Les architectes de la Tour Stantec préviennent les déperditions de chaleur par les balcons dans un climat glacial

On reste au chaud dans le quartier ICE d’Edmonton

La Tour Stantec, qui domine le quartier ICE d’Edmonton, en Alberta, est le plus haut gratte-ciel de l’Ouest canadien et la première tour à usage mixte de la ville. Les 66 étages du bâtiment, qui s’élèvent sur 251 m (823 pi), abritent des entreprises dans la partie inférieure et des particuliers dans la partie supérieure. Pour les ingénieurs et les architectes, le défi était de taille : dans l’une des villes du Canada où l’hiver est le plus rigoureux, comment empêcher les planchers jouxtant les balcons de se refroidir tout en économisant l’énergie ?

La solution de Stantec, le cabinet d’architectes et d’ingénieurs qui a conçu la structure, consistait à placer des rupteurs de pont thermique porteurs au niveau de l’enveloppe du bâtiment, entre les balcons et leurs dalles d’appui. « Les rupteurs de pont thermique ménagent un espace isolé entre les dalles de béton intérieures et extérieures du bâtiment sans nuire à l’intégrité de la structure », explique Steven Weinbeer, ingénieur de Stantec à Edmonton.

Le principe consiste à prévenir la formation de ponts thermiques, c’est-à-dire à empêcher les éléments qui pénètrent dans l’enveloppe du bâtiment d’aspirer la chaleur des dalles intérieures pour la rejeter à l’extérieur. En plus de gaspiller l’énergie, les balcons non isolés refroidissent les dalles intérieures, ce qui favorise la formation de condensation et de moisissures sur les surfaces adjacentes. 

Un bâtiment modèle pour le quartier ICE

La Tour Stantec fait partie d’un complexe de logements et d’installations commerciales, culturelles et sportives qui s’étend sur un peu plus de 10 ha (25 acres) au centre-ville d’Edmonton. Elle compte des bureaux, des magasins, des logements de luxe, des installations hôtelières et des restaurants, ainsi que la Place Rogers, qui accueille des matches de hockey et des concerts. Stantec y a son siège social, et les étages 30 à 66 abriteront bientôt le projet Sky Residence, un ensemble d’appartements privatifs de taille et de prix variés. 

Une isolation ininterrompue de l’enveloppe

Pour isoler l’enveloppe du bâtiment, les concepteurs ont eu recours à un système haute performance de murs-rideaux à double vitrage. Ce vitrage, soudé et rempli à l’argon, est muni d’entretoises à rupture de pont thermique et revêtu d’un e-coating à faible émissivité surperformant. Le rendement thermique de l’ensemble se chiffre à environ 1,45 W/(m²⋅K).

Le vitrage laisse passer la lumière naturelle tout en bloquant l’air et l’humidité. 

Pour empêcher les 200 balcons du bâtiment d’attirer l’énergie thermique vers l’extérieur à travers l’enveloppe isolée, les architectes et l’équipe mécanique ont décidé de poser des rupteurs de pont porteurs Isokorb^MD CM.

« L’équipe a posé desrupteurs de pont pour assurer le confort thermique des occupants pendant l’hiver, qui est extraordinairement rigoureux à Edmonton, explique Terrance Wong, architecte du projet et architecte en chef de Stantec à Vancouver. Le propriétaire était persuadé que la facture des systèmes mécaniques exploserait sans ces composants. »

Terrance Wong n’avait jamais employé rupteurs de pont thermique, mais précise qu’il en entend parler depuis cinq ans environ.

Fabriqués par Schöck North America, ces rupteurs de pont thermique se composent de modules en polystyrène expansé pour l’isolation, et de barres d’armature de tension et de cisaillement en acier inoxydable haute résistance pour l’intégrité structurelle. Les barres se fixent à l’armature des dalles de balcon d’un côté, et à celle des dalles de plancher de l’autre.

Si Steven Weinbeer reconnaît que les rupteurs de pont thermique rajoutent une étape aux travaux, ce qui fait parfois hésiter les entrepreneurs, il affirme que le rapport coûts-bénéfices en vaut la peine 

Chiffrer les économies d’énergie

Selon Steven Weinbeer, il est encore trop tôt pour calculer le chiffre exact des économies d’énergie engendrées par les rupteurs de pont thermique Isokorb^MD, mais selon les modèles thermiques que Stantec a produits en 2015, la température devrait grimper de six ou sept degrés à l’intérieur des bordures de dalle. Terrance Wong ajoute que grâce aux rupteurs de pont thermique, il est inutile de chauffer les plinthes qui jouxtent les portes de balcon et les fenêtres.

Ces modèles confirment les conclusions d’un rapport publié en juillet 2013 par le cabinet-conseil Morrison Hershfield, spécialisé dans les enveloppes de bâtiment, qui s’est servi du logiciel de simulation EnergyPlus pour analyser la performance théorique d’un immeuble de 32 étages et de 422 logements équipé de rupteurs de pont thermique Isokorb^MD aux points de pénétration des balcons. La firme a déterminé que les rupteurs de pont thermique réduiraient les déperditions de chaleur de 75 % tout en diminuant considérablement le risque qu’il se forme de la condensation et des moisissures. Elle a conclu de plus que, par rapport aux balcons classiques, les balcons équipés de rupteurs de pont thermique diminueraient la consommation de chauffage de 7,3 % à l’échelle de l’immeuble.

Des normes de construction plus strictes

« C’est un bâtiment LEED, et le code du bâtiment de l’Alberta n’était pas assez rigoureux pour cette certification, donc nous avons suivi l’ASHRAE 90.1 et le Code national de l’énergie pour les bâtiments », explique Terrance Wong. 

L’ASHRAE 90.1 est une norme de la société américaine des ingénieurs en chauffage, en réfrigération et en climatisation qui pose les critères de base des bâtiments écoénergétiques, et le Code national de l’énergie pour les bâtiments (CNÉB) est une norme canadienne produite par le ministère canadien des Ressources naturelles qui contient elle aussi des critères d’écoefficacité architecturale.

Dans la dernière version du CNÉB, les auteurs expliquent que ce document « constitue une étape importante dans la concrétisation de l’objectif du Canada en ce qui concerne les nouveaux bâtiments, comme présenté dans le Cadre pancanadien, soit une “consommation énergétique nette zéro” pour les bâtiments d’ici 2030. Le CNÉB de 2017 appuie cet objectif notamment par la réduction de la transmission thermique globale des toitures, des fenêtres et des portes [et] par la réduction des pertes dues aux ponts thermiques dans les ensembles de construction ».

Les rupteurs de pont thermique sont un atout inestimable pour respecter les codes du bâtiment et réduire les factures de chauffage. Dans la Tour Stantec, ils jouent un rôle essentiel : préserver la chaleur dans une région où les hivers sont extrêmement rigoureux.

Comme le dit Terrance Wong, « l’objectif ultime, c’est le confort thermique. C’est ce qui nous a convaincus d’adopter ce produit pour ce projet. »