Date : page réalisée sous l’hégémonie Dreamweaver

Auteur : les anciens

Eté 2008 : Brieuc.

Notes : 13.02.09

  • Winmerge : ok – Sylvie
  • Mise en page [liens internes, tdm, en bref !, passage général sur la mise en page de la feuille] – Sylvie

Les vitrages

Dans les bâtiments tertiaires avec apports internes élevés, il faut limiter les surfaces vitrées au Sud et surtout à l’Ouest, et prendre la lumière naturelle au Nord (dans la limite des possibilités urbanistiques).
Un vitrage est un élément de l’enveloppe dont le bilan thermique est particulier. Ainsi, durant la saison de chauffe :

  • Il perd constamment de la chaleur par transmission vers l’extérieur plus froid.
  • Il gagne de la chaleur, pendant les heures d’ensoleillement, par le rayonnement solaire qui le traverse.

Dans un bâtiment domestique, le bilan d’un double vitrage Sud (établi sur la saison de chauffe) est positif : il reçoit plus de chaleur solaire qu’il ne perd de chaleur par transmission. C’est ce bilan qui est à la base de la conception « solaire passive » des habitations : développer des surfaces de captation au Sud va permettre de diminuer la consommation de chauffage.
Mais il y a une limite à ce gain : si la surface vitrée est trop importante, toute l’énergie incidente ne sera plus « utile ». En mi-saison, et parfois même en hiver, le bâtiment sera « saturé » de chaleur et l’apport supplémentaire ne sera pas valorisé. Une serre annexée à l’habitat, dont on voudrait maintenir la température intérieure, est un exemple poussé à l’extrême de cet excès de surface solaire : les pertes de chaleur sont très élevées par temps froid et la température devient rapidement excédentaire en période d’ensoleillement.

Dans les immeubles de bureaux actuels, le bilan sur la saison de chauffe est toujours négatif : plus la surface vitrée est importante, et plus la consommation de chauffage est élevée en hiver. Et ceci quelle que soit l’orientation. En fait, la demande de chaleur du bureau est faible, car il est rapidement « saturé » de chaleur par les charges internes. Et lorsque le rayonnement solaire se produit, il ne contribue pas à diminuer la puissance de chauffage qui est nulle à ce moment, mais apporte un état de surchauffe.

De plus, si l’on regarde le bilan annuel, l’augmentation de la surface vitrée ne peut que générer un supplément de consommation en été. Toute augmentation de la surface vitrée entraîne donc une augmentation de la consommation globale du bâtiment.

On en conclut que si l’immeuble de bureaux prévu est fortement équipé en bureautique, il est raisonnable de se fermer au Sud et à l’Ouest pour s’ouvrir au Nord. On ne garde alors de la composante solaire que la fonction d’éclairage naturel des espaces. A fortiori, si la structure est de faible inertie thermique.

Ordre de grandeur

Pour fixer un ordre de grandeur, voici un extrait de la future réglementation thermique française relative à la protection contre l’ensoleillement des bâtiments climatisés autres que les habitations.

Le principe de cette réglementation est de compenser des surfaces de vitrage trop importantes par une protection solaire plus sévère et vice-versa.

Ainsi,

(Σ Sbaies vert x FSbaies vert x Fma) / (Σ Sfaçades)
+ 2 x (Σ Sbaies hor x FSbaies hor) / Σ Stoit

doit être inférieur à 0,35 (pour le nord de la France).

où,

  • Sbaies vert et Sbaies hor = surface des baies verticales dans toutes les orientations à l’exception du nord et surface des baies horizontales.
  • FSbaies vert et FSbaies hor= facteur solaire des baies verticales et horizontales.
  • Fma = coefficient de masque architectural (= 1 si pas de masque (valeur par défaut), = 0,75 si débord de toit ou auvent orienté du SE au SO de plus de 0,25 x hauteur baie, = 0,7 si auvent orienté du SE au SO de plus de 0,5 x hauteur de baie).
  • Sfaçades et Stoit = surface des façades dans toutes les orientations à l’exception du nord et surface de toiture.

Isolation

Choix des vitrages.

Les protections solaires

On a vu dans la réglementation française, ci-dessus, que les apports solaires dépendent évidemment de la surface du vitrage mais aussi du facteur solaire de la baie, c’est-à-dire du pourcentage d’énergie solaire qui traverse le vitrage par rapport à l’énergie incidente.
Il existe divers moyens de protéger la baie, par des stores enroulables (principalement extérieurs), par des brise-soleil, par des vitrages réfléchissants, …

    

Brise-soleil, stores enroulables, vitrages réfléchissants.

Les protections solaires les plus performantes permettent de diminuer de près de 90 % les apports de chaleur au travers des vitrages.

Toute la difficulté du choix consistera à concilier la protection contre les surchauffes et un apport en éclairage naturel suffisant, quelle que soit la saison.

Gestion des gains solaires 

Placer des protections solaires.