur: θ
m
— Calculer la moyenne de celles-ci pour obtenir la température moyenne annuelle de l’air extérieur: θ
an
— Calculer pour chaque mois la moyenne de θ et θ : (θ +θ )/2
m an an m
— Décaler les valeurs obtenues d’un mois, afin que la valeur de janvier devienne celle de février, et
ainsi de suite.
— Si nécessaire, des calculs plus détaillés des températures du sol peuvent être effectués à l’aide des
méthodes décrites dans l’ISO 13370.
c) Pour les calculs relatifs aux planchers suspendus, des algorithmes pour les calculs des températures
mensuelles des planchers supports à partir des températures mensuelles intérieures et extérieures
sont donnés à l’Annexe E de l’ISO 13370.
d) Pour les calculs relatifs aux toitures, il convient d’utiliser la moyenne mensuelle de la température
extérieure équivalente vv≠⋅ϕθ() , qui tient compte du gain d’énergie solaire et du
ee sate
refroidissement par rayonnement de grandes longueurs d’onde. Les méthodes de calcul de θ sont
eq
données dans l’ISO 13790. Pour plus de simplification, la température extérieure équivalente, θ ,
eq
peut être obtenue en retranchant 2 K de toutes les valeurs moyennes mensuelles de la température
d’air extérieur.
4.2.4 Humidité extérieure
4.2.4.1 Air extérieur
Pour définir les conditions hygrométriques de l’air extérieur, utiliser la pression de vapeur, p .
e
Les valeurs moyennes mensuelles de la tension de vapeur peuvent être calculées à partir de la
température et de l’humidité relative moyennes à l’aide de l’Équation (1).
pp=φθ (1)
()
ee sate
Pour le calcul du risque de condensation superficielle sur des parois de faible inertie thermique,
comme par exemple les fenêtres et leurs encadrements, on doit utiliser l’humidité relative extérieure
correspondant aux températures définies en 4.2.2.
NOTE Dans certains climats, l’humidité relative correspondant à la température moyenne minimale annuelle
peut être supposée égale à 0,85.
4.2.4.2 Conditions hygrométriques dans le sol
Supposer la saturation (φ = 1).
4.3 Conditions aux limites intérieures
4.3.1 Température d’air intérieur
Utiliser des valeurs par rapport à l’usage prévu du bâtiment.
NOTE L’Annexe A fournit une méthode d’estimation de la température d’air intérieur à partir de la
température extérieure.
4.3.2 Humidité intérieure
L’humidité de l’air intérieur peut être:
a) obtenue de l’équation
pp=+ Δp (2)
ie
Utiliser des valeurs de Δp par rapport à l’usage prévu du bâtiment.
Les valeurs de Δp peuvent être calculées à partir de l’excédent d’humidité intérieure, Δν, à l’aide de l’équation
G
ΔΔpR==ν T RT (3)
vi vi
nV
Les valeurs de Δp pour une gamme de types de bâtiments peuvent être trouvées dans l’Annexe A
ou
b) donnée comme une valeur mensuelle moyenne φ quand l’humidité relative intérieure est connue
i
NOTE L’Annexe A fournit une méthode d’estimation de l’humidité relative intérieure à partir de la
température d’air extérieur.
6 © ISO 2012 – Tous droits réservés
c) donnée comme une constante φ quand l’humidité relative intérieure est gardée constante à l’aide
i
d’une climatisation par exemple.
4.4 Résistances de surface
4.4.1 Transfert de chaleur
0,04 m ⋅K/W doit être pris comme valeur de la résistance superficielle extérieure, R .
se
Pour la condensation ou la formation de moisissures sur des surfaces opaques, une résistance thermique
superficielle intérieure de 2 m ·K/W doit être prise pour représenter l’effet des coins, meubles, rideaux
ou des faux-plafonds, en l’absence de normes nationales.
Les valeurs de R (résistance superficielle intérieure) données dans le Tableau 2 doivent être utilisées
si
pour évaluer la condensation dans la masse ou la condensation superficielle sur les portes et fenêtres.
Tableau 2 — Résistances thermiques intérieures pour l’évaluation de la condensation dans la
masse ou la condensation superficielle sur les portes et fenêtres
Direction du flux ther- Résistance thermique
mique m ⋅K/W
De bas en haut 0,10
Horizontal 0,13
De haut en bas 0,17
4.4.2 Transmission de la vapeur d’eau
La résistance superficielle à la vapeur d’eau est supposée négligeable dans les calculs conformes à la
présente Norme internationale.
5 Calcul de la température de surface pour éviter la condensation superficielle
5.1 Généralités
Le présent article spécifie une méthode de conception de l’enveloppe du bâtiment destinée à empêcher
les effets nuisibles de la condensation superficielle (par exemple, le développement de moisissures).
NOTE Une condensation superficielle est susceptible de causer des dommages sur des matériaux de
construction non protégés sensibles à l’humidité. Elle peut être acceptée temporairement et en petites quantités
(par exemple, sur des fenêtres et des carreaux dans les salles de bain) si la surface n’absorbe pas l’humidité et si
des mesures appropriées sont prises pour éviter son contact avec les matériaux sensibles adjacents.
Des moisissures risquent d’apparaître si la valeur moyenne mensuelle de l’humidité relative superficielle
est supérieure à un seuil critique, φ , qu’il convient de considérer comme étant égale à 0,8 en l’absence
sicr
d’informations plus spécifiques disponibles dans les réglementations nationales ou ailleurs.
5.2 Paramètres déterminants
Outre le climat extérieur (température et humidité de l’air), trois paramètres régissent la condensation
superficielle et le développement des moisissures:
a) la «qualité thermique» de chaque paroi extérieure du bâtiment, représentée par sa résistance
thermique, ses ponts thermiques, sa géométrie et sa résistance superficielle intérieure. La qualité
thermique peut être caractérisée par le facteur de température sur la surface intérieure, f ;
Rsi
NOTE L’ISO 10211 donne une méthode permettant de calculer les coefficients de pondération, quand il
existe plus d’une température des espaces intérieurs adjacents.
b) l’apport d’humidité intérieure;
c) la température de l’air intérieur et le système de chauffage et ses paramètres de réglage.
5.3 Conception pour éviter le développement de moisissures, de corrosion ou d’autres
dommages dus à l’humidité
Pour éviter la formation de moisissures, il convient que la valeur moyenne mensuelle de l’humidité
relative à la surface φ ne dépasse pas le seuil critique défini à 0,8 en l’absence d’informations plus
si,cr
spécifiques disponibles dans les réglementations nationales ou ailleurs. D’autres critères, par exemple
φ ≤ 0,6 pour éviter la corrosion, peuvent être appliqués, le cas échéant.
si,cr
Dans le processus de conception, les étapes principales consistent à déterminer l’humidité de l’air
intérieur puis à calculer, en se basant sur l’humidité relative nécessaire à la surface, l’humidité de
saturation, par volume, ν , ou la pression de vapeur saturante, p , acceptable à la surface. À partir de
sat sat
cette valeur, on détermine une température de surface minimale et, par conséquent, la «qualité
thermique» nécessaire de l’enveloppe du bâtiment (pour une température d’air intérieur donnée, et
exprimée par f ).
Rsi
Pour chacun des mois de l’année, effectuer les opérations suivantes:
a) définir la température extérieure selon 4.2.3;
b) définir l’humidité extérieure selon 4.2.4;
c) définir la température intérieure selon l’usage national;
d) Utiliser la procédure définie en 4.3.2 pour obtenir l’humidité relative intérieure.
e) avec une humidité relative maximale acceptable à la surface, φ = φ , calculer la pression de
si sicr
vapeur saturante, p , minimale acceptable.
sat
p
i
p θ = (4)
()
satsi
φ
sicr
f) déterminer la température de surface minimale acceptable, θ , à partir de la pression de vapeur
si, min
saturante minimale acceptable calculée en e).
NOTE La température peut être déduite de la pression de vapeur saturante à partir de l’Équation (E.3)
ou (E.4) de l’Annexe E. Une autre variante consiste à tracer un tableau ou un graphique basé sur les
Équations (E.1) et (E.2) indiquant la relation entre p et θ , pour trouver θ d’après p .
sat i sat
g) à partir de la température de surface minimale acceptable, θ , de la température d’air intérieur
si,min
présumée, θ (voir 4.3.1), et de la température extérieure, θ , le facteur de température minimal,
i e
f , se calcule selon l’Équation (2).
Rsi,min
Le mois ayant la plus grande valeur requise pour f est le mois critique. Le facteur de température
Rsi,min
de ce mois est f et la paroi de bâtiment doit être conçue de façon à toujours dépasser f ; donc
Rsi,max Rsi,max
f > f .
Rsi Rsi,max
Des exemples de ce mode opératoire sont donnés dans l’Annexe B.
Pour une conception de bâtiment donnée, des valeurs effectives de f peuvent être obtenues:
Rsi
— pour les éléments plats, à partir de R = 1 – R U
si si
— en cas de flux thermique multidimensionnel, à l’aide d’un programme de calcul aux éléments finis ou
similaire, selon l’ISO 10211.
8 © ISO 2012 – Tous droits réservés
5.4 Conception pour limiter la condensation superficielle sur des éléments de faible
inertie thermique
L’évaluation de la condensation superficielle sur des éléments de faible inertie thermique, comme
par exemple les fenêtres et leurs encadrements, qui sont sensibles aux changements de température,
nécessite une procédure différente.
La condensation sur la surface intérieure des encadrements de fenêtre peut constituer un désagrément
si l’eau ruisselle sur les décorations adjacentes et peut provoquer une corrosion dans les encadrements
métalliques ou un pourrissement de ceux en bois en s’infiltrant dans des jointures, par exemple entre
l’encadrement et le verre. En raison de leur fini de surface imperméable, les moisissures posent rarement
un problème sur les encadrements de fenêtre. L’humidité relative maximale acceptable est donc φ = 1
si
à la surface de l’encadrement.
Une condensation intermittente sur les encadrements de fenêtre peut être acceptable, cependant la
procédure spécifiée ci-dessous la limite.
a) Définir la température extérieure comme étant la moyenne, prise sur plusieurs années, des
températures minimales annuelles de chaque année.
b) Définir la température intérieure selon l’usage national.
c) Utiliser la procédure définie en 4.3.2 pour obtenir l’humidité relative intérieure.
d) Avec une humidité relative maximale acceptable à la surface, φ = 1,0, calculer la pression de vapeur,
si
p , minimale acceptable.
sat
ppθ = (5)
()
satsii
e) Déterminer la température de surface minimale acceptable, θ , à partir de la pression de vapeur
si,min
saturante minimale acceptable.
NOTE 1 La température peut être déduite de la pression de vapeur saturante à partir de l’Équation (E.3)
ou (E.4) de l’Annexe E. Une autre variante consiste à tracer un tableau ou un graphique basé sur les
Équations (E.1) et (E.2) indiquant la relation entre p et θ , pour trouver θ à partir de p .
sat i sat
f) À partir de la température de surface minimale acceptable θ de la température d’air intérieur
si,min
présumée, θ (voir 4.3.1) et de la température extérieure, θ , le facteur de température minimal,
i e
f , se calcule selon l’Équation (2).
Rsi,min
Du fait de la forme complexe et de la diversité des matériaux utilisés dans les encadrements de fenêtre
et des interactions entre le verre, l’encadrement et le mur contenant la fenêtre, les flux thermiques
et les températures de surface ne peuvent généralement pas être calculés par des méthodes simples
unidimensionnelles. Il faut donc prendre soin de relier la température de surface minimale acceptable
de l’encadrement aux températures d’air intérieur et extérieur.
Des calculs aux éléments finis à deux - ou si nécessaire - trois dimensions sur les systèmes de fenêtre
complets incluant le vitrage, donnent des températures de surface pouvant être reliées à toute
combinaison des températures intérieures ou extérieures. Les calculs exécutés avec un isolant, tel que
du polystyrène expansé, remplaçant le vitrage et utilisé pour obtenir un coefficient de transmission
thermique d’encadrement équivalent, ne donnent pas des températures de surface précises.
NOTE 2 Des détails sur les méthodes de calcul appropriées sont donnés dans l’ISO 10077-2.
Diverses méthodes simplifiées ont été développées pour permettre le calcul de coefficients de
transmission thermique réalistes pour des fenêtres complètes en tenant compte des flux thermiques
multidimensionnels au travers de l’encadrement et de l’intercalaire séparant les vitres d’un double
vitrage. Alors que ces méthodes donneront des flux thermiques précis, les températures de surface
seront sérieusement erronées et il convient de ne pas les utiliser pour estimer le risque de condensation.
6 Calcul de la condensation dans la masse
6.1 Généralités
Le présent article donne une méthode permettant de déterminer le bilan d’humidité annuel et de calculer
la quantité maximale d’humidité accumulée du fait de la condensation dans la masse. Cette méthode
est une évaluation plutôt qu’un outil de prédiction précis. Elle est valable pour comparer différentes
constructions et évaluer les effets de certaines modifications. Elle ne fournit pas une prédiction précise
des conditions hygrométriques dans la structure en œuvre.
6.2 Principe
En commençant par le premier mois pour lequel on prévoit de la condensation, on utilise les conditions
extérieures moyennes mensuelles pour calculer la quantité de condensation ou d’évaporation dans
chacun des douze mois d’une année. La masse accumulée d’eau condensée à la fin des mois durant
lesquels il y a eu condensation, est comparée à l’évaporation totale durant le reste de l’année. On suppose
un régime stationnaire et unidimensionnel. Le seul effet des déplacements d’air pris en compte est la
présence d’une cavité d’air continue, qui est bien ventilée vers l’extérieur telle qu’elle est définie dans
l’ISO 6946. L’effet de la perméabilité à l’air des éléments du bâtiment n’est pas pris en compte.
On suppose que le transfert d’humidité ne s’effectue que par diffusion de vapeur, ce qu’exprime
l’équation suivante:
air
δ
Δp Δp
p
air
g=⋅ =⋅δ (6)
p
μ Δx s
d
−10
où δ = 2 × 10 kg/(m⋅s⋅Pa).
NOTE 1 δ dépend de la température et de la pression barométrique mais ces influences sont négligées dans la
présente Norme internationale.
La densité de flux thermique est donnée par:
ΔθθΔ
q==λ (7)
ΔxRΔ
NOTE 2 On suppose que la conductivité thermique, λ, et la résistance thermique, R, sont constantes et que la
capacité thermique massique des matériaux n’intervient pas. Pour les matériaux homogènes à côtés parallèles,
R = d/λ. Les puits et sources de chaleur dus aux changements de phase sont négligés.
NOTE 3 Des méthodes de calcul selon ce principe sont souvent appelées «méthodes de Glaser». Des méthodes
plus élaborées sont décrites dans l’EN 15026.
6.3 Limitation des sources d’erreur
Il existe plusieurs sources d’erreur entraînées par les simplifications décrites en 6.2.
a) La conductivité thermique dépend de la teneur en eau et la chaleur est libérée/absorbée par
condensation/évaporation. Ce phénomène modifiera la répartition de température et les valeurs de
saturation et influera sur la quantité d’eau condensée/évaporée.
b) L’usage de propriétés constantes pour les matériaux est une approximation.
c) La succion capillaire et le transfert d’humidité à l’état liquide se produisent dans de nombreux
matériaux, ce qui peut modifier la répartition de l’humidité.
d) Des déplacements d’air au sein des matériaux de construction, des vides, des jointures ou des espaces
d’air peuvent modifier la répartition de l’humidité par convection. La pluie ou la neige fondante sont
également susceptibles de jouer sur les conditions d’humidité.
10 © ISO 2012 – Tous droits réservés
e) Les conditions limites réelles ne sont pas constantes pendant un mois.
f) Au moins dans une certaine mesure, la plupart des matériaux sont hygroscopiques et peuvent
absorber de la vapeur d’eau.
g) On suppose un transfert d’humidité unidimensionnel.
h) Les effets des rayonnements solaires et à grande longueur d’onde sont négligés sauf pour les toitures.
NOTE En raison des nombreuses sources d’erreur, cette méthode de calcul est moins bien adaptée à certains
composants de bâtiment et à certains climats. Le fait de négliger le transfert d’humidité en phase liquide entraîne
normalement une surestimation du risque de condensation dans la masse.
La présente Norme internationale n’est pas destinée à être utilisée pour les parois de bâtiment lorsqu’il
y a une circulation d’air à travers ou à l’intérieur de la paroi ou lorsque l’eau de pluie est absorbée.
6.4 Calculs
6.4.1 Propriétés des matériaux
Diviser l’élément de bâtiment en une série de couches homogènes à faces parallèles et définir les
propriétés de matériaux de chaque couche ainsi que les coefficients superficiels selon 4.4.1 et 4.4.2.
Chacune des couches des produits ou composants multicouches, y compris les produits avec parements
ou revêtements, doit être traitée séparément, en tenant totalement compte de ses propriétés thermiques
et de ses propriétés de transmission de la vapeur d’eau. Calculer la résistance thermique, R, et l’épaisseur
d’air équivalente pour la diffusion de vapeur d’eau, s , de chaque couche individuelle de la paroi. Il est
d
recommandé de subdiviser les éléments à résistance thermique supérieure à 0,25 m ⋅K/W en un certain
nombre de couches théoriques possédant chacune une résistance thermique n’excédant pas 0,25 m ⋅K/W;
ces subdivisions sont traitées dans tous les calculs comme des couches de matériau distinctes avec des
interfaces entre elles.
Si l’élément contient une couche qui est bien ventilée vers l’extérieur, comme défini en 5.3.4 de
l’ISO 6946:2007, ne pas tenir compte de toutes les couches de matériau entre la cavité et l’extérieur.
Certains matériaux, comme les tôles, empêchent effectivement le passage de toute vapeur d’eau et ont
donc une valeur infinie de μ. Cependant, comme une valeur μ finie est requise dans la procédure de
calcul, il convient de prendre une valeur de 100 000 pour ces matériaux. Cela peut laisser prévoir une
quantité négligeable d’eau condensée, qu’il convient de ne pas prendre en considération vu l’imprécision
de la méthode de calcul.
Calculer les valeurs cumulées de la résistance thermique et de l’épaisseur d’air équivalente pour la
diffusion de vapeur d’eau à partir de l’extérieur vers chaque interface n.
n
RR′ =+ R (8)
nsej∑
j=1
n
′
ss= (9)
dd,,nj∑
j=1
La résistance thermique totale et l’épaisseur d’air équivalente pour la diffusion de vapeur d’eau sont
données par les Équations (10) et (11):
N
′
RR=+ RR+ (10)
Tsis∑ j e
j=1
N
ss′ = (11)
dT,,∑ d j
j=1
6.4.2 Conditions aux limites pour la condensation dans la masse
Définir la température et l’humidité intérieures et extérieures selon 4.2.
Si l’élément contient une couche qui est bien ventilée vers l’extérieur, on suppose que la température et
la pression de vapeur dans la cavité sont similaires à celles de l’air extérieur. Supposer que la résistance
thermique superficielle extérieure est la même que la valeur à l’intérieur appropriée à la direction du
flux thermique, comme défini dans le Tableau 2.
6.4.3 Mois de départ
En partant d’un mois quelconque de l’année (le mois d’essai), calculer les répartitions de la température,
de la pression de vapeur saturante et de la vapeur à travers le composant comme indiqué en 6.4.4 et
6.4.5. Déterminer si de la condensation doit se produire.
Si aucune condensation n’est prévue durant le mois d’essai, répéter le calcul avec les mois suivants
successifs jusqu’à ce que:
a) soit aucune condensation n’ait été trouvée durant aucun des douze mois, le rapport doit alors
mentionner un composant exempt de condensation;
b) soit on trouve un mois avec de la condensation, c’est le mois de départ.
Si de la condensation est prévue durant le mois d’essai, répéter le calcul avec les mois précédents
successifs jusqu’à ce que:
c) soit de la condensation soit prévue pendant chacun des douze mois; alors, en partant de n’importe
quel mois, calculer l’accumulation de condensat
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13788
Deuxième édition
2012-12-15
Version corrigée
2020-05
Performance hygrothermique des
composants et parois de bâtiments —
Température superficielle
intérieure permettant d'éviter
l'humidité superficielle critique et
la condensation dans la masse —
Méthodes de calcul
Hygrothermal performance of building components and building
elements — Internal surface temperature to avoid critical surface
humidity and interstitial condensation — Calculation methods
Numéro de référence
©
ISO 2012
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions, symboles et unités . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles et unités . 3
3.3 Indices . 4
4 Données d'entrée pour les calculs . 4
4.1 Propriétés des matériaux et des produits . 4
4.2 Conditions aux limites extérieures . 5
4.2.1 Situation géographique . 5
4.2.2 Période pour les données climatiques . 5
4.2.3 Température extérieure . 5
4.2.4 Humidité extérieure . 6
4.3 Conditions aux limites intérieures . 6
4.3.1 Température d'air intérieur . 6
4.3.2 Humidité intérieure . . 6
4.4 Résistances de surface . 7
4.4.1 Transfert de chaleur . . 7
4.4.2 Transmission de la vapeur d'eau . 7
5 Calcul de la température de surface pour éviter la condensation superficielle .7
5.1 Généralités . 7
5.2 Paramètres déterminants . 7
5.3 Conception pour éviter le développement de moisissures, de corrosion ou d'autres
dommages dus à l'humidité . 8
5.4 Conception pour limiter la condensation superficielle sur des éléments de faible
inertie thermique . 9
6 Calcul de la condensation dans la masse .10
6.1 Généralités .10
6.2 Principe .10
6.3 Limitation des sources d'erreur .10
6.4 Calculs .11
6.4.1 Propriétés des matériaux .11
6.4.2 Conditions aux limites pour la condensation dans la masse .12
6.4.3 Mois de départ .12
6.4.4 Distribution de température et de pression de vapeur saturante .12
6.4.5 Distribution de pression de vapeur .13
6.4.6 Taux de condensation .14
6.4.7 Évaporation .15
6.4.8 Evaporation et condensation .16
6.5 Critères utilisés pour évaluer les éléments du bâtiment .17
7 Calcul du séchage des différents éléments du bâtiment .17
7.1 Généralités .17
7.2 Principe .18
7.3 Spécification de la méthode .18
7.4 Critères utilisés pour évaluer le potentiel de séchage des différents éléments du
bâtiment .18
Annexe A (informative) Conditions aux limites intérieures .19
Annexe B (informative) Exemples de calcul du facteur de température sur la surface
intérieure pour éviter une humidité superficielle critique .21
Annexe C (informative) Exemples de calcul de la condensation dans la masse .25
Annexe D (informative) Exemple de calcul du potentiel de séchage d'une couche mouillée .35
Annexe E (informative) Relations régissant le transfert d'humidité et la pression de vapeur
d'eau .38
Bibliographie .40
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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 (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/
CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
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.
L'ISO 13788 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 163, Performance thermique et utilisation de
l'énergie en environnement bâti, sous-comité SC 2, Méthodes de calcul, , en collaboration avec le comité
technique CEN/TC 89, Performance thermique des bâtiments et des composants du bâtiment.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13788:2001) qui a fait l'objet d'une
révision technique.
La présente version corrigée de l'ISO 13788:2012 inclut la correction suivante :
— en 4.4.1, la valeur de la résistance thermique superficielle intérieure est 0,25 m ·K/W.
Introduction
Le transfert d'humidité est un processus très complexe et la connaissance de ses mécanismes, des
propriétés des matériaux, des conditions initiales et des conditions limites est souvent insuffisante.
Par conséquent, la présente Norme internationale définit des méthodes de calcul simplifiées qui
supposent que le transfert d'humidité se fait uniquement par diffusion de vapeur d'eau et utilisent des
données climatiques mensuelles. La normalisation de ces méthodes de calcul n'exclut pas l’utilisation
de méthodes plus avancées. Si d'autres sources d'humidité, telles que la pénétration d’eau de pluie ou
la convection sont négligeables, les calculs conduiront normalement à des conceptions du bon côté de
la sécurité et si une construction ne répond pas à un critère de conception spécifié selon la présente
méthode, il est permis d'utiliser des méthodes plus précises pour valider la conception.
La présente Norme internationale traite de:
a) l'humidité de surface critique susceptible de conduire à des problèmes tels que la formation de
moisissure sur les surfaces intérieures des bâtiments, et
b) la condensation dans la masse d'un composant de bâtiment, dans les:
— périodes hivernales, où la température intérieure est d'habitude supérieure à celle extérieure;
— périodes estivales, où la température intérieure est d'habitude inférieure à celle extérieure;
— chambres froides, où la température intérieure est toujours inférieure à celle extérieure.
c) l'estimation du temps mis par un élément pour sécher, sachant qu'il se trouve entre des couches de
forte résistance à la vapeur d'eau et qu'il a été initialement mouillé à partir d'une source, et le risque
de condensation dans la masse survenant à un autre endroit de l'élément, au cours du processus de
séchage.
La présente Norme internationale ne couvre pas les autres aspects de l'humidité, comme par exemple
l'eau du sol et les précipitations.
Dans certains cas, la perméabilité à l'air à travers la structure étudiée constitue le mécanisme majeur
du transfert de l'humidité, ce qui peut augmenter très significativement le risque de condensation. La
présente Norme internationale n'aborde pas cette question; mais il convient d'envisager des méthodes
d'évaluation plus élaborées lorsque cela revêt une certaine importance.
Le fait de limiter les phénomènes physiques à ceux couverts par la présente Norme internationale permet
une analyse plus robuste de certaines structures que d'autres. Les résultats seront plus fiables pour
les structures légères, étanches à l'air qui ne contiennent pas de matériaux qui retiennent de grandes
quantités d'eau. Ils seront moins fiables pour les structures ayant une grande capacité thermique et
hygroscopique et sujettes à des flux d'air importants.
vi © ISO 2012 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 13788:2012(F)
Performance hygrothermique des composants et parois
de bâtiments — Température superficielle intérieure
permettant d'éviter l'humidité superficielle critique et la
condensation dans la masse — Méthodes de calcul
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale donne des méthodes de calcul simplifié permettant de déterminer:
a) La température de surface intérieure minimale d'un composant ou d'une paroi de bâtiment
nécessaire pour rendre improbable le développement de moisissures, compte tenu de la
température et de l'humidité relative intérieures. Cette méthode peut également être utilisée pour
évaluer le risque d'autres problèmes de condensation superficielle intérieure.
b) Le risque de condensation dans la masse dû à la diffusion de vapeur d'eau. La méthode utilisée ne
tient pas compte d'un certain nombre de phénomènes physiques importants, parmis lesquels:
— la variation des propriétés de matériaux avec la teneur en humidité;
— l'absorption capillaire et le transfert d'humidité à l'état liquide dans les matériaux;
— la perméabilité à l'air des parois via des espaces ou des lames d'air;
— la capacité hygroscopique des matériaux.
Par conséquent, cette méthode ne s'applique que lorsque les effets de ces phénomènes peuvent être
considérés comme négligeables.
c) Le temps mis par l'eau, provenant de toute source, se trouvant dans une couche située entre deux
couches de forte résistance à la vapeur, pour sécher, et le risque de condensation dans la masse
survenant ailleurs dans le composant au cours du processus de séchage.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application 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 6946:2007, Composants et parois de bâtiments — Résistance thermique et coefficient de transmission
thermique — Méthode de calcul
ISO 9346, Performance hygrothermique des bâtiments et des matériaux pour le bâtiment — Grandeurs
physiques pour le transfert de masse — Vocabulaire
ISO 15927-1, Performance hygrothermique des bâtiments — Calcul et présentation des données
climatiques — Partie 1: Moyennes mensuelles des éléments météorologiques simples
3 Termes et définitions, symboles et unités
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 9346 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1.1
température moyenne mensuelle
température moyenne calculée à partir des valeurs horaires ou des températures journalières
maximale et minimale sur un mois
3.1.2
facteur de température sur la surface intérieure
différence entre la température de la surface intérieure et la température de l'air extérieur, divisée par
la différence entre la température opérationnelle de l'air intérieur et la température d'air extérieur
calculée avec une résistance superficielle à la surface intérieure R :
si
θθ−
si e
f =
Rsi
θθ−
ie
Note 1 à l'article: La température en vigueur est considérée comme la valeur de la moyenne arithmétique de
la température de l'air intérieur et de la température radiante moyenne de toutes les surfaces entourant
l'environnement intérieur.
Note 2 à l'article: Des méthodes permettant de calculer le facteur de température dans des constructions
complexes sont données dans l'ISO 10211.
3.1.3
facteur de température utile sur la surface intérieure
facteur de température minimal acceptable sur la surface intérieure:
θθ−
si,min e
f =
Rsi,min
θθ−
ie
3.1.4
température minimale acceptable
température de surface intérieure minimale pour éviter le développement de moisissures
3.1.5
température moyenne minimale annuelle
moyenne sur une période d'au moins dix ans de la température minimale enregistrée chaque année
3.1.6
excédent d'humidité intérieure
taux de production d'humidité dans un espace, divisé par le taux de renouvellement d'air et le volume
de l'espace:
Δv= v - v = G/(n V)
i e
3.1.7
épaisseur d'air équivalente pour la diffusion de vapeur d'eau
épaisseur d'une couche d'air immobile ayant la même résistance à la vapeur d'eau que la couche de
matériau concernée:
s = μ d
d
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
3.1.8
humidité relative
rapport de la pression de vapeur à la pression de vapeur saturante à la même température:
p
φ=
p
sat
3.1.9
humidité de surface critique
humidité relative à la surface conduisant à une détérioration de celle-ci, en particulier au développement
de moisissures
3.1.10
période hivernale
climat extérieur conduisant au risque de condensation en période de chauffage, de sorte que la
température intérieure et la pression de vapeur sont supérieures à celles extérieures
3.1.11
période estivale
climat extérieur conduisant au risque de condensation en période de refroidissement, de sorte que la
température intérieure et la pression de vapeur sont inférieures à celles extérieures
3.2 Symboles et unités
Symbole Grandeur Unité
D coefficient de diffusion de la vapeur d'eau dans un matériau m /s
D coefficient de diffusion de la vapeur d'eau dans l’air m /s
G taux de production d'humidité intérieure kg/h
M teneur en eau accumulée par unité de surface dans une interface kg/m
a
R résistance thermique m ·K/W
R constante de gaz pour la vapeur d'eau = 462 Pa·m /(K·kg)
v
T température thermodynamique K
U coefficient de transmission thermique d'un composant ou d'une paroi W/(m ·K)
V volume intérieur du bâtiment m
Z résistance à la diffusion de la vapeur d'eau par rapport à la pression m ·s·Pa/kg
p
partielle de vapeur d'eau
Z résistance à la diffusion de la vapeur d'eau par rapport à l'humidité s/m
p
volumique
d épaisseur d'une couche de matériau m
f facteur de température sur la surface intérieure -
Rsi
f facteur de température utile sur la surface intérieure -
Rsi,min
g densité du flux de vapeur d'eau kg/(m ·s)
−1
n taux de renouvellement d'air h
p pression de vapeur d'eau Pa
q densité de flux thermique W/m
s épaisseur d'air équivalente pour la diffusion de vapeur d'eau m
d
t temps s
w teneur en humidité en masse par volume kg/m
δ perméabilité à la vapeur d'eau du matériau par rapport à la pression kg/(m·s·Pa)
p
partielle de vapeur d'eau
δ perméabilité à la vapeur d’eau de l'air par rapport à la pression par- kg/(m·s·Pa)
tielle de vapeur d'eau
Symbole Grandeur Unité
ν humidité volumique de l'air kg/m
Δν excédent d'humidité intérieure, ν – ν kg/m
i e
Δp excédent de pression de vapeur intérieure, p – p Pa
i e
φ humidité relative -
λ conductivité thermique W/(m·K)
μ coefficient de résistance à la vapeur -
θ température Celsius °C
θ température de surface minimale acceptable °C
si,min
3.3 Indices
an annuel m moyenne
c condensation n interface
cr valeur critique s surface
e air extérieur sat valeur à la saturation
ev évaporation se surface extérieure
eq (température extérieure) équivalente si surface intérieure
i air intérieur T total sur l'ensemble du composant
ou de la paroi
min valeur minimale
4 Données d'entrée pour les calculs
4.1 Propriétés des matériaux et des produits
Pour les calculs, les valeurs utiles doivent être utilisées. Il est permis de se servir des valeurs utiles
figurant dans les spécifications de produit ou de matériau ou des valeurs utiles tabulées données dans
les normes mentionnées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — ― Propriétés du matériau et du produit
Propriété Symbole Valeurs utiles
Conductivité thermique λ
Obtenue ou déterminée conformément à
l'ISO 10456.
Résistance thermique R
Coefficient de résistance à la vapeur d'eau μ
Obtenue d'après l'ISO 10456 ou déterminée
Épaisseur d'air équivalente pour la diffusion s
d conformément à l'ISO 12572.
de vapeur d'eau
La conductivité thermique, λ, et le coefficient de résistance à la vapeur d'eau, μ, sont applicables à des
matériaux homogènes tandis que la résistance thermique, R, et l'épaisseur d'air équivalente pour la
diffusion de vapeur d'eau, s , sont applicables principalement aux produits composites ou aux produits
d
sans épaisseur bien définie.
Pour les couches d'air, R est pris dans l'ISO 6946; s est supposé égal à 0,01 m quelles que soient
d
l'épaisseur et l'inclinaison de la couche d'air.
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4.2 Conditions aux limites extérieures
4.2.1 Situation géographique
Sauf indication contraire, les conditions extérieures utilisées doivent être représentatives de la situation
du bâtiment, en tenant compte du de l'altitude le cas échéant.
NOTE Sauf indication contraire (par exemple dans les normes nationales), on peut supposer que la
température chute de 1 K pour chaque élévation de 200 m.
4.2.2 Période pour les données climatiques
Pour le calcul du risque de moisissures superficielles ou l'évaluation des structures quant au risque de
condensation dans la masse, des valeurs moyennes mensuelles obtenues grâce aux méthodes décrites
dans l'ISO 15927-1 ou dans des normes nationales, doivent être utilisées.
En l'absence de données ou de normes nationales, les températures moyennes mensuelles doivent être
celles susceptibles de survenir une fois tous les dix ans, obtenues à partir des données climatiques
locales enregistrées. Si ces données ne sont pas disponibles, la valeur 2 K peut être retranchée des
températures moyennes mensuelles pour une année moyenne en ce qui concerne les calculs dans une
période hivernale, ou bien la valeur 2 K ajoutée aux températures moyennes mensuelles pour une année
moyenne en ce qui concerne les calculs dans une période estivale.
Pour le calcul du risque de condensation superficielle sur des parois de faible inertie thermique,
comme par exemple les fenêtres et leurs encadrements, il est nécessaire d'utiliser la moyenne, prise
sur plusieurs années, de la plus basse température journalière de chaque année en l'absence de normes
nationales.
4.2.3 Température extérieure
Les températures suivantes doivent être utilisées pour les calculs.
a) Pour les murs exposés au climat extérieur, la température d'air extérieur telle que spécifiée en 4.2.1
et 4.2.2 doit être utilisée.
b) Pour les calculs relatifs aux dalles de rez-de-chaussée ou murs massifs en dessous du sol, inclure
2 m de terre sous le sol dans les calculs. Les températures mensuelles moyennes dans le sol peuvent
être estimées grâce aux opérations suivantes:
— Relever les douze températures mensuelles moyennes de l'air extérieur: θ
m
— Calculer la moyenne de celles-ci pour obtenir la température moyenne annuelle de l'air extérieur: θ
an
— Calculer pour chaque mois la moyenne de θ et θ : (θ +θ )/2
m an an m
— Décaler les valeurs obtenues d'un mois, afin que la valeur de janvier devienne celle de février, et
ainsi de suite.
Si nécessaire, des calculs plus détaillés des températures du sol peuvent être effectués à l'aide des
méthodes décrites dans l'ISO 13370.
c) Pour les calculs relatifs aux planchers suspendus, des algorithmes pour les calculs des températures
mensuelles des planchers supports à partir des températures mensuelles intérieures et extérieures
sont donnés à l'Annexe E de l'ISO 13370.
d) Pour les calculs relatifs aux toitures, il convient d’utiliser la moyenne mensuelle de la température
extérieure équivalente vv≠⋅ϕθ(), qui tient compte du gain d'énergie solaire et du
ee sate
refroidissement par rayonnement de grandes longueurs d'onde. Les méthodes de calcul de θ
eq
sont données dans l’ISO 13790. Pour plus de simplification, la température extérieure équivalente,
θ , peut être obtenue en retranchant 2 K de toutes les valeurs moyennes mensuelles de la
eq
température d'air extérieur.
4.2.4 Humidité extérieure
4.2.4.1 Air extérieur
Pour définir les conditions hygrométriques de l’air extérieur, utiliser la pression de vapeur, p .
e
Les valeurs moyennes mensuelles de la tension de vapeur peuvent être calculées à partir de la
température et de l'humidité relative moyennes à l'aide de l'Équation (1).
pp=φθ (1)
()
ee sate
Pour le calcul du risque de condensation superficielle sur des parois de faible inertie thermique,
comme par exemple les fenêtres et leurs encadrements, on doit utiliser l'humidité relative extérieure
correspondant aux températures définies en 4.2.2.
NOTE Dans certains climats, l'humidité relative correspondant à la température moyenne minimale annuelle
peut être supposée égale à 0,85.
4.2.4.2 Conditions hygrométriques dans le sol
Supposer la saturation (φ = 1).
4.3 Conditions aux limites intérieures
4.3.1 Température d'air intérieur
Utiliser des valeurs par rapport à l'usage prévu du bâtiment.
NOTE L'Annexe A fournit une méthode d’estimation de la température d'air intérieur à partir de la
température extérieure.
4.3.2 Humidité intérieure
L'humidité de l'air intérieur peut être:
a) obtenue de l'équation
pp=+ Δp (2)
ie
Utiliser des valeurs de Δp par rapport à l'usage prévu du bâtiment.
Les valeurs de Δp peuvent être calculées à partir de l'excédent d’humidité intérieure, Δν, à l'aide de
l'équation
G
ΔΔpR==ν T RT (3)
vi vi
nV
Les valeurs de Δp pour une gamme de types de bâtiments peuvent être trouvées dans l'Annexe A
ou
b) donnée comme une valeur mensuelle moyenne φ quand l'humidité relative intérieure est connue
i
NOTE L'Annexe A fournit une méthode d'estimation de l'humidité relative intérieure à partir de la
température d'air extérieur.
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c) donnée comme une constante φ quand l'humidité relative intérieure est gardée constante à l'aide
i
d'une climatisation par exemple.
4.4 Résistances de surface
4.4.1 Transfert de chaleur
0,04 m ⋅K/W doit être pris comme valeur de la résistance superficielle extérieure, R .
se
Pour la condensation ou la formation de moisissures sur des surfaces opaques, une résistance thermique
superficielle intérieure de 0,25 m ·K/W doit être prise pour représenter l'effet des coins, meubles,
rideaux ou des faux-plafonds, en l'absence de normes nationales.
Les valeurs de R (résistance superficielle intérieure) données dans le Tableau 2 doivent être utilisées
si
pour évaluer la condensation dans la masse ou la condensation superficielle sur les portes et fenêtres.
Tableau 2 — Résistances thermiques intérieures pour l'évaluation de la condensation dans la
masse ou la condensation superficielle sur les portes et fenêtres
Direction du flux ther- Résistance thermique
mique m ⋅K/W
De bas en haut 0,10
Horizontal 0,13
De haut en bas 0,17
4.4.2 Transmission de la vapeur d'eau
La résistance superficielle à la vapeur d'eau est supposée négligeable dans les calculs conformes à la
présente Norme internationale.
5 Calcul de la température de surface pour éviter la condensation superficielle
5.1 Généralités
Le présent article spécifie une méthode de conception de l'enveloppe du bâtiment destinée à empêcher
les effets nuisibles de la condensation superficielle (par exemple, le développement de moisissures).
NOTE Une condensation superficielle est susceptible de causer des dommages sur des matériaux de
construction non protégés sensibles à l'humidité. Elle peut être acceptée temporairement et en petites quantités
(par exemple, sur des fenêtres et des carreaux dans les salles de bain) si la surface n'absorbe pas l'humidité et si
des mesures appropriées sont prises pour éviter son contact avec les matériaux sensibles adjacents.
Des moisissures risquent d'apparaître si la valeur moyenne mensuelle de l'humidité relative superficielle
est supérieure à un seuil critique, φ , qu'il convient de considérer comme étant égale à 0,8 en l'absence
sicr
d'informations plus spécifiques disponibles dans les réglementations nationales ou ailleurs.
5.2 Paramètres déterminants
Outre le climat extérieur (température et humidité de l'air), trois paramètres régissent la condensation
superficielle et le développement des moisissures:
a) la «qualité thermique» de chaque paroi extérieure du bâtiment, représentée par sa résistance
thermique, ses ponts thermiques, sa géométrie et sa résistance superficielle intérieure. La qualité
thermique peut être caractérisée par le facteur de température sur la surface intérieure, f ;
Rsi
NOTE L'ISO 10211 donne une méthode permettant de calculer les coefficients de pondération, quand il
existe plus d'une température des espaces intérieurs adjacents.
b) l'apport d'humidité intérieure;
c) la température de l'air intérieur et le système de chauffage et ses paramètres de réglage.
5.3 Conception pour éviter le développement de moisissures, de corrosion ou d'autres
dommages dus à l'humidité
Pour éviter la formation de moisissures, il convient que la valeur moyenne mensuelle de l'humidité
relative à la surface φ ne dépasse pas le seuil critique défini à 0,8 en l'absence d'informations plus
si,cr
spécifiques disponibles dans les réglementations nationales ou ailleurs. D'autres critères, par exemple
φ ≤ 0,6 pour éviter la corrosion, peuvent être appliqués, le cas échéant.
si,cr
Dans le processus de conception, les étapes principales consistent à déterminer l'humidité de l'air
intérieur puis à calculer, en se basant sur l'humidité relative nécessaire à la surface, l'humidité de
saturation, par volume, ν , ou la pression de vapeur saturante, p , acceptable à la surface. À partir de
sat sat
cette valeur, on détermine une température de surface minimale et, par conséquent, la «qualité
thermique» nécessaire de l’enveloppe du bâtiment (pour une température d’air intérieur donnée, et
exprimée par f ).
Rsi
Pour chacun des mois de l'année, effectuer les opérations suivantes:
a) définir la température extérieure selon 4.2.3;
b) définir l'humidité extérieure selon 4.2.4;
c) définir la température intérieure selon l'usage national;
d) Utiliser la procédure définie en 4.3.2 pour obtenir l'humidité relative intérieure.
e) avec une humidité relative maximale acceptable à la surface, φ = φ , calculer la pression de
si sicr
vapeur saturante, p , minimale acceptable.
sat
p
i
p θ = (4)
()
satsi
φ
sicr
f) déterminer la température de surface minimale acceptable, θ , à partir de la pression de vapeur
si, min
saturante minimale acceptable calculée en e).
NOTE La température peut être déduite de la pression de vapeur saturante à partir de l’Équation (E.3)
ou (E.4) de l'Annexe E. Une autre variante consiste à tracer un tableau ou un graphique basé sur les
Équations (E.1) et (E.2) indiquant la relation entre p et θ , pour trouver θ d'après p .
sat i sat
g) à partir de la température de surface minimale acceptable, θ , de la température d’air intérieur
si,min
présumée, θ (voir 4.3.1), et de la température extérieure, θ , le facteur de température minimal,
i e
f , se calcule selon l'Équation (2).
Rsi,min
Le mois ayant la plus grande valeur requise pour f est le mois critique. Le facteur de température
Rsi,min
de ce mois est f et la paroi de bâtiment doit être conçue de façon à toujours dépasser f ; donc
Rsi,max Rsi,max
f > f .
Rsi Rsi,max
Des exemples de ce mode opératoire sont donnés dans l'Annexe B.
Pour une conception de bâtiment donnée, des valeurs effectives de f peuvent être obtenues:
Rsi
— pour les éléments plats, à partir de R = 1 – R U
si si
— en cas de flux thermique multidimensionnel, à l'aide d'un programme de calcul aux éléments finis ou
similaire, selon l'ISO 10211.
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5.4 Conception pour limiter la condensation superficielle sur des éléments de faible
inertie thermique
L'évaluation de la condensation superficielle sur des éléments de faible inertie thermique, comme
par exemple les fenêtres et leurs encadrements, qui sont sensibles aux changements de température,
nécessite une procédure différente.
La condensation sur la surface intérieure des encadrements de fenêtre peut constituer un désagrément
si l'eau ruisselle sur les décorations adjacentes et peut provoquer une corrosion dans les encadrements
métalliques ou un pourrissement de ceux en bois en s'infiltrant dans des jointures, par exemple
entre l'encadrement et le verre. En raison de leur fini de surface imperméable, les moisissures posent
rarement un problème sur les encadrements de fenêtre. L'humidité relative maximale acceptable est
donc φ = 1 à la surface de l'encadrement.
si
Une condensation intermittente sur les encadrements de fenêtre peut être acceptable, cependant la
procédure spécifiée ci-dessous la limite.
a) Définir la température extérieure comme étant la moyenne, prise sur plusieurs années, des
températures minimales annuelles de chaque année.
b) Définir la température intérieure selon l'usage national.
c) Utiliser la procédure définie en 4.3.2 pour obtenir l'humidité relative intérieure.
d) Avec une humidité relative maximale acceptable à la surface, φ = 1,0, calculer la pression de
si
vapeur, p , minimale acceptable.
sat
ppθ = (5)
()
satsii
e) Déterminer la température de surface minimale acceptable, θ , à partir de la pression de vapeur
si,min
saturante minimale acceptable.
NOTE 1 La température peut être déduite de la pression de vapeur saturante à partir de l'Équation (E.3)
ou (E.4) de l'Annexe E. Une autre variante consiste à tracer un tableau ou un graphique basé sur les
Équations (E.1) et (E.2) indiquant la relation entre p et θ , pour trouver θ à partir de p .
sat i sat
f) À partir de la température de surface minimale acceptable θ de la température d'air intérieur
si,min
présumée, θ (voir 4.3.1) et de la température extérieure, θ , le facteur de température minimal,
i e
f , se calcule selon l'Équation (2).
Rsi,min
Du fait de la forme complexe et de la diversité des matériaux utilisés dans les encadrements de fenêtre
et des interactions entre le verre, l'encadrement et le mur contenant la fenêtre, les flux thermiques
et les températures de surface ne peuvent généralement pas être calculés par des méthodes simples
unidimensionnelles. Il faut donc prendre soin de relier la température de surface minimale acceptable
de l'encadrement aux températures d’air intérieur et extérieur.
Des calculs aux éléments finis à deux - ou si nécessaire - trois dimensions sur les systèmes de fenêtre
complets incluant le vitrage, donnent des températures de surface pouvant être reliées à toute
combinaison des températures intérieures ou extérieures. Les calculs exécutés avec un isolant, tel que
du polystyrène expansé, remplaçant le vitrage et utilisé pour obtenir un coefficient de transmission
thermique d’encadrement équivalent, ne donnent pas des températures de surface précises.
NOTE 2 Des détails sur les méthodes de calcul appropriées sont donnés dans l’ISO 10077-2.
Diverses méthodes simplifiées ont été développées pour permettre le calcul de coefficients de
transmission thermique réalistes pour des fenêtres complètes en tenant compte des flux thermiques
multidimensionnels au travers de l'encadrement et de l'intercalaire séparant les vitres d'un double
vitrage. Alors que ces méthodes donneront des flux thermiques précis, les températures de surface
seront sérieusement erronées et il convient de ne pas les utiliser pour estimer le risque de condensation.
6 Calcul de la condensation dans la masse
6.1 Généralités
Le présent article donne une méthode permettant de déterminer le bilan d’humidité annuel et de calculer
la quantité maximale d’humidité accumulée du fait de la condensation dans la masse. Cette méthode
est une évaluation plutôt qu'un outil de prédiction précis. Elle est valable pour comparer différentes
constructions et évaluer les effets de certaines modifications. Elle ne fournit pas une prédiction précise
des conditions hygrométriques dans la structure en œuvre.
6.2 Principe
En commençant par le premier mois pour lequel on prévoit de la condensation, on utilise les conditions
extérieures moyennes mensuelles pour calculer la quantité de condensation ou d'évaporation dans
chacun des douze mois d'une année. La masse accumulée d'eau condensée à la fin des mois durant
lesquels il y a eu condensation, est comparée à l'évaporation totale durant le reste de l'année. On
suppose un régime stationnaire et unidimensionnel. Le seul effet des déplacements d’air pris en compte
est la présence d’une cavité d'air continue, qui est bien ventilée vers l'extérieur telle qu'elle est définie
dans l'ISO 6946. L'effet de la perméabilité à l'air des éléments du bâtiment n'est pas pris en compte.
On suppose que le transfert d'humidité ne s'effectue que par diffusion de vapeur, ce qu'exprime
l'équation suivante:
air
δ
Δp Δp
p
air
g=⋅ =⋅δ (6)
p
μ Δx s
d
−10
où δ = 2 × 10 kg/(m⋅s⋅Pa).
NOTE 1 δ dépend de la température et de la pression barométrique mais ces influences sont négligées dans la
présente Norme internationale.
La densité de flux thermique est donnée par:
ΔθθΔ
q==λ (7)
ΔxRΔ
NOTE 2 On suppose que la conductivité thermique, λ, et la résistance thermique, R, sont constantes et que la
capacité thermique massique des matériaux n'intervient pas. Pour les matériaux homogènes à côtés parallèles,
R = d/λ. Les puits et sources de chaleur dus aux changements de phase sont négligés.
NOTE 3 Des méthodes de calcul selon ce principe sont souvent appelées «méthodes de Glaser». Des méthodes
plus élaborées sont décrites dans l'EN 15026.
6.3 Limitation des sources d'erreur
Il existe plusieurs sources d'erreur entraînées par les simplifications décrites en 6.2.
a) La conductivité thermique dépend de la teneur en eau et la chaleur est libérée/absorbée par
condensation/évaporation. Ce phénomène modifiera la répartition de température et les valeurs de
saturation et influera sur la quantité d'eau condensée/évaporée.
b) L'usage de propriétés constantes pour les matériaux est une approximation.
c) La succion capillaire et le transfert d'humidité à l'état liquide se produisent dans de nombreux
matériaux, ce qui peut modifier la répartition de l'humidité.
d) Des déplacements d'air au sein des matériaux de construction, des vides, des jointures ou des
espaces d'air peuvent modifier la répartition de l'humidité par convection. La pluie ou la neige
fondante sont également susceptibles de jouer sur les conditions d'humidité.
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e) Les conditions limites réelles ne sont pas constantes pendant un mois.
f) Au moins dans une certaine mesure, la plupart des matériaux sont hygroscopiques et peuvent
absorber de la vapeur d'eau.
g) On suppose un transfert d'humidité unidimensionnel.
h) Les effets des rayonnements solaires et à grande longueur d'onde sont négligés sauf pour les
toitures.
NOTE En raison des nombreuses sources d'erreur, cette méthode de calcul est moins bien adaptée à certains
composants de bâtiment et à certains climats. Le fait de négliger le transfert d'humidité en phase liquide entraîne
normalement une surestimation du risque de condensation dans la masse.
La présente Norme internationale n'est pas destinée à être utilisée pour les parois de bâtiment lorsqu'il
y a une circulation d'air à travers ou à l’intérieur de la paroi ou lorsque l'eau de pluie est absorbée.
6.4 Calculs
6.4.1 Propriétés des matériaux
Diviser l'élément de bâtiment en une série de couches homogènes à faces parallèles et définir les
propriétés de matériaux de chaque couche ainsi que les coefficients superficiels selon 4.4.1 et 4.4.2.
Chacune des couches des produits ou composants multicouches, y compris les produits avec parements
ou revêtements, doit être traitée séparément, en tenant totalement compte de ses propriétés
thermiques et de ses propriétés de transmission de la vapeur d'eau. Calculer la résistance thermique, R,
et l’épaisseur d'air équivalente pour la diffusion de vapeur d’eau, s , de chaque couche individuelle de
...
Questions, Comments and Discussion
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