fenêtres à haute performance

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Enveloppe et structure du bâtiment

Étude comparative des fenêtres à haute performance et stratégies pour réduire les besoins en chauffage et en climatisation

De nos jours, de plus en plus de fenêtres à haute performance sont fabriquées et installées dans les maisons. En 2002, 24 p. 100 des unités de vitrage fabriquées au Canada contenaient au moins un enduit à faible émissivité et, depuis janvier 2007, toutes les nouvelles maisons en Ontario doivent avoir des fenêtres dont le facteur U ne dépasse pas 2,0.

Pour respecter cette exigence, on a souvent recours à des vitrages doubles à faible émissivité. Bien que ces vitrages offrent une performance éner­gétique élevée, il est bon de rappeler que toutes les fenêtres ne sont pas égales à cet égard. Un pyranomètre est installé à l'intérieur de la fenêtre pour mesurer le rayonnement solaire incident

En effet, si les enduits à faible émissivité améliorent la performance thermique des fenêtres, la performance solaire varie consi­dérablement en fonction du type d'enduit utilisé.

source:

Les vitrages disponibles sur le marché vont des produits ayant un faible gain solaire à ceux qui offrent un gain solaire élevé. Les vitrages à faible gain solaire ne permettent qu'à une petite portion de l'énergie solaire disponible d'entrer dans la maison, alors que les vitrages à gain solaire élevé transmettent un pourcentage élevé de l'énergie solaire disponible.

Un vitrage à gain solaire élevé devrait donc être plus efficace en hiver, puisque la plus grande quantité de chaleur fournie par le soleil contribue à réduire les besoins en chauffage. A contrario, un vitrage à faible gain solaire sera plus approprié l'été, puisque moins de chaleur solaire entre alors dans la maison, réduisant de ce fait les coûts de climatisation. Il serait évidemment peu pratique de changer toutes les fenêtres de la maison au printemps et à l'automne de chaque année, d'où l'utilité de savoir quel type de vitrage offre la meilleure performance énergétique et les plus grandes économies de coût tout au long de l'année.

Pour déterminer quels types de vitrages offrent la meilleure performance, aussi bien en hiver qu'en été, des chercheurs de l'IRC-CNRC ont comparé des vitrages à faible émissivité et à gain solaire faible ou élevé dans les maisons jumelles du Centre canadien des technologies résidentielles (CCTR) à Ottawa. Une des maisons comportait uniquement des vitrages à faible gain solaire et l'autre uniquement des vitrages à gain solaire élevé.

L'expérience a montré que la façon dont ces deux types de vitrages géraient les gains solaires avait une influence plus déterminante sur la performance énergétique de la maison que les petites différences dans les facteurs U des vitrages eux-mêmes. Les résultats de ces expériences ont été utilisés pour raffiner le modèle informatique HOT2000MC afin de comparer la performance des vitrages à gain solaire élevé ou faible d'abord entre eux, puis avec une fenêtre classique à double vitrage empli d'air, pour différentes régions du pays.

Comme il fallait s'y attendre, les vitrages à gain solaire élevé et faible ont permis de plus grandes économies d'énergie que les fenêtres classiques, mais c'est le vitrage à gain solaire élevé qui a produit la meilleure performance énergétique globale, tant à Ottawa que pour toutes les villes canadiennes modélisées. Comparées à la fenêtre à double vitrage classique, les économies de coûts combinées pour le chauffage et la climatisation se situaient entre 13 p. 100 et 17 p. 100 pour le vitrage à gain solaire élevé, et entre 8 p. 100 et 10 p. 100 pour le vitrage à faible gain solaire.

L'ampleur de ces économies dépend largement du type et du coût du combustible utilisé pour le chauffage. Plus le coût du combustible est élevé, plus grands seront les avantages de réduire les charges de chauffage au moyen d'un vitrage à gain solaire élevé. Toutefois, les fenêtres à faible gain solaire se sont révélées beaucoup plus efficaces pour réduire les charges de climatisation durant l'été, soit la période où la demande en électricité auprès des services publics est souvent la plus forte.

Fenêtres à haute performance

Fenêtres emplies de gaz à faible conductance thermique et utilisant des maté­riaux, des enduits et des espaceurs de grande qualité pour offrir une performance thermique supérieure.

Facteur U

Taux de transfert thermique à travers la fenêtre, normalement mesuré en W/m2K. Un facteur U peu élevé est souhaitable, puisqu'il indique une faible perte thermique. Le facteur U est l'inverse de la valeur R.

Enduit à faible émissivité

Mince couche métallique appliquée à la surface du vitrage pour réduire le transfert thermique à travers le vitrage.

HOT2000MC

Logiciel d'analyse et de conception énergétiques créé par Ressources naturelles Canada pour déterminer la performance énergétique des bâtiments résidentiels de faible hauteur.

Ces résultats suggèrent qu'une stratégie efficace pour réduire les besoins en énergie à la fois pour le chauffage et pour la climatisation serait de combiner l'utilisation de vitrages à gain solaire élevé et de dispositifs pare-soleil. Pour le vérifier, les chercheurs de l'IRC-CNRC projettent d'étudier la performance de différents types de volets et de stores vendus dans le commerce en 2008 (voir l'article à ce sujet dans Innovation en construction, décembre 2007 ).

source:INNOVATION EN CONSTRUCTION Volume 13, Numéro 1, mars 2008 nrc-cnrc