Portes et fenêtres

Utilisez Windows pour vaincre la chaleur

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Les fenêtres offrent une vue, un confort, une ventilation et une efficacité énergétique à une maison. Les fenêtres apportent également de gros gains de chaleur solaire et donnent un coup de fouet au système de refroidissement, sans parler des rayons UV nocifs qui décolorent les meubles, les tentures et les tapis. Qu'une maison soit conçue pour s'adapter au site de vos rêves ou que vous travailliez avec un constructeur pour sélectionner les meilleures options pour une maison de quartier, une efficacité énergétique accrue et des coûts de chauffage et de refroidissement réduits peuvent être obtenus en planifiant soigneusement le placement des fenêtres.

Protéger contre le soleil est tout à fait logique. Selon le département américain de l'Énergie, un ménage moyen consacre plus de 40% de son budget énergétique annuel total aux coûts de chauffage et de climatisation. Dans le sud de la Floride, les consommateurs peuvent dépenser autant pour les seuls frais de refroidissement. Ces coûts peuvent être réduits de 15% en moyenne simplement en passant à des fenêtres éconergétiques et en planifiant le placement, l'ombrage et la ventilation des fenêtres.

Dans quel sens tourner
Avant tout, les propriétaires doivent faire attention à la direction dans laquelle se trouve leur maison. L'angle du soleil en été et la durée d'exposition directe sont extrêmes sur les côtés orientés est et ouest de la maison.

L'expert en énergie basé en Californie, Steve Easley, explique comment éviter ce soleil battant, tout en comprenant que personne ne veut un mur blanc sans fenêtres. «Orientez votre verre de façon à ce qu'il soit orienté vers le sud», explique Easley. «Le soleil est plus haut en été, il frappe donc le verre à un angle moins direct. Évitez également de grandes quantités de vitrage sur les faces est et ouest où le soleil le chauffera à un angle direct pendant de longues périodes. »

Pour une maison à climat chaud, la lutte contre le soleil et le contrôle des coûts de refroidissement sont les points essentiels pour la conception et les calculs d'énergie. Dans certaines régions du pays, les examens et les approbations de conception se concentrent sur la capacité d'un bâtiment à contrôler l'apport de chaleur solaire. Les commissions d'examen progressif veulent connaître l'impact du gain de chaleur solaire sur les charges de refroidissement, ou la quantité d'énergie nécessaire pour réduire la température d'une maison. Ces cartes nécessitent des stratégies pour réduire le gain de chaleur sans consommer trop d'énergie. Contrôler la consommation d'énergie dans les climats chauds signifie contrôler le gain de chaleur.

«Lorsque nous avons créé la maison Palm Springs EnergyWise, nous avons d'abord conçu pour les vues», explique Dennis Cunningham, un constructeur de Palm Springs Modern Homes, «puis nous avons fait les calculs pour voir si nous pouvions le faire fonctionner. Nous avons eu la chance avec ce projet que les vues soient nord-nord-ouest. En conséquence, nous n'avons pas de soleil battant. »

Éviter l'accumulation de chaleur
Le gain de chaleur solaire est le plus grand ennemi énergétique des habitations du pays. Mieux vaut placer des baies vitrées, des portes coulissantes et des fenêtres palladiennes planantes orientées au nord et au sud que de souffrir du gain de chaleur extrême que les fenêtres donnant vers l'est et l'ouest apporteront. Pour une maison dans un climat nordique, cette approche a un avantage secondaire en ce que les fenêtres orientées au sud attireront des rayons directs de réchauffement de la maison pendant l'hiver. Peu importe où se trouve une maison, une bonne planification des fenêtres se concentre sur le contrôle du gain de chaleur solaire pendant les mois d'été. Si ce même contrôle peut apporter une chaleur supplémentaire pendant la saison de chauffage, considérez-le comme un bonus.

Easley utilise une porte coulissante à vitre unique comme exemple de la façon dont la sélection et le placement du verre peuvent affecter la charge de refroidissement et la consommation d'énergie d'une maison. Le soleil direct sur le verre générera 250 Btu par pied carré de vitrage par heure, la même unité de mesure utilisée pour mesurer la puissance d'un four.

Pour une porte vitrée coulissante moyenne de 6 pieds par 7 pieds, cela fait 10 000 Btu par heure à partir de la porte seule. Il faudrait près d'une tonne de puissance de climatisation pour compenser cette augmentation de chaleur. Puisqu'un foyer moyen utilise trois tonnes de climatisation par heure, le curseur utiliserait un tiers de cette énergie de refroidissement par heure. Le gain de chaleur solaire se produit partout, souligne Easley. «Même dans le Midwest, vous pouvez toujours avoir des factures de climatisation qui coûtent autant que votre facture de chauffage, alors ne sous-estimez jamais l'impact de votre verre», dit-il.

Solutions de conception
Prenez des mesures pour réduire le gain de chaleur solaire en été. Tout d'abord, créez de l'ombre dans la mesure du possible et offrez des surplombs aux fenêtres qui reçoivent une grande quantité de lumière directe en été. «Ici, nous devons éviter le soleil battant de l'Ouest», explique Cunningham. "Le soleil occidental ici est un soleil si éclatant, chauffant et qui fait fondre les bougies qu'il brûle les meubles à l'intérieur, qu'il s'estompe."

Pour compenser, Cunningham et l'architecte Dan Thornbury ont fait face à la maison EnergyWise au nord, avec son côté incliné vers le nord-ouest, ce qui a permis à la maison de projeter sa propre ombre du côté est-sud-est de la maison. Thornbury a placé une tour d'escalier sur la façade orientée à l'ouest, qui est parsemée d'un mélange de fenêtres de différentes tailles pour offrir une vue imprenable sur les montagnes sans verre ajouté et le gain de chaleur qui l'accompagne. Un certain nombre de petites fenêtres de tour d'escalier sont également utilisables et fonctionnent pour fournir des brises transversales de ventilation lorsque les portes escamotables sont ouvertes vers l'est.

Fenêtres intelligentes
Une autre façon de réduire le gain de chaleur solaire des fenêtres consiste à installer des fenêtres revêtues à haute efficacité conçues pour bloquer le transfert de chaleur en hiver et en été. La sélection d'une unité de verre à double vitrage et à faible émissivité peut économiser des centaines de dollars sur les factures annuelles de services publics. Le passage à un verre à faible émissivité spectralement sélectif dans une unité de verre isolé à double vitrage (IGU) apportera les plus grandes économies et l'efficacité de tous. Ces fenêtres ont une couche microthin de métal qui réfléchit la chaleur vers la source. Les revêtements sélectifs spectralement dévient les rayons qui provoquent l'accumulation de chaleur et la dégradation UV, tout en permettant à la lumière visible de pénétrer.

«En moyenne, le verre standard laisse passer 90% de la chaleur du soleil. Un verre à faible émissivité standard laisse passer environ 70%. Un verre spectralement enduit ne laisse passer que 40% de la chaleur du soleil », explique Easley.

Bloquer les gains de chaleur en été est une stratégie intelligente. Easley encourage la construction de porte-à-faux au-dessus des façades orientées à l'ouest et à l'est pour ombrer les fenêtres en dessous. Plantez des arbres d'ombrage, ajoutez des surplombs ou des auvents et utilisez l'étiquette du National Fenestrations Rating Council. Les étiquettes NFRC indiquent la quantité de lumière qu'une fenêtre donnée laissera passer (VLT), la quantité de perte de chaleur qu'elle est susceptible de subir (facteur U) et la quantité de gain de chaleur solaire qu'elle permet (SHGC). Le label Energy Star adapte en outre les fenêtres à leurs climats.


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