CSA O86 Conception technique du bois
CSA O86 Engineering design in wood The National Building Code of Canada (NBC) contains requirements regarding the engineering design of structural wood products and systems. The CSA O86 standard is referenced in Part 4 of the NBC and in provincial building codes for the engineered design of structural wood products. The first edition of CSA O86 was published in 1959. CSA O86 provides criteria for the structural design and evaluation of wood structures or structural elements. It is written in the limit states design (LSD) format and provides resistance equations and specified strength values for structural wood products, including: graded lumber, glued-laminated timber, cross-laminated timber (CLT), unsanded plywood, oriented strandboard (OSB), composite building components, light-frame shearwalls and diaphragms, timber piling, pole-type construction, prefabricated wood I-joists, structural composite lumber (SCL) products, permanent wood foundations (PWF), and their structural connections. The CSA O86 provides rational approaches for structural design checks related to ultimate limit states, such as flexure, shear, and bearing, as well as serviceability limit states, such as deflection and vibration. The CSA O86 also contains strength modification factors for behaviour related to duration of load, size effects, service condition, lateral stability, system effects, preservative and fire-retardant treatment, notches, slenderness, and length of bearing. Structural design of wood buildings and components is undertaken using the loads defined in Part 4 of the NBC and the material resistance values obtained using the CSA O86 standard. Housing and other small buildings can be built without a full structural design using the prescriptive requirements outlined in Part 9 ‘Housing and Small Buildings’ of the NBC. For further information, refer to the following resources: Wood Design Manual (Canadian Wood Council) Introduction to Wood Design (Canadian Wood Council) National Building Code of Canada CSA O86 Engineering design in wood
Glulam
Glulam (glued-laminated timber) is an engineered structural wood product that consists of multiple individual layers of dimension lumber that are glued together under controlled conditions. All Canadian glulam is manufactured using waterproof adhesives for end jointing and for face bonding and is therefore suitable for both exterior and interior applications. Glulam has high structural capacity and is also an attractive architectural building material. Glulam is commonly used in post and beam, heavy timber and mass timber structures, as well as wood bridges. Glulam is a structural engineered wood product used for headers, beams, girders, purlins, columns, and heavy trusses. Glulam is also manufactured as curved members, which are typically loaded in combined bending and compression. It can also be shaped to create pitched tapered beams and a variety of load bearing arch and trusses configurations. Glulam is often employed where the structural members are left exposed as an architectural feature. Available sizes of glulam Standard sizes have been developed for Canadian glued-laminated timber to allow optimum utilization of lumber which are multiples of the dimensions of the lamstock used for glulam manufacture. Suitable for most applications, standard sizes offer the designer economy and fast delivery. Other non-standard dimensions may be specially ordered at additional cost because of the extra trimming required to produce non-standard sizes. The standard widths and depths of glulam are shown in Table 6.7, below. The depth of glulam is a function of the number of laminations multiplied by the lamination thickness. For economy, 38 mm laminations are used wherever possible, and 19 mm laminations are used where greater degrees of curvature are required. Standard widths of glulam Standard finished widths of glulam members and common widths of the laminating stock they are made from are given in Table 4 below. Single widths of stock are used for the complete width dimension for members less than 275 mm (10-7/8″) wide. However, members wider than 175 mm (6-7/8″) may consist of two boards laid side by side. All members wider than 275 mm (10-7/8″) are made from two pieces of lumber placed side by side, with edge joints staggered within the depth of the member. Members wider than 365 mm (14-1/4″) are manufactured in 50 mm (2″) width increments, but will be more expensive than standard widths. Manufacturers should be consulted for advice. Initial width of glulam stock Finished width of glulam stock mm. in. mm. in. 89 3-1/2 80 3 140 5-1/2 130 5 184 7-1/4 175 6-7/8 235 (or 89 + 140) 9-1/4 (or 3-1/2 + 5-1/2) 225 (or 215) 8-7/8 (or 8-1/2) 286 (or 89 + 184) 11-1/4 (or 3-1/2 + 7-1/4) 275 (or 265) 10-7/8 (or 10-1/4) 140 + 184 5-1/2 + 7-1/4 315 12-1/4 140 + 235 5-1/2 + 9-1/4 365 14-1/4 Notes: Members wider than 365 mm (14-1/4″) are available in 50 mm (2″) increments but require a special order. Members wider than 175 mm (6-7/8″) may consist of two boards laid side by side with logitudinal joints staggered in adjacent laminations. Standard depths of glulam Standard depths for glulam members range from 114 mm (4-1/2″) to 2128 mm (7′) or more in increments of 38 mm (1-1/2″) and l9 mm (3/4″). A member made from 38 mm (1-1/2″) laminations costs significantly less than an equivalent member made from l9 mm (3/4″) laminations. However, the l9 mm (3/4″) laminations allow for a greater amount of curvature than do the 38 mm (1-1/2″) laminations. Width in. Depth range mm in. 80 3 114 to 570 4-1/2 to 22-1/2 130 5 152 to 950 6 to 37-1/2 175 6-7/8 190 to 1254 7-1/2 to 49-1/2 215 8-1/2 266 to 1596 10-1/2 to 62-3/4 265 10-1/4 342 to 1976 13-1/2 to 77-3/4 315 12-1/4 380 to 2128 15 to 83-3/4 365 14-1/4 380 to 2128 15 to 83-3/4 Note: 1. Intermediate depths are multiples of the lamination thickness, which is 38 mm (1-1/2″ nom.) except for some curved members that require 19 mm (3/4″ nom.) laminations. Laminating stock may be end jointed into lengths of up to 40 m (130′) but the practical limitation may depend on transportation clearance restrictions. Therefore, shipping restrictions for a given region should be determined before specifying length, width or shipping height. Glulam appearance grades In specifying Canadian glulam products, it is necessary to indicate both the stress grade and the appearance grade required. The appearance of glulam is determined by the degree of finish work done after laminating and not by the appearance of the individual lamination pieces. Glulam is available in the following appearance grades: Industrial Commercial Quality The appearance grade defines the amount of patching and finishing work done to the exposed surfaces after laminating (Table 6.8) and has no strength implications. Quality grade provides the greatest degree of finishing and is intended for applications where appearance is important. Industrial grade has the least amount of finishing. Grade Description Industrial Grade Intended for use where appearance is not a primary concern such as in industrial buildings; laminating stock may contain natural characteristics allowed for specified stress grade; sides planed to specified dimensions but occasional misses and rough spots allowed; may have broken knots, knot holes, torn grain, checks, wane and other irregularities on surface. Commercial Grade Intended for painted or flat-gloss varnished surfaces; laminating stock may contain natural characteristics allowed for specified stress grade; sides planed to specified dimensions and all squeezed-out glue removed from surface; knot holes, loose knots, voids, wane or pitch pockets are not replaced by wood inserts or filler on exposed surface. Quality Grade Intended for high-gloss transparent or polished surfaces, displays natural beauty of wood for best aesthetic appeal; laminating stock may contain natural characteristics allowed for specified stress grade; sides planed to specified dimensions and all squeezed-out glue removed from surface; may have tight knots, firm heart stain and medium sap stain on sides; slightly broken or split knots, slivers, torn grain or checks on surface filled; loose knots, knot holes, wane and pitch pockets removed and replaced with non-shrinking
CSA S-6 Code canadien de conception des ponts routiers
Comme l'indique la philosophie de conception de la norme CSA S-6, la sécurité est la principale préoccupation dans la conception des ponts routiers au Canada. Pour les produits en bois, la norme CSA S-6 traite des critères de conception associés aux états limites ultimes et aux états limites d'aptitude au service (principalement la déflexion, la fissuration et les vibrations). Les états limites de fatigue doivent également être pris en compte pour les éléments de connexion en acier des ponts en bois. La durée de vie de la structure dans la norme CSA S-6 a été fixée à 75 ans pour tous les types de ponts, y compris les ponts en bois. La norme CSA S-6 s'applique aux types de structures et de composants en bois susceptibles d'être utilisés sur les autoroutes, notamment le bois lamellé-collé, le bois de sciage, le bois de charpente composite (SCL), les tabliers en bois lamellé-collé, les tabliers en bois lamellé-béton, les tabliers en bois lamellé précontraint, les fermes, les pieux en bois, les caissons en bois et les tréteaux en bois. La norme ne s'applique pas aux faux-planchers ni aux coffrages. La norme CSA S-6 traite de la conception des éléments en bois soumis à la flexion, au cisaillement, à la compression et aux appuis. De plus, la norme fournit des conseils et des exigences concernant la cambrure et la courbure des éléments en bois. D'autres informations sur la durabilité, le drainage et le traitement de préservation du bois dans les ponts sont également abordées.
Bois lourd à sciage massif
Les éléments en bois massif sont principalement utilisés comme éléments structurels principaux dans les constructions à poteaux et à poutres. Le terme "bois lourd" est utilisé pour décrire le bois massif scié dont la plus petite dimension transversale est égale ou supérieure à 140 mm (5-1/2 in). Les bois de grande dimension offrent une meilleure résistance au feu que les bois de construction et peuvent être utilisés pour répondre aux exigences de construction en bois lourd énoncées dans la partie 3 du Code national du bâtiment du Canada. Les bois sciés sont produits conformément à la norme CSA O141 Canadian Standard Lumber et classés conformément aux NLGA Standard Grading Rules for Canadian Lumber. Il existe deux catégories de bois : les "poutres et longerons" rectangulaires et les "poteaux et poutres" carrés. Les poutres et les longerons, dont la plus grande dimension dépasse la plus petite de plus de 51 mm, sont généralement utilisés comme éléments de flexion, tandis que les poteaux et les poutres, dont la plus grande dimension dépasse la plus petite de 51 mm ou moins, sont généralement utilisés comme colonnes. Les dimensions des bois sciés varient de 140 à 394 mm (5-1/2 à 15-1/2 in). Les dimensions les plus courantes vont de 140 x 140 mm (5-1/2 x 5-1/2 in) à 292 x 495 mm (11-1/2 x 19-1/2 in) en longueurs de 5 à 9 m (16 à 30 ft). Des dimensions allant jusqu'à 394 x 394 mm (15-1/2 x 15-1/2 in) sont généralement disponibles dans l'ouest du Canada dans les combinaisons d'essences Douglas Fir-Larch et Hem-Fir. Les bois des combinaisons épicéa-pin-sapin (S-P-F) et des essences nordiques ne sont disponibles qu'en petites dimensions. Les bois peuvent être obtenus dans des longueurs allant jusqu'à 9,1 m (30 ft), mais la disponibilité des bois de grande taille et de grande longueur doit toujours être confirmée auprès des fournisseurs avant la spécification. Un tableau des dimensions de bois disponibles est présenté ci-dessous. Les deux catégories de bois, poutres et limons, et poteaux et poutres, comportent trois degrés de contrainte : Select Structural, No.1, et No.2, et deux qualités sans contrainte (Standard et Utility). Les catégories de contraintes sont assorties de valeurs de calcul pour l'utilisation en tant qu'éléments de structure. Aucune valeur de calcul n'a été attribuée aux qualités non soumises à des contraintes. Les qualités No.1 et No.2 sont les plus couramment spécifiées à des fins structurelles. La qualité No.1 peut contenir des quantités variables de Select Structural, selon le fabricant. Contrairement au bois de construction canadien, il existe une différence entre les valeurs de calcul pour les qualités No.1 et No.2 du bois d'œuvre. Select Structural est spécifié lorsque l'aspect et la résistance de la plus haute qualité sont souhaités. Aucune valeur de calcul n'a été attribuée aux qualités Standard et Utility. Les bois de ces qualités peuvent être utilisés dans des applications spécifiques des codes de construction où une résistance élevée n'est pas importante, comme le blocage ou le contreventement court. Les coupes transversales peuvent affecter la qualité du bois dans la catégorie des poutres et des longerons parce que la taille autorisée du nœud varie sur la longueur de la pièce (un nœud plus grand est autorisé près des extrémités qu'au milieu). Les bois doivent être reclassés s'ils sont recoupés. Les bois ne sont généralement pas marqués (estampillés) et un certificat de l'usine peut être obtenu pour certifier la qualité. La grande taille des grumes rend le séchage au four peu pratique en raison des contraintes de séchage qui résulteraient des différences d'humidité entre l'intérieur et l'extérieur du bois. C'est la raison pour laquelle les bois sont généralement traités verts (taux d'humidité supérieur à 19 %), et le taux d'humidité du bois à la livraison dépend de l'importance du séchage à l'air qui a eu lieu. Comme le bois de construction, le bois d'œuvre commence à rétrécir lorsque son taux d'humidité tombe en dessous de 28 %. Les bois exposés à l'extérieur subissent généralement un retrait de 1,8 à 2,6 % en largeur et en épaisseur, en fonction de l'essence. Les bois utilisés à l'intérieur, où l'air est souvent plus sec, subissent un retrait plus important, de l'ordre de 2,4 à 3,0 % en largeur et en épaisseur. Dans les deux cas, la variation de longueur est négligeable. La conception et la construction doivent tenir compte du retrait anticipé. Le retrait doit également être pris en compte lors de la conception des connexions. Les petits défauts à la surface d'un bois sont fréquents dans les conditions de service humides et sèches. Ces défauts de surface ont été pris en compte dans l'établissement des résistances nominales spécifiées. Les fissures dans les colonnes n'ont pas d'importance structurelle à moins que la fissure ne se transforme en une fente traversante qui divisera la colonne. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : Timber Framers Guild International Log Builders' Association BC Log & Timber Building Industry Association
CSA S406 Fondations permanentes en bois
CSA S406 Specification of permanent wood foundations for housing and small buildings CSA S406 is the design and construction standard for permanent wood foundations (PWF) that is referenced in Part 9 of the NBC and in provincial building codes. The first edition of CSA S406 was published in 1983, with subsequent revisions and updates to the standard published in 1992, 2014, and 2016. The CSA S406 applies to the selection of materials, the design, the fabrication and installation of PWF. The standard also contains information on site preparation, materials, cutting and machining, footings, sealants and dampproofing, exterior moisture barriers, backfilling and site grading. Specific details and prescriptive requirements are provided in CSA S406 for buildings constructed on PWF that fall under Part 9 of the National Building Code of Canada (NBC), that is, buildings up to three-storeys in height above the foundation and having a building area not exceeding 600 m2. CSA S406 provides for the optional use of wood sleeper, poured concrete slab, and suspended wood basement floor systems as components of the PWF, and for the use of PWF as crawl space enclosures. The standard does not exclude PWFs which may also be engineered for larger buildings, using the same principles of design, provided building code requirements are met. The CSA S406 standard includes many selection tables and isometric figures, aimed at increasing design efficiency and the understanding of PWF construction details. The standard was developed based on specific engineering design assumptions regarding installation procedures, soil type, clear spans for floors and roofs, dead and live loads, modification factors, deflections and backfill height. For conditions that go beyond the scope of CSA S406, similar details may be used provided they are based on accepted engineering principles that ensure a level of performance equivalent to that set forth in CSA S406. If any of the design conditions are different from or more severe than the assumptions, the PWF must be designed by a professional engineer or architect and installed in conformance with the standard. Regardless of the building size and conformance with the design assumptions of CSA S406, some authorities having jurisdiction require a design professional’s seal in order to issue a building permit. For further information, refer to the following resources: Permanent Wood Foundations (Canadian Wood Council) Wood Preservation Canada National Building Code of Canada
Planches de terrasse
Les lames de terrasse peuvent être utilisées pour porter plus loin et supporter des charges plus importantes que les panneaux tels que le contreplaqué et les panneaux à copeaux orientés (OSB). Le platelage en planches est souvent utilisé lorsque l'apparence du platelage est souhaitée en tant qu'élément architectural ou lorsque la performance au feu doit répondre aux exigences de construction en bois lourd décrites dans la partie 3 du Code national du bâtiment du Canada. Le platelage est généralement utilisé dans les structures en bois massif ou en poteaux et poutres et est posé avec la face plate ou large sur les supports afin de fournir un platelage structurel pour les planchers et les toits. Les lames de terrasse peuvent être utilisées dans des conditions humides ou sèches et peuvent être traitées avec des produits de préservation, en fonction de l'essence de bois. Les clous et les pointes de terrasse sont utilisés pour fixer les pièces adjacentes de lames de terrasse les unes aux autres et pour fixer la terrasse à ses supports. Les lames de terrasse sont généralement disponibles dans les essences suivantes : sapin de Douglas (combinaison d'essences D.Fir-L) pruche de la côte pacifique (combinaison d'essences Hem-Fir) diverses essences d'épicéa, de pin et de sapin (combinaison d'essences S-P-F) cèdre rouge de l'Ouest (combinaison d'essences Northern) Pour produire des lames de terrasse, le bois scié est fraisé dans un profil à rainure et languette avec un usinage de surface spécial, tel qu'un joint en V. Les lames de terrasse sont généralement produites dans des matériaux de qualité supérieure, comme le bois d'œuvre. Les lames de terrasse sont normalement produites en trois épaisseurs : 38 mm, 64 mm et 89 mm. Les planches de 38 mm ont une languette et une rainure simples, tandis que les planches plus épaisses ont une double languette et une rainure. Les épaisseurs supérieures à 38 mm comportent également des trous de 6 mm de diamètre, espacés de 760 mm, afin que chaque pièce puisse être clouée à la pièce adjacente à l'aide de pointes de terrasse. Les dimensions et profils standard sont indiqués ci-dessous. Les lames de terrasse sont le plus souvent disponibles en longueurs aléatoires de 1,8 à 6,1 m (6 à 20 ft). Il est possible de commander des planches dans des longueurs spécifiques, mais il faut s'attendre à une disponibilité limitée et à des coûts supplémentaires. Une spécification typique pour les longueurs aléatoires pourrait exiger qu'au moins 90 % des planches soient de 3,0 m (10 pieds) et plus, et qu'au moins 40 % soient de 4,9 m (16 pieds) et plus. Le platelage en planches est disponible en deux qualités : La qualité Select (Sel) La qualité Commercial (Com) La qualité Select a un aspect plus qualitatif et est également plus solide et plus rigide que la qualité Commercial. Les planches de terrasse doivent être fabriquées conformément à la norme CSA O141 et classées selon les règles de classement standard de la NLGA pour le bois d'œuvre canadien. Étant donné que les planches de terrasse ne sont pas estampillées comme le bois de construction, il convient d'obtenir une vérification écrite de la part du fournisseur ou de faire appel à une agence de classement qualifiée pour vérifier le matériau fourni. Pour minimiser le retrait et le gauchissement, les lames de terrasse sont constituées d'éléments de bois sciés qui sont séchés à un taux d'humidité de 19 % ou moins au moment du surfaçage (S-Dry). L'utilisation d'un platelage vert peut entraîner le relâchement du joint à rainure et languette au fil du temps et une réduction de la performance structurelle et de la facilité d'utilisation. Les planches individuelles peuvent s'étendre simplement entre les supports, mais elles sont généralement de longueur aléatoire s'étendant sur plusieurs supports par souci d'économie et pour tirer parti d'une rigidité accrue. Il existe trois méthodes d'installation des terrasses en planches : aléatoire contrôlée, à travée simple et à deux travées continues. Une règle générale de conception pour le platelage aléatoire contrôlé est que les travées ne doivent pas dépasser de plus de 600 mm (2 pieds) la longueur que 40 % de l'expédition du platelage dépasse. Ces deux dernières méthodes d'installation nécessitent des planches de longueur prédéterminée, ce qui peut entraîner un surcoût. Profils et dimensions des lames de terrasse
CSA 080 Préservation du bois
Le Code national du bâtiment du Canada (CNB) contient des exigences relatives à l'utilisation de bois traité dans les bâtiments et la série de normes CSA O80 est citée en référence dans le CNB et dans les codes du bâtiment provinciaux pour la spécification du traitement de préservation d'une vaste gamme de produits du bois utilisés dans différentes applications. La première édition de la norme CSA O80 a été publiée en 1954. Onze révisions et mises à jour de la norme ont suivi, la dernière édition ayant été publiée en 2015. La fabrication et l'application des produits de préservation du bois sont régies par les normes de la série CSA O80. Ces normes consensuelles indiquent les essences de bois qui peuvent être traitées, les agents de préservation autorisés ainsi que la rétention et la pénétration de l'agent de préservation dans le bois qui doivent être atteintes pour la catégorie d'utilisation ou l'application. La série de normes CSA O80 spécifie également les exigences relatives à l'ignifugation du bois par traitement chimique sous pression et par imprégnation thermique du bois. Les sujets généraux couverts par la série de normes CSA O80 comprennent également les matériaux et leur analyse, les procédures d'imprégnation thermique et sous pression, ainsi que la fabrication et l'installation. Les normes canadiennes relatives à la préservation du bois sont basées sur les normes de l'American Wood Protection Association (AWPA), modifiées pour les conditions canadiennes. Seuls les produits de préservation du bois homologués par l'Agence canadienne de réglementation de la lutte antiparasitaire sont répertoriés. Les pénétrations et les charges (rétentions) requises pour les produits de préservation varient en fonction des conditions d'exposition qu'un produit est susceptible de rencontrer au cours de sa durée de vie. Chaque type de produit de préservation présente des avantages distincts et le produit de préservation utilisé doit être déterminé en fonction de l'utilisation finale du matériau. Les exigences de transformation et de traitement de la série CSA O80 sont conçues pour évaluer les conditions d'exposition auxquelles le bois traité sous pression sera soumis pendant la durée de vie d'un produit. Le niveau de protection requis est déterminé par l'exposition au danger (par exemple, les conditions climatiques, le contact direct avec le sol ou l'exposition à l'eau salée), les attentes du produit installé (par exemple, le niveau d'intégrité structurelle tout au long de la durée de vie) et les coûts potentiels de réparation ou de remplacement au cours du cycle de vie. Les exigences techniques de la norme CSA O80 sont organisées dans le système de catégories d'utilisation (SCU). Le SCU est conçu pour faciliter la sélection de l'essence de bois, du produit de préservation, de la pénétration et de la rétention (charge) appropriés par le rédacteur de devis et l'utilisateur de bois traité en faisant correspondre plus précisément l'essence, le produit de préservation, la pénétration et la rétention pour des conditions d'humidité typiques et les agents de biodétérioration du bois à l'utilisation finale prévue. La norme CSA O80.1 spécifie quatre catégories d'utilisation (CU) pour le bois traité utilisé dans la construction : UC1 couvre le bois traité utilisé dans les constructions intérieures sèches ; UC2 couvre le bois traité et les matériaux à base de bois utilisés dans les constructions intérieures sèches qui ne sont pas en contact avec le sol mais qui peuvent être exposés à l'humidité ; UC3 couvre le bois traité utilisé dans les constructions extérieures qui ne sont pas en contact avec le sol ; UC3.1 couvre les constructions extérieures au-dessus du sol avec des produits en bois enduits et un ruissellement rapide de l'eau ; UC3.2 couvre les constructions extérieures en surface avec des produits du bois non enduits ou un faible écoulement de l'eau ; UC4 couvre le bois traité utilisé dans les constructions extérieures en contact avec le sol ou l'eau douce ; UC4.1 couvre les composants non critiques ; UC4.2 couvre les composants structurels critiques ou les composants difficiles à remplacer ; UC5A couvre le bois traité utilisé dans les eaux côtières, y compris l'eau saumâtre, l'eau salée et la zone de boue adjacente. La série de normes CSA O80 comprend les cinq normes suivantes : CSA O80.0 Exigences générales relatives à la préservation du bois ; précise les exigences et fournit des renseignements applicables à l'ensemble de la série de normes. CSA O80.1 Spécification du bois traité ; vise à aider les rédacteurs de devis et les utilisateurs de produits de bois traité à déterminer les exigences appropriées en matière de produits de préservation pour divers produits du bois et environnements d'utilisation finale. CSA O80.2 Transformation et traitement : spécifie les exigences minimales et les limites des procédés de traitement des produits du bois. CSA O80.3 Formulations de produits de préservation ; spécifie les exigences relatives aux produits de préservation qui ne sont pas mentionnées ailleurs. CSA O80.4 a été retirée. CSA O80.5 Additifs CCA - Poteaux utilitaires ; spécifie les exigences relatives à la préparation et à l'utilisation des combinaisons de produits de préservation et d'additifs CCA pour les poteaux utilitaires autorisés par les normes CSA O80.1 et CSA O80.2. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : www.durable-wood.com CSA O80 Préservation du bois Préservation du bois Canada Code national du bâtiment du Canada Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire American Wood Protection Association ISO 21887 Durabilité du bois et des produits à base de bois - Classes d'utilisation
Bâtiments de moyenne hauteur - Recherche
Studies General “The Historical Development of the Building Size Limits in the National Building Code of Canada“, by Sereca for CWC (2015) (17 Mb) Structural & Seismic Vertical Movement in Wood Platform Frame Structures (CWC Fact Sheets) Basics Design and detailing solutions Movement prediction Design of multi-storey wood-based shearwalls: Linear dynamic analysis & mechanics based approach A Mechanics-based Approach for Determining Deflections of Stacked Multi-storey Wood-based Shearwalls Design of Stacked Multi-storey Wood Shearwalls using a Mechanics Based Approach Linear Dynamic Analysis for Wood Based Shear Walls and Podium Structures Design of wood frame and podium structures using linear dynamic analysis, by Newfield, G., Ni, C., and Wang, J., Proceedings of the World Conference on Timber Engineering 2014, Quebec City, Canada (2014) Testing Other Reports Final Report – Full-scale Mass Timber Shaft Demonstration Fire (including the National Research Council test report as an Appendix), by FPInnovations (April 2015) Full Scale Exterior Wall Test on Nordic CLT System, by the National Research Council (January 2015) Report No. 101700231SAT-003_Rev.1 – Report of Testing Cross-Laminated Timber Panels for Compliance with CAN/ULC-S101 Standard Methods of Fire Endurance Tests of Building Construction and Materials: Loadbearing 3-ply CLT Wall with 1 Layer of 5/8″ Type X Gypsum Board – 1 hr FRR, by Intertek for CWC (November 2014) Report No. 100585447SAT-002B – Report of Testing Cross-Laminated Timber Panels for Compliance with CAN/ULC-S101 Standard Methods of Fire Endurance Tests of Building Construction and Materials: Loadbearing 3-ply CLT Wall with 1 Layer of 5/8″ Fire-rated Gypsum Board (60% load) – 1 hr FRR, by Intertek for CWC (December 2013) Report No. 100585447SAT-002A_Rev.1 – Report of Testing Cross-Laminated Timber Panels for Compliance with CAN/ULC-S101 Standard Methods of Fire Endurance Tests of Building Construction and Materials: Loadbearing 3-ply CLT Wall with Attached Wood-frame Partition – 1 hr FRR, by Intertek for CWC (January 2012) Visit Think Wood’s Research Library for additional resources
Vert
Le bois est le seul grand matériau de construction qui pousse naturellement et qui est renouvelable. Avec la pression croissante pour réduire l'empreinte carbone de l'environnement bâti, les concepteurs de bâtiments sont de plus en plus appelés à équilibrer les objectifs de fonction et de coût d'un bâtiment avec un impact réduit sur l'environnement. Le bois peut contribuer à cet équilibre. De nombreuses études d'évaluation du cycle de vie réalisées dans le monde entier ont montré que les produits en bois présentent des avantages environnementaux évidents par rapport à d'autres matériaux de construction, et ce à tous les stades. Les bâtiments en bois permettent de réduire les émissions de gaz à effet de serre, la pollution de l'air, les volumes de déchets solides et l'utilisation des ressources écologiques.
Efficacité énergétique
Of all the energy used in North America, it is estimated that 30 to 40 percent is consumed by buildings. In Canada, the majority of operational energy in residential buildings is provided by natural gas, fuel oil, or electricity, and is consumed for space heating. Given the fact that buildings are a significant source of energy consumption and greenhouse gas emissions in Canada, energy efficiency in the buildings sector is essential to address climate change mitigation targets. As outlined in the Pan-Canadian Framework on Clean Growth and Climate Change, the federal, provincial and territorial governments are committed to investment in initiatives to support energy efficient homes and buildings as well as energy benchmarking and labelling programs. Despite the expanding number of choices for consumers, the most cost-effective way to increase building energy performance has remained unchanged over the decades: • maximize the thermal performance of the building envelope by adding more insulation and reducing thermal bridging; and • increase the airtightness of the building envelope. The building envelope is commonly defined as the collection of components that separate conditioned space from unconditioned space (exterior air or ground). The thermal performance and airtightness of the building envelope (also known as the building enclosure) effects the whole-building energy efficiency and significantly affects the amount of heat losses and gains. Building and energy codes and standards within Canada have undergone or are currently undergoing revisions, and the minimum thermal performance requirements for wood-frame building enclosure assemblies are now more stringent. The most energy efficient buildings are made with materials that resist heat flow and are constructed with accuracy to make the best use of insulation and air barriers. To maximize energy efficiency, exterior wall and roof assemblies must be designed using framing materials that resist heat flow, and must include continuous air barriers, insulation materials, and weather barriers to prevent air leakage through the building envelope. The resistance to heat flow of building envelope assemblies depends on the characteristics of the materials used. Insulated assemblies are not usually homogeneous throughout the building envelope. In light-frame walls or roofs, the framing members occur at regular intervals, and, at these locations, there is a different rate of heat transfer than in the spaces between the framing members. The framing members reduce the thermal resistance of the overall wall or ceiling assembly. The rate of heat transfer at the location of framing elements depends on the thermal or insulating properties of the structural framing material. The higher rate of heat transfer at the location of framing members is called thermal bridging. The framing members of a wall or roof can account for 20 percent or more of the surface area of an exterior wall or roof and since the thermal performance of the overall assembly depends on the combined effect of the framing and insulation, the thermal properties of the framing materials can have a significant effect on the overall (effective) thermal resistance of the assembly. Wood is a natural thermal insulator due to the millions of tiny air pockets within its cellular structure. Since thermal conductivity increases with relative density, wood is a better insulator than dense construction materials. With respect to thermal performance, wood-frame building enclosures are inherently more efficient than other common construction materials, largely because of reduced thermal bridging through the wood structural elements, including the wood studs, columns, beams, and floors. Wood loses less heat through conduction than other building materials and wood-frame construction techniques support a wide range of insulation options, including stud cavity insulation and exterior rigid insulation. Research and monitoring of buildings is increasingly demonstrating the importance of reducing thermal bridging in new construction and reducing thermal bridges in existing buildings. The impact of thermal bridges can be a significant contributor to whole building energy use, the risk of condensation on cold surfaces, and occupant comfort. Focusing on the building envelope and ventilation at the time of construction makes sense, as it is difficult to make changes to these systems in the future. High performance buildings typically cost more to build than conventional construction, but the higher purchase price is offset, at least in part, by lower energy consumption costs over the life cycle. What’s more, high performance buildings are often of higher quality and more comfortable to live and work in. Making buildings more energy efficient has also been shown to be one of the lowest cost opportunities to contribute to energy reduction and climate change mitigation goals. Several certification and labeling programs are available to builders and consumers address reductions in energy consumption within buildings. Natural Resources Canada (NRCan) administers the R-2000 program, which aims to reduce home energy requirements by 50 percent compared to a code-built home. Another program administered by NRCan, ENERGY STAR®, aims to be 20 to 25 percent more energy efficient than code. The EnerGuide Rating System estimates the energy performance of a house and can be used for both existing homes and in the planning phase for new construction. Other certification programs and labelling systems have fixed performance targets. Passive House is a rigorous standard for energy efficiency in buildings to reduce the energy use and enhance overall performance. The space heating load must be less than 15 kWh/m2 and the airtightness must be less than 0.6 air changes per hour at 50 Pa, resulting in ultra-low energy buildings that require up to 90 percent less heating and cooling energy than conventional buildings. The NetZero Energy Building Certification, a program operated by the International Living Future Institute, is a performance-based program and requires that the building have net-zero energy consumption for twelve consecutive months. Green Globes and Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) are additional building rating systems that are prevalent in the building design and construction marketplace. For further information, refer to the following resources: Thermal Performance of Light-Frame Assemblies – IBS No.5 (Canadian Wood Council) National Energy Code of Canada for Buildings Natural Resources Canada BC Housing Passive House Canada Green Globes Canadian Green Building Council
Changement climatique
Les préoccupations liées au changement climatique encouragent la décarbonisation du secteur du bâtiment, y compris l'utilisation de matériaux de construction responsables de moins d'émissions de gaz à effet de serre (GES) et l'amélioration des performances opérationnelles tout au long du cycle de vie des bâtiments. Responsable de plus de 10 % des émissions totales de GES au Canada, le secteur du bâtiment joue un rôle important dans l'atténuation du changement climatique et l'adaptation à celui-ci. La réduction de l'impact des bâtiments sur le changement climatique offre un rendement environnemental élevé pour un investissement économique relativement faible. Le gouvernement du Canada, en tant que signataire de l'Accord de Paris, s'est engagé à réduire les émissions de GES du Canada de 30 % par rapport aux niveaux de 2005 d'ici 2030. En outre, le Cadre pancanadien sur la croissance propre et le changement climatique reconnaît que les produits forestiers et ligneux peuvent contribuer à la stratégie nationale de réduction des émissions en renforçant le stockage du carbone dans les forêts, en augmentant l'utilisation du bois dans la construction, en produisant du carburant à partir de la bioénergie et des bioproduits et en favorisant l'innovation dans le développement de produits biologiques et les pratiques de gestion forestière. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) se fait également l'écho de l'importance du secteur de la sylviculture et des produits du bois en tant que composante essentielle de l'atténuation des effets du changement climatique, en affirmant qu'une stratégie de gestion durable des forêts visant à maintenir ou à augmenter les stocks de carbone forestier tout en produisant du bois, des fibres ou de l'énergie, génère le plus grand bénéfice durable pour atténuer le changement climatique. En outre, le GIEC déclare que "les options d'atténuation du secteur forestier comprennent l'extension de la rétention de carbone dans les produits ligneux récoltés, la substitution de produits et la production de biomasse pour la bioénergie". L'industrie forestière canadienne s'engage à éliminer 30 mégatonnes de dioxyde de carbone (CO2) par an d'ici 2030, ce qui équivaut à 13 % des engagements nationaux du Canada dans le cadre de l'Accord de Paris. Plusieurs mécanismes seront utilisés pour relever ce défi, notamment : le déplacement de produits, en utilisant des produits biosourcés à la place de produits et de sources d'énergie dérivés de combustibles fossiles ; les pratiques de gestion forestière, y compris l'utilisation accrue, l'amélioration de l'utilisation des résidus et de la planification de l'utilisation des terres, et l'amélioration de la croissance et des rendements ; la prise en compte des réservoirs de carbone des produits biosourcés à longue durée de vie ; et une plus grande efficacité dans les processus de fabrication des produits du bois Le Canada abrite 9 pour cent des forêts du monde, qui ont la capacité d'agir comme d'énormes puits de carbone en absorbant et en stockant le carbone. Chaque année, le Canada exploite moins d'un demi pour cent de ses terres forestières, ce qui a permis à la couverture forestière du pays de rester constante au cours du siècle dernier. La gestion durable des forêts et les exigences légales en matière de reboisement permettent de maintenir ce vaste réservoir de carbone. Une forêt est un système naturel considéré comme neutre en carbone tant qu'elle est gérée de manière durable, ce qui signifie qu'elle doit être reboisée après la récolte et ne pas être convertie à d'autres utilisations. Le Canada possède certaines des réglementations les plus strictes au monde en matière de gestion forestière, exigeant une régénération réussie après l'exploitation des forêts publiques. Lorsqu'elles sont gérées de manière responsable, les forêts constituent une ressource renouvelable qui sera disponible pour les générations futures. Le Canada est également un leader mondial en matière de certification forestière volontaire par une tierce partie, ce qui renforce l'assurance d'une gestion durable des forêts. Les programmes de gestion durable des forêts et les systèmes de certification s'efforcent de préserver la quantité et la qualité des forêts pour les générations futures, de respecter la diversité biologique des forêts et l'écologie des espèces qui y vivent, ainsi que les communautés concernées par les forêts. Les entreprises canadiennes ont obtenu la certification d'une tierce partie sur plus de 150 millions d'hectares de forêts, ce qui représente la plus grande superficie de forêts certifiées au monde. La forêt représente un réservoir de carbone, stockant le carbone biogénique dans les sols et les arbres. Le carbone reste stocké jusqu'à ce que les arbres meurent et se décomposent ou brûlent. Lorsqu'un arbre est coupé, 40 à 60 % du carbone biogénique reste dans la forêt ; le reste est retiré sous forme de grumes et une grande partie est transférée dans le réservoir de carbone des produits du bois dans l'environnement bâti. Les produits du bois continuent à stocker ce carbone biogénique, souvent pendant des décennies dans le cas des bâtiments en bois, retardant ou empêchant la libération d'émissions de CO2. Les produits du bois et les systèmes de construction ont la capacité de stocker de grandes quantités de carbone ; 1 m3 de bois d'œuvre S-P-F stocke environ 1 tonne d'équivalent CO2. La quantité de carbone stockée dans un produit en bois est directement proportionnelle à la densité du bois. Au Canada, une maison unifamiliale moyenne stocke près de 30 tonnes d'équivalent CO2 dans les produits du bois utilisés pour sa construction. La plupart des produits de construction biosourcés stockent en fait plus de carbone dans la fibre de bois qu'ils n'en libèrent au cours des phases de récolte, de fabrication et de transport de leur cycle de vie. En général, les produits biosourcés, comme le bois qui pousse naturellement avec l'aide du soleil, ont des émissions intrinsèques plus faibles. Les émissions intrinsèques résultent des processus de production des matériaux de construction, depuis l'extraction ou la récolte des ressources jusqu'à la fin de vie, en passant par la fabrication, le transport et la construction. La bioénergie produite à partir de résidus biosourcés, tels que l'écorce d'arbre et la sciure de bois, est principalement utilisée pour générer de l'énergie pour la fabrication de produits en bois en Amérique du Nord. Les produits de construction en bois ont de faibles émissions de GES intrinsèques parce qu'ils sont cultivés à l'aide d'énergie solaire renouvelable, qu'ils utilisent peu d'énergie fossile pendant la fabrication et qu'ils ont de nombreuses options de fin de vie (réutilisation, recyclage, récupération d'énergie). Les produits du bois peuvent se substituer à d'autres matériaux de construction et sources d'énergie à plus forte intensité de carbone. Les émissions de gaz à effet de serre sont ainsi évitées en utilisant des produits du bois à la place d'autres produits de construction à plus forte intensité de gaz à effet de serre. Des facteurs de déplacement (kg de CO2 évité par kg de bois utilisé) ont été estimés pour calculer la quantité de carbone évitée grâce à l'utilisation de produits du bois dans la construction de bâtiments. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : Addressing Climate Change in the Building Sector - Carbon Emissions Reductions (Conseil canadien du bois) Resilient and Adaptive Design Using Wood (Conseil canadien du bois) CWC Carbon Calculator Canada's Forest Products Industry "30 by 30" Climate Change Challenge (Association des produits forestiers du Canada) www.naturallywood.com www.thinkwood.com Building with wood = Proactive climate protection (Binational Softwood Lumber Council and State University of New York) Natural Resources Canada Pan-Canadian Framework on Clean Growth and Climate Change (Gouvernement du Canada) Intergovernmental Panel on Climate Change (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat)
Analyse du cycle de vie
Les produits de construction et le secteur du bâtiment dans son ensemble ont un impact significatif sur l'environnement. Les instruments politiques et les forces du marché poussent de plus en plus les gouvernements et les entreprises à documenter et à rendre compte des impacts environnementaux et à suivre les améliorations. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil qui permet de comprendre les aspects environnementaux liés à la construction, à la rénovation et à la modernisation des bâtiments et des ouvrages de génie civil. L'ACV est un outil d'aide à la décision qui permet d'identifier les approches de conception et de construction qui améliorent les performances environnementales. Plusieurs juridictions européennes, dont l'Allemagne, Zurich et Bruxelles, ont fait de l'ACV une exigence obligatoire avant la délivrance d'un permis de construire. En outre, l'application de l'ACV à la conception des bâtiments et à la sélection des matériaux est une composante des systèmes d'évaluation des bâtiments écologiques. L'ACV peut être utile aux fabricants, aux architectes, aux constructeurs et aux agences gouvernementales en fournissant des informations quantitatives sur les impacts environnementaux potentiels et en fournissant des données permettant d'identifier les domaines à améliorer. L'ACV est une approche basée sur la performance pour évaluer les aspects environnementaux liés à la conception et à la construction des bâtiments. L'ACV peut être utilisée pour comprendre les impacts environnementaux potentiels d'un produit ou d'une structure à chaque étape de sa vie, depuis l'extraction des ressources ou l'acquisition des matières premières, le transport, la transformation et la fabrication, la construction, l'exploitation, l'entretien et la rénovation jusqu'à la fin de vie. L'ACV est une méthodologie scientifique internationalement reconnue qui existe sous d'autres formes depuis les années 1960. Les exigences et les orientations relatives à la réalisation d'une ACV ont été établies par le biais de normes internationales consensuelles, à savoir les normes ISO 14040 et ISO 14044. L'ACV prend en compte tous les flux d'entrée et de sortie (matériaux, énergie, ressources) associés à un système de produits donné. Il s'agit d'une procédure itérative qui comprend la définition des objectifs et du champ d'application, l'analyse de l'inventaire, l'évaluation de l'impact et l'interprétation. L'analyse de l'inventaire, également connue sous le nom d'inventaire du cycle de vie (ICV), consiste en la collecte de données et le suivi de tous les flux d'entrée et de sortie au sein d'un système de produits. Des bases de données publiques sur l'ICV, telles que la base de données américaine sur l'inventaire du cycle de vie, sont accessibles gratuitement afin d'obtenir ces données. Au cours de la phase d'évaluation de l'impact de l'ACV, les flux de l'ICV sont traduits en catégories d'impact potentiel sur l'environnement à l'aide de techniques de modélisation environnementale théoriques et empiriques. L'ACV permet de quantifier les impacts environnementaux potentiels et les aspects d'un produit, tels que le potentiel de réchauffement de la planète, le potentiel d'acidification, le potentiel de réduction de la pollution, etc : le potentiel de réchauffement de la planète, le potentiel d'acidification, le potentiel d'eutrophisation, le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone, le potentiel de smog, la consommation d'énergie primaire, la consommation de ressources matérielles et la production de déchets dangereux et non dangereux. Les concepteurs de bâtiments disposent d'outils d'ACV accessibles au public et faciles à utiliser. Ces outils permettent aux concepteurs d'obtenir rapidement des informations sur l'impact potentiel sur l'environnement d'une large gamme d'assemblages génériques de bâtiments ou d'élaborer eux-mêmes des évaluations complètes du cycle de vie des bâtiments. Les logiciels d'ACV offrent aux professionnels de la construction des outils puissants pour calculer les impacts potentiels du cycle de vie des produits ou des assemblages de construction et effectuer des comparaisons environnementales. Il est également possible d'utiliser l'ACV pour effectuer des comparaisons objectives entre des matériaux alternatifs, des assemblages et des bâtiments entiers, mesurées sur les cycles de vie respectifs et basées sur des indicateurs environnementaux quantifiables. L'ACV permet de comparer les compromis environnementaux associés au choix d'un matériau ou d'une solution de conception par rapport à un autre et, par conséquent, fournit une base efficace pour comparer les implications environnementales relatives de scénarios de conception de bâtiments alternatifs. Une ACV qui examine des options de conception alternatives doit garantir l'équivalence fonctionnelle. Chaque scénario de conception envisagé, y compris l'ensemble du bâtiment, doit répondre aux exigences du code du bâtiment et offrir un niveau minimum de performance technique ou d'équivalence fonctionnelle. Pour quelque chose d'aussi complexe qu'un bâtiment, cela signifie qu'il faut suivre et comptabiliser les intrants et les extrants environnementaux pour la multitude d'assemblages, de sous-assemblages et de composants de chaque option de conception. La longévité d'un système de construction a également un impact sur la performance environnementale. Les bâtiments en bois peuvent rester en service pendant de longues périodes s'ils sont conçus, construits et entretenus correctement. De nombreuses études d'ACV dans le monde ont démontré que les produits et systèmes de construction en bois peuvent présenter des avantages environnementaux par rapport à d'autres matériaux et méthodes de construction. FPInnovations a réalisé une ACV d'un bâtiment de quatre étages au Québec construit en bois lamellé-croisé (CLT). L'étude a évalué comment la conception en CLT se comparerait à un bâtiment fonctionnellement équivalent en béton et en acier de la même surface de plancher, et a révélé une performance environnementale améliorée dans deux des six catégories d'impact, et une performance équivalente dans les autres catégories. En outre, en fin de vie, les produits biosourcés peuvent faire partie d'un système de produits ultérieurs lorsqu'ils sont réutilisés, recyclés ou valorisés énergétiquement, ce qui peut réduire les incidences sur l'environnement et contribuer à l'économie circulaire. Cycle de vie des produits de construction en bois Photo source : CEI-Bois Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : www.naturallywood.com Athena Sustainable Materials Institute Building for Environmental and Economic Sustainability (BEES) FPInnovations. Analyse comparative du cycle de vie de deux bâtiments résidentiels à plusieurs étages : Cross-Laminated Timber vs. Concrete Slab and Column with Light Gauge Steel Walls, 2013. American Wood Council U.S. Life Cycle Inventory Database ISO 14040 Management environnemental - Analyse du cycle de vie - Principes et cadre ISO 14044 Management environnemental - Analyse du cycle de vie - Exigences et lignes directrices
