POURCENTAGE DE SURFACE VITREE IMPACT Théorie

POURCENTAGE DE SURFACE VITREE
IMPACT
Théorie
Le choix de la configuration des fenêtres dépend de l’utilisation des locaux, ainsi que de l’orientation de la façade. Il
doit résulter d’un compromis entre les objectifs parfois contradictoires que sont: capter les apports solaires gratuits
en hiver, limiter la surchauffe en été et assurer un bon éclairage naturel.
Principes
L'augmentation de la surface de vitrage sans adaptation de la protection solaire entraîne toujours :
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Une fonction tertiaire peut s’exprimer par
une surface vitrée réduite (Spi+, arch: Dethier & Associés)
dans un bâtiment climatisé, une augmentation de la consommation d’énergie totale (chauffage et refroidissement);
dans un bâtiment non refroidi mécaniquement, une augmentation de la
consommation de chauffage. En effet, les déperditions thermiques sont
plus importantes et sont seulement partiellement compensées par les
apports solaires supplémentaires. L’augmentation de la surface vitrée
entraîne aussi une augmentation du risque de surchauffe, avec un possible dépassement des limites acceptables de confort.
Thermiquement, les fenêtres dans des plans verticaux sont mieux adaptées
aux besoins des locaux que les surfaces vitrées dans des plans horizontaux
(ouvertures en toiture par exemple):
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Horizontales, elles apportent très peu de chaleur en hiver, et causent de
la surchauffe en été;
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Verticales, elles favorisent la pénétration des rayons solaires en hiver,
quand le soleil est bas, tandis qu'elles limitent la pénétration des rayons
l'été, lorsque le soleil est haut.
Concrètement, quelles mesures URE ?
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Privilégier les surfaces vitrées verticales aux surfaces vitrées en toiture;
Éviter l'excès de vitrage, pour les fenêtres verticales, mais encore davantage pour les surfaces vitrées horizontales;
Éviter de vitrer totalement les locaux. Si une surface minimale est nécessaire pour assurer l'éclairage naturel et le confort visuel des occupants,
une trop grande surface est inutile. Vitrer les allèges est, par exemple, particulièrement inefficace, vu que seule la partie haute du vitrage contribue à
l’éclairement des plans de travail;
Analyser plus particulièrement les locaux de coin. Ils ont en effet souvent
deux fois plus de vitrage que les autres locaux, et sont donc plus consommateurs et/ou plus sujets aux surchauffes;
Pour éclairer des locaux qui ne sont pas situés en façade, envisager des
solutions alternatives aux coupoles en toiture. Par exemple, une rehausse
de toiture et des vitrages verticaux.
En toiture, privilégier malgré tout des ouvertures verticales, pour limiter le risque de
surchauffe (Stadtbibliothek, Vienne, arch:
E.Mayer)
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POURCENTAGE DE SURFACE VITREE
IMPACT
Chiffres
Impact sur la consommation
Le pourcentage de surface vitrée
va directement influencer le niveau des gains solaires. Les demande de chauffage et de refroidissement du local en seront
donc fortement dépendantes. On
voit ci-contre que dans les bureaux, on a tout intérêt à limiter
les surfaces vitrées, aussi bien
pour la demande de chaleur que
pour celle de refroidissement.
Contrairement au logement, une
grande baie au sud n’est pas
intéressante dans le tertiaire : les
déperditions thermiques augmentent tandis que les gains
solaires sont peu valorisés, vu
que le chauffage des bureaux en
mi-saison n’est nécessaire que
tôt le matin, quand le rayonnement solaire est faible.
Impact du pourcentage de surface vitrée sur les demandes de chaud et de froid de différents bureaux orientés Sud. Ils sont qualifiés d’efficaces ou de moyens selon qu’ils disposent ou non d’une importante masse
thermique et de charges internes réduites ou non..
Impact sur le confort
L’impact de la surface vitrée doit
être étudié en parallèle à celui de
l’ombrage et de l’orientation. On
combine ces paramètres dans
un critère unique défini dans la
réglementation française
(RT2000) et appelé Ratio d’Ouverture Solaire Equivalent.
ROSE =
ouverture X FS X masque
L’ouverture est le pourcentage
vitré de la façade, en %/100; FS
est la fraction d’énergie solaire
incidente pénétrant dans le local
à travers la vitre et la protection
solaire; masque est un coefficient décrivant l’ombre projetée
sur la fenêtre (par défaut, pour
un auvent, la RT2000 propose la
valeur 0,75).
Des limites de faisabilité pour le
refroidissement passif sans appoint sont les suivantes:
• Au sud, ROSE=0,3
• À l’ouest, ROSE= 0,45
• A l’est, ROSE=0,55
Impact du paramètre ROSE sur le nombre d’heures de surchauffe dans un bureau individuel conçu pour
favoriser un refroidissement passif.
Valeur ROSE pour quelques cas typiques:
40% vitrage
70% vitrage
100% vitrage
Vitrage clair (FS=0.65)
0.26
0.46
0.65
Vitrage sélectif (FS=0.4)
0.16
0.28
0.4
Vitrage stopsol (FS=0.3)
0.12
0.21
0.3
Vitrage clair +Store très
opaque (FS=0.1)
0.04
0.07
0.1
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