FERMETURE ET PROTECTION SOLAIRE

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Les dispositifs d’occultation de la baie regroupent un grand nombre de produits, tels que les stores et les fermetures. Ce sont
des « produits installés à l'intérieur ou à l'extérieur destinés à clore en complément et/ou protéger une ouverture (par exemple :
fenêtres, portes) ». (NF EN 12216)
Les trois types de produits suivants constituent l’ensemble des dispositifs de protections solaires (5) et de fermetures et sont
couverts par les normes NF EN 13120, 13561 et 13659.
• Les stores
- stores intérieurs : il s’agit de stores placés devant ou sur une fenêtre ou entre vitrages ou à l’intérieur de
l’enveloppe d’un bâtiment,
- stores extérieurs : par analogie, ce sont des stores placés à l’extérieur de l’enveloppe d’un bâtiment.
• Les fermetures
L’arrêté du 24 mai 2006, précise qu’« à l’exclusion des dispositifs qui ne réduisent pas les déperditions comme les grilles, les
barreaux, les rideaux de magasins de vente, tout dispositif mobile, communément appelé volet, persienne ou jalousie, servant à
fermer de l’extérieur l’accès » à une ouverture à la lumière (fixe ou mobile) « est une fermeture ».
Tous ces moyens peuvent être utilisés séparément ou en association.
2.1. LES STORES INTÉRIEURS
Stores textiles :
PHOTO 5 - STORES / PAROIS /
CLOISONS JAPONAISES
PHOTO 4 - STORES À
ENROULEMENT (POUVANT
ÊTRE OCCULTANTS)
PHOTO 7 - STORES À BANDES
VERTICALES
(5) Dans la suite de ce guide, le terme « protections solaires » désignera les stores intérieurs comme extérieurs.
PHOTO 6 - STORES
PLISSÉS
PARTIE I
TERMINOLOGIE
CHAPITRE
2
2_Partie_I_Generalites_Protection Solaire 12/02/10 11:15 Page18
PARTIE I
18
GÉNÉRALITÉS
PHOTO 8 - VÉLUMS
PHOTO 9 - RIDEAUX
Stores non textiles
PHOTO 10 STORE BATEAU
Stores entre vitrages
PHOTO 11 - STORES VÉNITIENS
PHOTO 12 - STORES
À ENROULEMENT ENTRE VITRAGES
PHOTO 13 - STORES VÉNITIENS
ENTRE VITRAGES
2.2. LES STORES EXTÉRIEURS
PHOTO 14 STORE BANNE
PHOTO 15 STORES À ENROULEMENT
PHOTO 16 - STORE
DE TOITURE DE VÉRANDA
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PHOTO 17 STORE À PROJECTION
PHOTO 18 STORE CORBEILLE
19
PHOTO 19 - PROTECTIONS SOLAIRES
DE PLEIN AIR
2.3. LES FERMETURES
PHOTO 20 - VOLET ROULANT
PHOTO 22 - VOLETS COULISSANTS
PHOTO 21 VOLETS BATTANTS
PHOTO 24 - PERSIENNES
PHOTO 23 JALOUSIES
PARTIE I
GUIDE DE LA FERMETURE ET DE LA PROTECTION SOLAIRE
2_Partie_I_Generalites_Protection Solaire 15/02/10 09:35 Page20
GÉNÉRALITÉS
PARTIE I
20
PHOTO 25 - VOLETS DE FENÊTRE DE TOIT, TOITURE DE VÉRANDA
ET PUITS DE LUMIÈRE
PHOTO 26 – STORES VÉNITIENS
EXTÉRIEURS
(BRISE SOLEILS ORIENTABLES – BSO)
Les stores intérieurs, extérieurs et les fermetures sont décrits en détail à la PARTIE V - § 2, p. 73.
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GUIDE DE LA FERMETURE ET DE LA PROTECTION SOLAIRE
PARTIE II
PROPRIÉTÉS
ET CARACTÉRISTIQUES
SOMMAIRE
C
22
22
23
2 Les caractéristiques
thermo-optiques
25
2.1 Les facteurs de
transmission, absorption
et réflexion : t, a et r 25
2.2 Influence de l’angle
d’incidence et de
l’orientation des lames 26
3 Les performances
thermiques
27
3.1 Le facteur solaire
27
3.2 Protection contre
la transmission directe
de chaleur
29
3.3 La résistance thermique
additionnelle
30
3.4 Le coefficient
de transmission
thermique
31
4 Les performances
lumineuses
32
4.1 Le facteur de transmission
lumineuse
32
4.2 Le coefficient
d’ouverture Co
33
4.3 Les autres critères de
performance lumineuse 33
L’ESSENTIEL
Si les protections solaires et les fermetures sont généralement utilisées
pour limiter les apports de chaleur ou de lumière, ou pour préserver la
chaleur du bâtiment pendant la nuit (§ 1.1, p. 22), ces produits peuvent
également avoir des fonctions complémentaires comme la préservation de
l’intimité ou servir l’esthétisme du bâtiment. (§ 1.2, p. 23)
Certaines propriétés des produits permettent de caractériser leurs
performances en matière de maîtrise des apports solaires et lumineux.
Trois notions de base servent à la caractérisation des produits : les facteurs
de transmission, de réflexion et d’absorption. (§ 2.1, p. 25)
À partir de ces valeurs pourront être notamment déterminés :
- le facteur solaire gtot ou Sw : capacité de la baie (avec sa protection
solaire ou sa fermeture éventuelle) à permettre la transmission de
l’énergie solaire (§ 3.1, p. 27),
- le taux de transmission lumineuse Tv : capacité de la baie (avec sa
protection solaire ou sa fermeture éventuelle) à permettre la
transmission de la lumière (§ 4.1, p. 32)
Le coefficient de transmission thermique Uw (Ujn dans le cas d’une fenêtre
avec fermeture) caractérise la capacité d’une baie à limiter les transferts
thermiques par conduction entre l’extérieur et l’intérieur d’un local (§ 3.4,
p. 31). Si la fenêtre est équipée d’une fermeture, la résistance thermique
additionnelle DR de cette dernière sera prise en compte. (§ 3.3, p. 30)
PARTIE II
1 Les fonctions des
protections solaires et
fermetures
1.1 Les fonctions
principales
1.2 Les fonctions
complémentaires
e chapitre présente les différentes fonctions des fermetures et
des protections solaires, ainsi que les caractéristiques thermooptiques des produits, définies pour caractériser leur comportement
vis-à-vis des apports thermiques et lumineux.
3_Partie_II_Proprietes_Caracteristiques_Protection Solaire 15/02/10 09:43 Page22
CHAPITRE
1
LES FONCTIONS
DES PROTECTIONS SOLAIRES
ET FERMETURES
Les protections solaires et les fermetures peuvent avoir des fonctions différentes, selon le type de produit et les conditions
d’installation. Elles contribuent principalement au confort thermique comme au confort lumineux, mais peuvent également
avoir un rôle décoratif ou dissuasif.
1.1. LES FONCTIONS PRINCIPALES
PARTIE II
Sur le plan thermique
• Maîtrise des apports thermiques
En été, la chaleur reçue peut être source d’inconfort. En interposant un écran entre le
rayonnement solaire et l’ambiance intérieure, les protections solaires et les fermetures
réduisent le flux solaire directement reçu par les occupants.
Au niveau des terrasses ou balcons, la création d’espaces ombragés peut être réalisée par
l’usage de certaines protections solaires. Ainsi, le produit assure une fonction de
protection contre la chaleur directe et l’éblouissement.
En hiver ou demi-saison, ces apports naturels gratuits
sont intéressants car ils permettent de réduire la
consommation de chauffage du bâtiment.
Le caractère mobile des protections solaires et des
fermetures permet de doser au mieux, selon la saison
et les conditions climatiques, la part de rayonnement
transmis et de garantir le confort d’utilisation.
FIGURE 10 - APPORTS
SOLAIRES GRATUITS
FIGURE 9 - RÉDUCTION
DES APPORTS THERMIQUES
FIGURE 11 - LIMITATIONS
DES DÉPERDITIONS
THERMIQUES
• Limitation des déperditions thermiques
En hiver, la conservation de la température ambiante de la pièce est très importante et
ceci doit se faire notamment par la réduction des déperditions thermiques et de l’effet
de « paroi froide » au niveau des vitrages. A cet effet, l’utilisation de protections solaires
ou de fermetures est une solution pour garantir le confort d’hiver.
Textinergie® (Annexe 5, p. 126)
Textinergie est un outil permettant d’évaluer les économies d’énergie réalisables grâce aux stores textiles. Il s’agit, en bâtiment
tertiaire, de comparer les besoins d’un bureau en façade sans stores avec les besoins du même bureau équipé de stores. Cet outil,
qui n’est pas un logiciel de calcul thermique, est une base de données regroupant les résultats de calculs effectués préalablement
pour les différentes configurations. Disponible en versions française et anglaise, il est accessible à tous à l’adresse : www.textinergie.org
Sur le plan lumineux
PHOTO 27 – LIMITATION DES APPORTS LUMINEUX
• Limitation des apports lumineux
Dans certaines conditions d’utilisation, la recherche du confort
lumineux est essentielle pour assurer une ambiance confortable.
Il s’agira de réduire le niveau d’éclairement (voir PARTIE I § 1.3.1, p. 14), voire de diffuser le flux lumineux entrant.
3_Partie_II_Proprietes_Caracteristiques_Protection Solaire 15/02/10 09:43 Page23
GUIDE DE LA FERMETURE ET DE LA PROTECTION SOLAIRE
23
De plus, le flux lumineux doit pouvoir être réduit sans trop assombrir la pièce pour éviter le
recours à l’éclairage artificiel.
De par leur caractère dynamique, les protections solaires et les fermetures permettent d’assurer
ce compromis.
PHOTO 28 - MAÎTRISE
DE L'ÉBLOUISSEMENT
PHOTO 31 - PROTECTION
CONTRE LES UV
• Occultation totale ou partielle
Dans certaines configurations
d’utilisation, une atmosphère
sombre peut être recherchée.
C’est le cas notamment des
locaux à sommeil, des
locaux où sont utilisés des
moyens audio-visuels ou des
laboratoires. Les protections
solaires et les fermetures
peuvent procurer deux
niveaux d’occultation (totale
PHOTO 29 ou partielle).
OCCULTATION PARTIELLE
PHOTO 30 OCCULTATION TOTALE
• Protection contre les UV
Les caractéristiques techniques des protections solaires limitent la surexposition des personnes
aux UV, et empêchent le vieillissement naturel des biens.
Cette fonction de protection est recherchée pour des applications spécifiques telles que les
vitrines ou les musées.
1.2. LES FONCTIONS COMPLÉMENTAIRES
Au-delà des fonctions principales pour lesquelles la protection solaire ou la fermeture aura été mise en place, elle a également
d’autres avantages :
• Préservation de l’intimité
De jour comme de nuit, les protections solaires et les fermetures peuvent être utilisées pour se protéger du regard d’observateurs extérieurs.
• Contact avec l’extérieur
La possibilité d’avoir une communication visuelle avec l’extérieur contribue au bien être et à la santé des utilisateurs. Une
protection solaire ou une fermeture déployée permet d’être en contact visuel avec l’extérieur (environnement, arrivants).
PHOTO 32 - PRÉSERVATION DE L'INTIMITÉ
PHOTO 33 - CONTACT AVEC L'EXTÉRIEUR
PARTIE II
• Maîtrise de l’éblouissement
Les phénomènes d’éblouissement se produisent en général par exposition directe à une source
de lumière. Le choix de la protection solaire ou de la fermeture permet de les réduire, voire de
les éliminer.
3_Partie_II_Proprietes_Caracteristiques_Protection Solaire 15/02/10 09:44 Page24
24
PROPRIÉTÉS ET CARACTÉRISTIQUES
• Coloration de la lumière naturelle
Dans certains cas, l’utilisateur peut souhaiter modifier la teinte de la lumière reçue, pour mettre en place une ambiance
particulière.
• Ventilation naturelle
Une protection solaire ou une fermeture déployée n’entrave pas la ventilation naturelle, en permettant une circulation de l’air.
PARTIE II
PHOTO 34 - COLORATION
DE LA LUMIÈRE NATURELLE
PHOTO 35 - VENTILATION NATURELLE
• Décoration, esthétisme du bâtiment
Les protections solaires extérieures et les fermetures participent largement à l’esthétique du bâtiment (couleurs, formes,
intégration, personnalisation…).
Les stores intérieurs jouent un rôle important dans la décoration et l’image intérieure du bâtiment (ambiance visuelle « chaude »
ou « fraîche », nature des matériaux, forme rigide ou fluide, harmonie avec la décoration intérieure).
Le choix esthétique peut ne
pas correspondre aux meilleures
performances énergétiques.
PHOTO 36 - STORES INTÉRIEURS
PHOTO 37 - STORES EXTÉRIEURS ANIMATION DE LA FAÇADE
• Dissuasion à l’intrusion et retardateur d’effraction
La mise en place de fermetures devant une baie peut jouer un
rôle dissuasif, afin de protéger le bâtiment de l’entrée de
personnes malveillantes.
Certains produits, selon leur composition, pourront
constituer des retardateurs d’effraction : matériau, dispositif
de verrouillage, dispositif anti-remontée…
PHOTO 39 - CONFORT
ACOUSTIQUE
• Confort acoustique
Les protections solaires et les fermetures, contribuent à
améliorer l’ambiance sonore pour les utilisateurs. Les
fermetures permettent d’atténuer les nuisances extérieures,
tandis que les stores intérieurs contribuent au confort
acoustique par la correction des bruits générés en intérieur.
PHOTO 38 DISSUASION
À L'EFFRACTION
3_Partie_II_Proprietes_Caracteristiques_Protection Solaire 15/02/10 09:45 Page25
LES CARACTÉRISTIQUES
THERMO-OPTIQUES
CHAPITRE
2
2.1. LES FACTEURS DE TRANSMISSION, ABSORPTION ET RÉFLEXION : t, a ET r
Au contact d’une paroi (vitrage, toile, lame), le rayonnement solaire se
scinde en trois parties :
• Réflexion :
Le facteur de réflexion r est le rapport entre le flux réfléchi vers
l’extérieur et le flux incident
• Absorption :
Le facteur d’absorption a est le rapport entre le flux absorbé par la paroi
et le flux incident
FIGURE 12 - RÉPARTITION
DU RAYONNEMENT SOLAIRE
AU CONTACT D'UNE PAROI
Transmission + Réflexion + Absorption = 100 %
Cette répartition se fait sur les plans lumineux et thermique.
t, r et a permettent de caractériser les performances des toiles et des lames.
La valeur de chacune de ces composantes dépend de la longueur d’onde. La mesure de ces caractéristiques au
spectrophotomètre permet d’établir les courbes spectrales de chaque toile ou lame.
Caractéristiques énergétiques ou solaires
Les valeurs considérées sont les facteurs d’absorption, de transmission et de réflexion énergétiques te, re et ae. Ce sont les
valeurs moyennes pondérées sur l’ensemble du spectre solaire (longueurs d’onde de 0,25 à 2,5 mm).
Dans le cas de produits bi-faces, les coefficients de réflexion et d’absorption de chaque face seront définis (re’ et ae’ pour la
face intérieure).
Caractéristiques lumineuses
Les valeurs considérées sont les facteurs de transmission et de réflexion lumineuses tv et rv. Ils concernent la partie visible du
rayonnement solaire (longueurs d’onde de 0,38 à 0,78 mm).
Dans le cas de produits bi-faces, le coefficient de réflexion de chaque face sera défini. (rv’ pour la face intérieure)
Détermination de a, r, t (6)
Les valeurs des facteurs de transmission, de réflexion et d’absorption sont déterminées suivant la norme NF EN 14500. Elles
dépendent du coloris du matériau ainsi que de son coefficient d’ouverture et de l’orientation éventuelle des lames.
Ce sont les données d’entrée nécessaires aux calculs relatifs aux performances thermiques et lumineuses globales des produits.
(6) Ces valeurs sont également définies pour les vitrages, et déterminées selon la norme EN 410. Elles seront nécessaires notamment pour le calcul du facteur solaire et du facteur de
transmission lumineuse du dispositif « protection solaire/fermeture + vitrage ». (voir PARTIE II - § 3.1, p. 27 et § 4.1, p. 32)
PARTIE II
• Transmission :
Le facteur de transmission t est le rapport entre le flux transmis vers
l’intérieur et le flux incident
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26
PROPRIÉTÉS ET CARACTÉRISTIQUES
2.2. INFLUENCE DE L’ANGLE D’INCIDENCE ET DE L’ORIENTATION DES LAMES
Influence de l’angle d’incidence du rayonnement solaire
La valeur des facteurs de transmission, réflexion et absorption dépend
également de l’angle d’incidence du rayonnement solaire.
Si l’angle d’incidence i est important, la transmission est plus faible, et la
réflexion plus forte.
PARTIE II
FIGURE 13 - INFLUENCE DE L'ANGLE
D'INCIDENCE DU RAYONNEMENT SOLAIRE
Dans le cas d’un rayonnement solaire extérieur diffus (survenant sous
l’ensemble des incidences), la transmission est inférieure à celle obtenue sous
rayonnement direct.
De même, le pourcentage de trous apparents et donc la visibilité, se réduisent
sous une incidence oblique. Il peut exister un angle de coupure, à partir
duquel le rayonnement n’est plus transmis.
Influence de l’orientation des lames
Dans le cas des produits à lames, l’orientation de ces dernières est un paramètre influençant les valeurs de performances.
La détermination des caractéristiques de ces dispositifs en fonction de l’ouverture des lames est très complexe ; elle peut se faire
en première approche à partir des caractéristiques des lames.
La transmission dépend de la hauteur du soleil, ainsi que de la composition du rayonnement solaire (pourcentage de
rayonnement diffus). Ainsi, pour une ouverture donnée des lames, la transmission varie tout au long de la journée.
Les normes NF EN 13363-1, 13363-2 et 14500 précisent des méthodes de calcul des propriétés t, r et a des stores pour différents
angles d’ouverture et d’incidence du rayonnement solaire. A titre d’exemple, une première approximation des caractéristiques
moyennes d’un store à lames mobiles orientées à 45°, sans pénétration de rayonnement direct, peut être obtenue par les formules
suivantes (NF EN 13363-1) :
t45 = 0.65 t + 0,15 r
r45 = r (0,75 + 0,70 t)
où
t : transmission des lames
r : réflexion des lames
Ces formules sont valables pour e ≈ d
(e largeur des lames et d espace entre les lames).
FIGURE 14 - DÉTERMINATION DE
LA TRANSMISSION ET DE LA RÉFLEXION D'UN STORE
VÉNITIEN, À PARTIR DES PROPRIÉTÉS DES LAMES
3_Partie_II_Proprietes_Caracteristiques_Protection Solaire 15/02/10 09:49 Page27
LES PERFORMANCES
THERMIQUES
CHAPITRE
3
3.1. LE FACTEUR SOLAIRE
FIGURE 15 - FACTEUR SOLAIRE
D'UNE FENÊTRE NUE
FIGURE 16 - FACTEUR SOLAIRE
D'UNE FENÊTRE ASSOCIÉE
À UNE PROTECTION EXTÉRIEURE
Les valeurs suivantes sont définies :
- g : facteur solaire du vitrage (déterminé selon l’EN 410)
- gtot : facteur solaire de l’ensemble « vitrage et protection solaire/fermeture »
Dans la réglementation française, le facteur solaire est désigné par Sw lorsqu’il prend en compte la menuiserie, en plus du
vitrage et de la protection solaire/fermeture éventuellement associée. Sw n’est donc pas équivalent à gtot. (voir page 28)
La caractérisation des performances d’une fermeture ou d’une protection solaire en matière de transmission de l’énergie
solaire se fait donc en associant le produit à un vitrage. Le produit peut être placé en extérieur, en intérieur ou entre vitrage.
Les apports solaires sont directement proportionnels au facteur solaire gtot. Ce dernier caractérise la capacité d’un produit à
réguler les apports solaires. Il est compris entre 0 et 1, et peut être exprimé sous forme de pourcentage. Une valeur élevée
signifie que le produit favorise les apports solaires.
La variabilité du facteur solaire en fonction de la saison est très intéressante. Un gtot élevé en hiver permet de profiter des
apports solaires gratuits, et de limiter ainsi les consommations de chauffage.
En été, il est plus judicieux d’avoir un facteur solaire bas, signifiant que les apports solaires sont bloqués de façon importante.
Ainsi, un local recevant moins de chaleur limitera l’augmentation de la température intérieure et sa consommation de
refroidissement éventuelle.
Cela est réalisable grâce à l’utilisation de produits mobiles. En effet, gtot dépend du vitrage et du dispositif de protection
solaire ou de la fermeture ; le facteur solaire du vitrage étant fixe, en jouant sur la position du produit (plus ou moins
déployée), gtot varie et permet de gérer au mieux les apports solaires.
Détermination de gtot
La norme NF EN 14501, qui traite de la caractérisation des performances et de leur classification, renvoie vers deux méthodes :
- NF EN 13363-1 : méthode simplifiée
- NF EN 13363-2 : méthode détaillée s’appuyant sur les données spectrales
(7) « facteur solaire » est l’appellation commune du facteur de transmission d’énergie solaire totale défini par les normes.
PARTIE II
« Le facteur solaire est le rapport entre l’énergie solaire totale transmise dans un local à travers une baie vitrée et l’énergie solaire
totale incidente sur cette baie. » (NF EN 14501) (7)