Parois vitrées
Caractérisation des parois vitrées
Qu’est-ce qu’une paroi vitrée ?
Au sens de la RT2012, une paroi vitrée est tout « ensemble menuisé constitué de l’assemblage d’un vitrage, d’un cadre et éventuellement d’une paroi opaque » venant clore une baie.
Une paroi vitrée peut être associée ou non à une protection mobile (une fermeture ou un store).
La figure ci-contre présente les éléments qui sont pris en compte dans la constitution d’une paroi vitrée et, par conséquent, dans les calculs de ses caractéristiques.
Les fenêtres, façades rideaux et portes vitrées sont des exemples de parois vitrées.
La capacité d’isolation des parois vitrées : le coefficient de transmission thermique U
Ce coefficient exprime la capacité d’une paroi vitrée à conserver la température intérieure. Il s’exprime en W/m².K. Plus le coefficient U est faible plus une paroi vitrée est isolante.Lorsque la protection mobile (fermeture ou store) est relevée ou absente, ce coefficient est désigné par Uw. Lorsque la fermeture ou le store est fermé, ce coefficient est désigné par Uws.
Protection mobile absente ou relevée
Protection mobile fermée
Ce coefficient est calculé selon la norme NF EN ISO 10077, qui s’applique à tous les types de fenêtres et de portes extérieures, quelles que soient leurs dimensions. Cette norme spécifie également la méthode de calcul du coefficient Uws prenant en compte l’isolation additionnelle apportée par la protection mobile.
La mise en place d’une protection mobile devant une paroi vitrée permet en effet de réduire le coefficient de transmission thermique U. L’apport de la protection mobile est caractérisé par la résistance thermique additionnelle R, calculée selon la norme NF EN 13125.
Dans le cas où la protection mobile contient un coffre créant une liaison entre l’intérieur et l’extérieur, le coefficient de transmission thermique du coffre Uc doit également être pris en compte. Ce dernier est fourni dans les Avis Techniques des coffres. Les règles de calcul sont spécifiées dans les règles Th-U.
La transmission de chaleur : le facteur de transmission solaire S
Le facteur solaire S traduit la capacité d’une paroi vitrée à transmettre la chaleur du soleil.
Ce facteur représente la part du rayonnement solaire qui est transmise à l’intérieur du bâtiment
- dans le cas où la protection mobile est absente ou relevée (facteur Sw) et
- dans le cas où elle est fermée (facteur Sws).
La valeur du facteur solaire est comprise entre 0 et 1 : plus sa valeur est élevée, plus les apports de chaleur sont importants.
Cette caractéristique est essentielle pour quantifier les apports solaires gratuits entrant dans le bâtiment. Ces apports sont souhaitables en hiver car ils permettent de réduire les consommations de chauffage mais indésirables en été car ils augmentent la température intérieure et donc les consommations de climatisation ou l’inconfort des occupants. C’est pourquoi les fermetures et les stores, qui permettent d’adapter les caractéristiques de la paroi vitrée aux conditions climatiques, sont systématiquement pris en compte dans les calculs.
Le facteur solaire des parois vitrées est calculé par la norme XP P50-777.
Ce calcul prend en compte différents types de longueurs d’onde du rayonnement solaire ainsi que l’effet de ventilation de l’air engendré lorsqu’un store est installé à l’intérieur d’un local. Ainsi, les facteurs solaires Sw et Sws sont décomposés en trois parties :
- une composante de courte longueur d’onde, S1, qui traduit la transmission directe du rayonnement
- une composante de grande longueur d’onde, S2, qui traduit la transmission de chaleur liée à l’échauffement des matériaux dû au rayonnement,
- une composante de ventilation, S3, qui traduit l’échauffement de l’air circulant entre le vitrage et une protection solaire intérieure.
les conditions de référence, désignées par l’exposant C, qui doivent être utilisées pour les calculs des consommations d’énergie du bâtiment (chauffage, refroidissement et éclairage)
les conditions de confort, désignées par l’exposant E, correspondant à une période chaude à fort rayonnement solaire, utilisées pour le calcul du confort d’été et du dimensionnement de la climatisation.
Protection mobile absente ou relevée (Sw)
Protection mobile extérieure fermée (Sws)
Protection mobile intérieure fermée (Sws)
La transmission de lumière : le facteur de transmission lumineuse TL
Le facteur de transmission lumineuse TL traduit la capacité d’une paroi vitrée à transmettre la lumière naturelle à l’intérieur d’une pièce. C’est le rapport entre la lumière totale transmise à travers la baie, et la lumière incidente. Il est compris entre 0 et 1 (plus il est proche de 1, plus la transmission est importante).
Comme pour le facteur solaire, deux cas sont considérés :
- dans le cas où la protection mobile est absente ou relevée (facteur TLw) et
- dans le cas où elle est fermée (facteur TLws).
Avec certaines protections mobiles, une partie de la lumière peut être transmise à l’intérieur du bâtiment de manière diffuse, c'est-à-dire dans toutes les directions.
Cela permet de supprimer la gêne due à l’éblouissement pour les occupants tout en permettant à une partie de la lumière naturelle de pénétrer dans le local, et donc de limiter la consommation d’éclairage artificiel.
Le facteur de transmission lumineuse TL prend alors en compte deux composantes :
- une composante de transmission directe TLn-dir et
- une composante de transmission diffuse TLn-dif.
La norme de calcul du facteur de transmission solaire est également la norme XP P50-777.
Protection mobile absente ou relevée (TLw)
Protection mobile fermée (TLws,
avec les composantes TLws-dir et TLws-dif)
Synthèse
La RT2012 exige donc le calcul de 18 valeurs pour caractériser une paroi vitrée.
| Paroi vitrée seule
ou avec la protection mobile relevée |
Paroi vitrée
avec la protection mobile baissée |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coefficient de transmission thermique U(1) | Uw | ___ W/m².K | Uws | ___ W/m².K | ||||
| Facteur de transmission solaire S(2) | Conditions de référence C | Conditions de confort E | Conditions de référence C | Conditions de confort E | ||||
| SCw1 | __ | SEw1 | __ | SCws1 | __ | SEws1 | __ | |
| SCw2 | __ | SEw2 | __ | SCws2 | __ | SEws2 | __ | |
| SCw3 | 0(3) | SEw3 | 0(3) | SCws3(5) | __ | SEws3(5) | __ | |
| SCw(4) | __ | SEw(4) | __ | SCws(4) | __ | SEws(4) | __ | |
| Facteur de transmission lumineuse TL(2) | TLw | ___ | TLws | ___ | ||||
| TLw,n-dif | 0(6) | TLws,n-dif | ___ | |||||
(1) Selon NF EN ISO 10077-1. Une valeur de Uw et Uws peut également être demandée pour la paroi vitrée en position horizontale.
(2) Selon XP P50-777
(3) Cette composante est toujours nulle car il n’y a pas de lame d’air intérieure (protection mobile en position relevée)
(4) Egal à la somme des composantes : S = S1 + S2 + S3
(5) Nul dans le cas de protections extérieures
(6) Cette composante est toujours nulle car les vitrages diffusants sont exclus de la norme de calcul