Attention fabricants canadiens de portes et fenêtres!
De nombreux tableaux d’épaisseurs de verre en circulation ne sont pas conformes aux normes canadiennes. Considérons l'exemple ci-dessous. Selon le fournisseur de la charte, les limites indiquées s'appliqueraient à un vitrage isolant composé de deux épaisseurs de verre recuit (non trempé). Pour un verre de 4 mm (ou 3.78 mm pour être plus précis et en accord avec les épaisseurs minimales selon la norme canadienne, mais plutôt indiqué ici comme 3.9), comme mentionné dans le tableau, la limite serait de 20 pieds carrés pour un ratio supérieur à 2.
Qu'est-ce que le Ratio?
Par exemple, considérons une unité scellée mesurant 1815 x 605 mm (71'' x 23-7/8''). Le ratio dans cet exemple serait de 3 (1815 ÷ 605) et la superficie est de 1.098 m² (11,8 pieds carrés). Nous verrons dans un moment pourquoi nous avons choisi cette taille.
On a donc un ratio de 3, soit supérieur à 2 selon la charte (>2) ce qui nous amène à la colonne de droite du tableau ci-dessous (figure 1):
figure 1
Normes canadiennes (CAN/CGSB-12.20-M89)
Selon la charte en figure 1, la pression de vent à prendre en considération serait de 40 psf (DP40), équivalent à 1,92 kPa. Selon la figure 2, un verre recuit de 4mm de 1815 x 605mm pourrait résister à environ ±1.5 kPa.
Cependant, même si le vitrage isolant actuel comporte deux verres, nous ne pouvons pas simplement doubler la résistance. Selon la norme CAN/CGSB-12.20-M89, les effets de la pression externe et de la température doivent être pris en compte. Pour ce faire, la norme considère que l'on peut utiliser 1.7 fois la résistance de chaque verre à comparer à la charge pondérée lors du calcul d'un vitrage isolant à double vitrage.
figure 3
±1.5 kPa*1.7=±2.55 kPa (±53 psf). Ainsi, l’unité scellée 71 x 23-7/8’’ composée de 2 verres recuit de 4 mm d’épaisseur pourrait résister à plus de 40 psf. On pourrait vérifier avec une taille plus grande pour trouver la surface maximale pour cette composition…
Faux! En effet, le vitrage isolant 71 x 23-7/8'' est à la limite avec 40psf (1,92kPa) :
figure 4
Différences entre les États-Unis et le Canada
Il est important de noter que de nombreuses chartes proviennent des États-Unis, où la méthode de calcul (contrainte admissible) diffère de la nôtre (état limite). Au Canada, un facteur de sécurité est appliqué aux charges pondérées et un facteur de réduction est appliqué à la résistance en fonction du matériau, tandis qu'aux États-Unis, le facteur de sécurité est appliqué à la résistance du matériau uniquement.
Le 40 psf utilisé pour les calculs aux États-Unis n'est pas le même que le DP40 (design pressure @ 40 psf) obtenu à partir du calculateur de Fenestration Canada. Les deux représentent une pression de 40 livres par pied carré, mais la façon dont ils sont appliqués dans les calculs ultérieurs conduit à des résultats très différents.
Le DP40 du calculateur de Fenestration Canada permet de valider les déformations (ELS ou état limite de service). Cependant, pour vérifier la résistance du verre, il faut ajouter un facteur de sécurité de 1.4. Ce facteur de sécurité est exigé par le code du bâtiment. Il convient de noter qu'il y avait autrefois un autre facteur multiplicatif à inclure, ce qui faisait que les 40 psf devenaient 40*1.4/0.75=74.7 psf pour la vérification de la résistance du verre (avec une catégorie de risque normale). Cependant, un changement a été introduit dans le Code national du bâtiment du Canada (CNB) 2015 pour compenser pour le facteur de 0.75. Cela a été fait pour contrebalancer d'autres modifications apportées aux versions antérieures du code. Résultat, le 40 psf (DP40) du calculateur de Fenestration Canada devient maintenant 40*1.4=56 psf (2.68 kPa) pour la vérification de la résistance du verre.
Si vous vous souvenez, lorsque nous avons fait le calcul plus tôt avec le tableau, nous avions une résistance d'environ ±53psf pour une unité scellée composée de deux verres de 4mm recuits. La charge pondérée divisée par la résistance était de 56psf÷53psf pour un résultat de 106%, soit à peu près le même résultat que dans la figure 4. Il est important de noter que les graphiques sont moins précis que les résultats obtenus grâce à notre application, d'où la petite différence entre le 100% dans la figure 4 et le 106% calculés selon les tableaux standards CAN/CGSB-12.20-M89.
Pour rappel, le calcul effectué avec le tableau et le résultat de la figure 4 sont valables pour un vitrage isolant composé de deux verres recuits de 4 mm avec un rapport supérieur à 2 et une superficie de 11.8 pieds carrés, alors que le tableau de la figure 1 suggère un limite de 20 pieds carrés.
Cela confirme que certaines chartes ne sont pas conformes aux normes canadiennes. Alors, quelles sont les options?
Les options disponibles
Embaucher un ingénieur spécialisé en calcul de verre structurel (je crois en connaître un si jamais vous avez besoin d'aide 😉) mais cela peut coûter cher, surtout si vous n'êtes pas sûr d'obtenir le contrat lors de la phase de soumission. C'est pourquoi nous avons développé des outils pour établir les limites dimensionnelles des unités scellées sous charges de vent en fonction de l'épaisseur du verre et du traitement thermique.
Nous sommes fiers d'annoncer qu'un de nos outils, WLC, sera disponible gratuitement sur notre site Web pour une durée indéterminée. Simplement nous fournir votre adresse e-mail et nous vous donnerons accès. Vous pouvez communiquer avec nous à l'adresse info@lsvm.ca.
Conclusion
Vous devrez dans tous les cas toujours faire valider vos calculs par un ingénieur avant la fabrication, mais vous éviterez désormais les mauvaises surprises en pouvant faire vos calculs préliminaires vous-mêmes et ce gratuitement avec WLC.
Nous proposons également des outils plus avancés mais payants tel que THV et ECV, pour optimiser davantage l'épaisseur du verre en fonction des charges de vent exactes du projet, en fonction de la hauteur et de l'emplacement du bâtiment. Vous constaterez probablement des avantages considérables en réduisant le coût des matériaux. S'il vous plaît n’hésitez pas à demander, nous serons heureux de vous aider à trouver l'outil qui vous conviendra le mieux.
Contactez-nous à info@lsvm.ca