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Quelques indications primordiales pour voir clair dans le choix des vitrages
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Quelques indications primordiales pour voir clair dans le choix des vitrages

le 08/02/2010  |  Technique

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Une étude riche en enseignements

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Double ou triple, bois ou alu,... l'étude que vient de réaliser l'institut national de l' énergie solaire donne des indications primordiales pour guider le choix des ouvertures.

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La qualité de pose est aussi importante que les caractéristiques intrinsèques des parois vitrées

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Le graphique décrit l'impact de la classe d'étanchéité obtenue à la pose d'une menuiserie, sur la consommation de chauffage  d' un bâtiment résidentiel situé à Bordeaux, par rapport à une menuiserie de référence de classe A3 (perméabilité sous 100 Pa < 9m3/h/m2 de la paroi vitrée). On constate que la qualité de la pose influe dans des proportions très significatives. Une pose de classe A1 & A0 (A0 est une classe d'étanchéité fictive qui correspond a une perméabilité moins bonne que la classe A1 existante) a par exemple un impact sur la consommation de chauffage supérieur au remplacement de simple vitrage par du triple. L'influence de la pose est en proportion d'autant plus forte que le bâtiment est peu déperditif, mais elle est égale en valeur absolue.

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Il existe un ratio de surface vitrée optimal pour chaque projet de bureaux

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Le graphique décrit l'influence de la surface vitrée globale sur la consommation conventionnelle en énergie primaire des bâtiments tertiaires, en prenant comme référence la surface préconisée en résidentiel dans la RT 2005 (facteur de surface vitrée de 1.00), à savoir 1/6 de la surface habitable, répartie à 40% au Sud, et 20% sur les autres façades. Par exemple, un facteur de surface vitrée de 2.00 correspond à une surface vitrée doublée par rapport à la RT2005, mais toujours répartie pour 40% au Sud et 20% sur les autres façades. Les simulations ont porté sur différents types de bâti, pour différentes localisations. En usage tertiaire, on constate qu'il existe un point d'inflexion représenteant la surface vitrée optimale. A droite de ce point d'inflexion, les apports solaires génèrent une surconsommation de climatisation alors qu'à gauche de ce point, les apports solaires sont trop faibles pour optimiser le chauffage passif ainsi que l'éclairage naturel.

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Il existe un ratio de surface vitrée optimal pour chaque projet de logements

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En usage résidentiel, le point d'inflexion existe, mais est moins marqué. Principalement parce que l'éclairage naturel n'est pas un critère prépondérant. On constate que les points d'inflexion dépendent fortement de la localisation et du niveau d'isolation. Cette analyse illustre l'importance des choix architecturaux pour la performance énergétique des bâtiments.

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La présence et la position de la couche faible émissivité a des conséquences sensibles sur la consommation d'un logement

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Le  graphique décrit l'impact de la position de la couche faible émissivité (FE) en face 2 d'un double vitrage sur la consommation conventionnelle en énergie primaire d'un bâtiment résidentiel par rapport à un double vitrage FE en face 3. On constate que plus le climat est chaud, plus la FE en face 2 se justifie. Plus le bâtiment est thermiquement performant, plus la position en face 2 se justifie également.

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La présence et la position de la couche faible émissivité a des conséquences sensibles sur la consommation d'un bureau

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Le graphique décrit l'impact de la position de la couche faible émissivité (FE) en face 2 d'un double vitrage sur la consommation conventionnelle en énergie primaire d'un bâtiment tertiaire, par rapport à un double vitrage FE en face 3. La position de la couche faible émissivité a une influence de l'ordre de 0 à 7% sur la consommation conventionnelle Cep d'un bâtiment. Plus les charges internes sont élevées, plus la FE en face 2 est intéressante.

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Un double vitrage équipé de moyens d’occultation est plus efficace qu’un triple vitrage

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Ce graphique montre les économies sur la consommation d'énergie relatives à l'ajout d'une protection solaire sur un double vitrage faible émissivité (FE) ou au remplacement d'un double vitrage (FE) par du triple viterage FE .(les simulations ont été réalisées en partant de l'hypothèse que le bâtiment disposait d'un système de gestion automatique des occultations, de type volets roulants à détection de luminosité) Dans la majorité des cas, la gestion des apports solaires par les occultations apporte des gains supérieurs à la mise en place de triple vitrage. Cette remarque est d'autant plus forte que le climat est chaud, et que le bâtiment est thermiquement performant. Ce qui prouve le rôle des occultations (volets roulants, brise soleil (sauf au nord),...) dans la lutte contre les surchauffes estivales. Les gains obtenus sont très significatifs, de l'ordre de 4 à 16% selon les configurations.

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Bois, aluminium ou PVC, le matériau du cadre a une influence négligeable.

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Ce graphique montre les écarts relatifs sur la consommation énergétique de bâtiments dont les menuiseries sont en bois ou en aluminium, par rapport à des menuiseries en PVC. Pour le bois, dont le coefficient de transmission thermique est proche de celui du PVC, les écarts relatifs sont négligeables. Pour l' aluminium dont le coefficient de transmission thermique est plus élevé, les écarts relatifs restent faibles.

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Le triple vitrage peut être pénalisant dans certaines configurations, notamment en usage tertiaire

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Ce graphique illustre l'influence du remplacement d'un double vitrage FE en face 3 par un triple vitrage sur des bâtiments de différents types constructifs, avec différents ratios de surface vitrée/surface opaque(la référence étant la surface préconisée en résidentiel dans la RT 2005, à savoir 1/6 de la surface habitable, répartie à 40% au Sud et 20% sur les autres façades), sous différents climats et avec différents usages (résidentiel, tertiaire). On constate tout d'abord que le triple vitrage s'avère bénéfique dans la majorité des configurations, avec des gains variant de 0 à 15% de la consommation conventionnelle en énergie primaire (Cep). On observe en revanche qu'il existe des configurations ou le triple vitrage s'avère pénalisant, quasi exclusivement en usage tertiaire, et pour les plus faibles ratios de surface vitrée, avec un accroissement du Cep de l'ordre du 5%. Ceci s'explique par l'impact du facteur solaire faible qui caractérise le triple vitrage, qui induit une augmentation de la consommation en éclairage. Or, les consommations d'éclairage, si elles sont marginales en usage résidentiel (moins de 10% du Cep), peuvent représenter jusqu'à un tiers des consommations totales en usage tertiaire.

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L’usage du bâtiment influence le choix du triple vitrage

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Ce graphique montre l'influence sur la consommation énergétqiue du remplacement d'un double vitrage FE(3) par un triple vitrage sur des bâtiments dont la surface vitrée correspond à 1/12 de la surface utile. Conclusion : le triple vitrage est favorable en résidentiel et pénalisant en tertiaire.

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L'usage du bâtiment influence le choix de la position de la couche faible émissivité sur un double vitrage

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Ce graphique montre l'influence sur la consommation énergétique du remplacement d'un double vitrage FE(3) par un double vitrage FE(2) sur des bâtiments dont la surface vitrée correspond à 1/12 de la surface utile. Conclusion : la position de la couche en face 2 est favorable en tertiaire et pénalisante en résidentiel. Ce graphe montre que l'usage d'un bâtiment doit être pris en compte lors du choix des caractéristiques intrinsèques du vitrage pour ne pas pénaliser le bilan énergétique du bâtiment.

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L’influence des choix architecturaux est primordiale

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Ce graphique compare les consommations conventionnelles en énergie primaire d'un bâtiment tertiaire orienté Est et Ouest (façades principales et ouvertes) par rapport à une orientation Nord-Sud, sous différents climats, avec différents modes constructifs. On constate dans toutes les configurations un fort intérêt à orienter la façade principale d'un immeuble de bureau au Sud au lieu d'orienter les bureaux à l'Ouest. Cela s'explique d'une part par des apports plus forts en hiver (soleil bas), minimisant les besoins en chauffage, et d'autre part par des apports plus faibles en été (soleil haut), minimisant les besoins en climatisation. Les besoins en éclairage suivent la même tendance. Le gain (relatif) obtenu varie de 4 à 18% du Cep.
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