Il y a 2 ans et 200 jours
Protections solaires : le juste équilibre
Avec l’énergie et le carbone, le confort d’été dans les bâtiments neufs est un point clé de la RE 2020. Ce qui implique de s’intéresser à la conception architecturale (Bbio) mais aussi aux protections solaires de façon à bénéficier des apports du soleil sans en subir les désagréments.
Bien gérés, les apports solaires assureront plus de 50 % du chauffage et de l’éclairage dans le bâtiment. Il convient donc de contrôler le niveau d’énergie et de lumière pénétrant via les baies vitrées, et ce, en fonction des saisons. Car si la lumière naturelle est bénéfique aux occupants et contribue aux économies d’énergie, elle ne doit pas devenir, elle-même, source d’inconfort, de surchauffe ou d’éblouissement. C’est là qu’interviennent les systèmes d’ombrage et de contrôle solaire. À ne pas confondre avec l’occultation, qui consiste à empêcher, par obturation, la lumière de pénétrer dans le bâtiment. Ici, l’objectif est bien de la laisser passer, tout en réduisant les effets négatifs du soleil. Plus concrètement, la lumière rentrera là où on le souhaite, au moment où les occupants en auront l’utilité, et sans éblouissement.
Maîtriser les apports solaires impose, avant tout, de connaître parfaitement un ensemble de critères tels que la performance de la baie, la zone climatique, l’exposition, l’usage du bâtiment, le type de store ou de brise-soleil. Photo : Terreal
Bioclimatisme et ombrage
Ainsi, jamais le concept de bioclimatisme n’aura eu autant de sens puisque celui-ci permet de contrôler l’ensoleillement par le toit et les façades en favorisant les apports solaires lorsqu’ils sont nécessaires et en les atténuant lorsqu’il y a risque d’inconfort. Il repose sur deux éléments intimement liés : primo, l’architecture du bâtiment qui va tenir compte de la zone climatique, de l’orientation ; secundo, les dispositifs spécifiques d’ombrage, pensés en fonction des saisons et de la course du soleil. Et pour une conception bioclimatique réussie, les outils informatiques, particulièrement ceux de simulation, s’avèrent d’une grande utilité.
Confort d’été : que dit la RE 2020 ?
La RE 2020 introduit deux évolutions majeures par rapport à la RT2012. 1. La TIC (température intérieure conventionnelle), indicateur réglementaire de la RT 2012, est supprimée car insuffisamment significative pour mesurer l’inconfort perçu par les occupants. Elle est remplacée par une nouvelle exigence : les degrés-heures d’inconfort (DH). Cette méthode de calcul prend en compte les effets du changement climatique sur les bâtiments : évolution future des températures, vagues de chaleur plus fréquentes, plus intenses et plus longues. Ce calcul est réalisé à partir de données météorologiques, sur la base de la canicule d’août 2003 et en fonction des zones géographiques.
Concrètement, elle définit deux seuils à partir desquels le bâtiment est considéré comme inconfortable pour ses occupants : 26° C la nuit et entre 26° C et 28° C la journée (entre 7 et 22 h l’été). Elle introduit aussi deux seuils d’inconfort basés sur l’indicateur DH : un seuil maximal DH_Max à ne pas dépasser et un seuil bas de 350° C.h. D’où trois options possibles pour un bâtiment donné :
Indicateur DH inférieur à 350° C.h : le bâtiment est déclaré conforme et n’engendre pas normalement d’inconfort en été.
Indicateur DH supérieur au DH_Max : le bâtiment est déclaré non réglementaire et présente un taux d’inconfort d’été trop important.
Indicateur DH compris entre 350° C.h et le DH_Max : le bâtiment est considéré comme réglementaire, mais présente un risque d’inconfort pour ses occupants en cas de canicule. Dans ce cas, il faudra prendre en compte les consommations de refroidissement et agir pour se rapprocher du seuil bas d’inconfort.
2. L’inconfort d’été est désormais pris en compte via le Bbio, lequel a été renforcé de 30 % par rapport à la RT 2012. L’objectif est de consolider la performance énergétique statique des bâtiments par une conception plus réfléchie. À savoir, une isolation renforcée mais qui tient compte de l’inertie, une meilleure protection de l’ensoleillement direct par des écrans, des stores, ou encore une végétalisation. Nouveauté par rapport à la RT 2012, les besoins de froid sont désormais calculés dans le nouveau coefficient réglementaire Bbio. À ce titre, la RE 2020 renforce les exigences en matières de protections solaires, étendant celles-ci à l’ensemble des baies, et non plus uniquement à celles des chambres. Quant à la climatisation, elle n’est pas interdite, mais elle ne peut s’envisager sans une conception du bâti optimisée – notamment en termes bioclimatiques.
Solution 1
Contrôle par les vitrages
Les vitrages, notamment ceux à couches (VIR), ont une action directe sur le rayonnement. Leurs caractéristiques ne se limitent pas à leur qualité thermique pour le confort d’hiver (faible émissivité). Ils jouent également un rôle de plus en plus important dans le confort d’été, en réduisant les apports énergétiques excédentaires. Il existe des VIR dotés de couches de protection solaire – dans ce cas, la transmission lumineuse est de l’ordre de 70 à 75 % –, ou des produits colorés qui ne laissent pénétrer que 40 à 50 % de lumière. Leur utilisation convient à toutes les situations où l’apport excessif d’énergie solaire peut poser problème : grandes baies vitrées, vérandas, verrières, façades. À disposition également, des vitrages à contrôle solaire dynamique, appelés aussi électrochromes. Ces derniers ont la capacité de réguler le rayonnement solaire en s’obscurcissant plus ou moins, à la demande ou automatiquement. Cette technologie permet de préserver toutes les qualités du vitrage sans les inconvénients majeurs que sont l’éblouissement et la surchauffe. Et ce, quelles que soient l’orientation des façades du bâtiment et la saison.
Sous l’action d’un faible courant électrique, les vitrages électrochromes adaptent la transmission lumineuse et calorifique à l’ensoleillement et à la température ambiante du bâtiment. Photo : Sage Glass
Solution 2
Systèmes d’ombrage
Indissociables d’un vitrage performant, les dispositifs d’ombrage regroupent un très grand nombre de produits : stores intérieurs ou extérieurs, volets roulants et battants, brise-soleil fixes ou mobiles déclinés dans une large palette de formes et de matières (métal, terre cuite, béton, bois, matériaux composites), films de protection… Utilisés pour limiter les apports de chaleur ou de lumière en été ou, pour certains d’entre eux, pour préserver la chaleur du bâtiment pendant la nuit (hiver), ils ont également pour fonction de préserver l’intimité. À noter également leur dimension esthétique. Au choix, une grande diversité de produits et, par ricochet, une multitude d’acteurs – storistes, menuisiers, façadiers, métalliers… – qui, intervenant sur ce marché, doivent intégrer, chacun dans sa spécialité, la problématique de l’ombrage. Et aussi bien sûr les moyens techniques pour y répondre, lesquels incluront de plus en plus les automatismes. Car le mode de commande des protections mobiles est capital. Pour ce faire, un gros travail au niveau des scénarios de gestion doit être réalisé de manière à les définir précisément en fonction des cas de figure (type de protection, de bâtiment et de gestion). Connectées à la GTB dans le secteur tertiaire, automatisées ou reliées à un système de domotique dans le résidentiel, les protections seront modulées, via des capteurs intégrés, en fonction de la position du soleil et des ombres portées.
La mise en œuvre de procédés d’ombrage en façade et en couverture impose une étude de conception sérieuse. Sachant qu’il y a des contraintes importantes en termes de portée et de prise au vent avec des éléments parfois en porte-à-faux. Photo : Tellier brise-soleil
Cet article est extrait de Planète Bâtiment 68, découvrez le numéro en intégralité sur la plateforme Calameo.com
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