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Rapport technique - Bâtiments exemplaires Architectes et professionnels du se

Rapport technique - Bâtiments exemplaires Architectes et professionnels du secteur de la construction Fiche 4.2 : La compatibilité entre les panneaux solaires et la conception des toitures vertes Plus d’infos : http://www.bruxellesenvironnement.be/batimentsexemplaires Architectes et professionnels du secteur de la construction PAGE 2 SUR 15 – FICHE 4.2 : LA COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LA CONCEPTION DES TOITURES VERTES – SEPTEMBRE 2010 RAPPORT TECHNIQUE “BÂTIMENTS EXEMPLAIRES” LA COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LA CONCEPTION DES TOITURES VERTES SOMMAIRE ENJEUX ...........................................................................................................................................................3 DEMARCHE .....................................................................................................................................................4 1. COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LES TOITURES VERTES..................................................4 1.1. Le surdimensionnement de la structure portante de la toiture ...........................................................4 1.2. La surchauffe...................................................................................................................................7 1.3. La pérennité des installations solaires et du complexe de toiture ......................................................8 1.4. L’ombrage occasionné par les panneaux solaires ............................................................................8 1.5. La récupération d’eau de pluie ....................................................................................................... 10 2. MISE EN ŒUVRE D’UNE INSTALLATION SOLAIRE COMBINEE A UNE TOITURE VERTE........................................ 11 2.1. La structure d’accroche des panneaux ........................................................................................... 11 2.2. La gestion des eaux de ruissellement............................................................................................. 12 2.3. L’entretien...................................................................................................................................... 13 CONCLUSIONS.............................................................................................................................................. 14 PUBLIC-CIBLE Architectes et professionnels du secteur de la construction PAGE 3 SUR 15 – FICHE 4.2 : LA COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LA CONCEPTION DES TOITURES VERTES – SEPTEMBRE 2010 RAPPORT TECHNIQUE “BÂTIMENTS EXEMPLAIRES” ENJEUX Autant les panneaux solaires (thermiques ou photovoltaïques) que les toitures vertes (extensives ou intensives) présentent des aspects intéressants en termes de développement durable : • D’un côté, on traite des aspects énergétiques : on valorise une source d’énergie renouvelable et on limite ainsi les consommations énergétiques fossiles et l’émission de gaz à effet de serre. • D’un autre côté, on traite des aspects liés à la biodiversité, à la gestion de l’eau de pluie et à l’amélioration du micro-climat urbain (surchauffes, qualité de l’air, acoustique…). Il est donc difficile d’évaluer la priorité à donner à l’une ou l’autre de ces mesures qui permettent toutes deux de réduire l’impact environnemental des bâtiments. Tout dépend de la priorité environnementale que l’on fixe pour le projet : priorité à la réduction des émissions de gaz à effet de serre ou priorité à la biodiversité, la gestion de l’eau de pluie et du microclimat en site urbain. Dans le cadre de cette fiche, nous tenterons donc de dresser les impacts des deux mesures l’une sur l’autre et les avantages qu’éventuellement elles peuvent tirer l’une de l’autre. Cadre législatif en Région Bruxelles Capitale • L’article 13 du chapitre 4, titre I : « Abords » du Règlement Régional d’Urbanisme (RRU) prévoit que « les toitures plates non accessibles de plus de 100 m² doivent être aménagées en toitures verdurisées ». Ainsi toutes les toitures : − accessibles uniquement pour des raisons techniques ; − qui ne sont pas aménagées « à des fins de séjour » ; − et qui ont plus de 100 m2. sont soumises à l’imposition de verdurisation prescrite à l’article 13 du RRU. • Selon le RRU, l’accessibilité partielle d’une toiture plate ne dispense pas de l’aménagement d’une toiture verte sur la partie non accessible de celle-ci. • Par ailleurs, dans le cadre de l’appel à projets exemplaires de Bruxelles Environnement - IBGE, des primes Énergie et des primes communales, la Région de Bruxelles-Capitale a mis en place une série de recommandations énergétiques et environnementales : − Autant Bruxelles Environnement – IBGE que les communes soutiennent le recours aux panneaux solaires photovoltaïques (production d’électricité renouvelable) et thermiques (part minimale de la consommation d’énergie primaire pour l’eau chaude sanitaire de nature renouvelable). − Bruxelles Environnement – IBGE et certaines communes (Anderlecht, Etterbeek, Evere, Saint-Josse et Uccle) favorisent, par le biais de primes à l’investissement, les toitures vertes pour les toitures qui n’entrent pas de le cadre du RRU : entre 10 et 100m². PAGE 4 SUR 15 – FICHE 4.2 : LA COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LA CONCEPTION DES TOITURES VERTES – SEPTEMBRE 2010 RAPPORT TECHNIQUE “BÂTIMENTS EXEMPLAIRES” DEMARCHE 1. COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LES TOITURES VERTES Les éléments contraignant : • Le surdimensionnement de la structure portante de la toiture • La surchauffe et l’implication sur le rendement des panneaux solaires • L’ombrage occasionné sur les végétaux et le choix de végétaux approprié • La pérennité des installations solaires et du complexe de toiture • La compatibilité avec la récupération d’eau de pluie 1.1. Le surdimensionnement de la structure portante de la toiture Toutes les toitures disposent de surcharges d’exploitation liées à leur accessibilité (entretien, réparations…). Les toitures accessibles (terrasses existantes) disposent, elles, d’une surcharge d’exploitation plus importante dépendant de la fonction du bâtiment. Toiture accessible SURCHARGES Toiture inaccessible Habitation Bureaux Autres Exploitation • +/-80kg/m² • +/- 200kg/m² • +/- 300kg/m² • +/-250 à 750kg/m² Charges ponctuelles • +/-150kg • +/-200kg • +/-300kg • +/-400 à 2.000kg Neige (<100m altitude) ou lame d’eau (5cm : orage) • +/-50kg/m² • +/-50kg/m² SURCHARGES DES TOITURES • 130kg/m² (et ponctuellement 150kg) • De 250 à 800kg/m² (et ponctuellement de 200 à 2.000kg) • Les panneaux solaires exercent différents efforts sur la structure de la toiture. On doit prendre en compte : − Le poids propre des panneaux qui est généralement peu significatif ; − Le lestage des panneaux : en cas de toiture plate ; − La pression du vent qui peut représenter, quant à elle, une certaine charge supplémentaire : fonction de la hauteur du bâtiment et des caractéristiques du terrain. SURCHARGES Panneaux photovoltaïques Capteurs thermiques Panneaux • +/-15kg/m² • +/-25kg/m² Lestage • +/-100kg/m² • +/-100kg/m² Vent • Dépend de la hauteur du bâtiment, de la surface de toiture, de la surface de panneaux et de la vitesse du vent • Dépend de la hauteur du bâtiment, de la surface de toiture, de la surface de panneaux et de la vitesse du vent SURCHARGE SUPPLEMENTAIRE MINIMALE • +/-115 kg/m² • +/-125kg/m² Le poids des panneaux, y compris le lestage, sera généralement proche d’une toiture verte extensive. PAGE 5 SUR 15 – FICHE 4.2 : LA COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LA CONCEPTION DES TOITURES VERTES – SEPTEMBRE 2010 RAPPORT TECHNIQUE “BÂTIMENTS EXEMPLAIRES” • La surcharge induite par la toiture verte sera essentiellement dépendante : − Du type de substrat et, évidemment, de l’épaisseur de substrat mis en œuvre ; − Les contraintes climatiques, comme la neige, induiront des surcharges importantes étant donné le rôle de rétention des toitures vertes. Les toitures vertes retiennent l’eau et la neige en plus grande quantité et plus longtemps ; − Selon la NBN B51 002, il faut prendre en compte 2,5 fois la charge maximale d’enneigement prévue pour la région dans le calcul de dimensionnement structurel de la toiture. TYPES DE TOITURES VERTES Surcharges par temps pluvieux Surcharges en cas de neige Toitures vertes extensives : 2-4cm de substrat pour des plantations de type mousses / sedums • Si substrat allégé (roches volcaniques, billes de terre cuite…) : +/-60kg/m² • Si l’on met en œuvre de la terre arable, une surcharge de +/-50% doit être considérée soit 90 à 100kg/m² • (poids à saturation) • +/-125kg/m² • Soit une surcharge de 75kg/m² par rapport à une toiture ‘nue’ SURCHARGE SUPPLEMENTAIRE • +/-135 à 175kg/m² Toitures vertes extensives : 4-6cm de substrat pour des plantations de type sedums / mousses (complexe < 10cm) • Si substrat allégé (roches volcaniques, billes de terre cuite…) : +/-90kg/m² • Si l’on met en œuvre de la terre arable, une surcharge de +/-50% doit être considérée soit 135kg/m² • (poids à saturation) • +/-125kg/m² • Soit une surcharge de 75kg/m² par rapport à une toiture ‘nue’ SURCHARGE SUPPLEMENTAIRE • +/-165 à 210kg/m² Toitures vertes extensives : 6-10cm de substrat pour des plantations de type sedums / épices (complexe < 15cm) • Si substrat allégé (roches volcaniques, billes de terre cuite…) : +/-120kg/m² • Si l’on met en œuvre de la terre arable, une surcharge de +/-50% doit être considérée soit 180kg/m² • (poids à saturation) • +/-125kg/m² • Soit une surcharge de 75kg/m² par rapport à une toiture ‘nue’ SURCHARGE SUPPLEMENTAIRE • +/-195 à 355kg/m² Toitures vertes semi- intensives : Au-delà de 10cm de substrat pour des plantations de type graminées (complexe > 15cm) • Si substrat allégé (roches volcaniques, billes de terre cuite…) : >200kg/m² • Si l’on met en œuvre de la terre arable, une surcharge de +/-50% doit être considérée soit >300kg/m² • (poids à saturation) • +/-125kg/m² • Soit une surcharge de 75kg/m² par rapport à une toiture ‘nue’ PAGE 6 SUR 15 – FICHE 4.2 : LA COMPATIBILITE ENTRE LES PANNEAUX SOLAIRES ET LA CONCEPTION DES TOITURES VERTES – SEPTEMBRE 2010 RAPPORT TECHNIQUE “BÂTIMENTS EXEMPLAIRES” SURCHARGE SUPPLEMENTAIRE • +/-195 à 375kg/m² Toitures vertes intensives : Au-delà de 20cm de substrat pour des plantations de type graminées arbustes (complexe > 25cm) • Si substrat allégé (roches volcaniques, billes de terre cuite…) : >300kg/m² • Si l’on met en œuvre de la terre arable, une surcharge de +/-50% doit être considérée soit >450kg/m² • (poids à saturation) • +/-125kg/m² • Soit une surcharge de 75kg/m² par rapport à une toiture ‘nue SURCHARGE SUPPLEMENTAIRE • uploads/Ingenierie_Lourd/ if-rt-batex-fiche4-2-toitures-fr.pdf