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Verre d'efficacité énergétique

 

Qu'est-ce que le verre écoénergétique?

Le verre est l'un des matériaux de construction les plus populaires et les plus polyvalents utilisés aujourd'hui. Une des raisons est due à l'amélioration constante de ses performances solaires et thermiques. Cette performance est notamment possible grâce à l'utilisation de revêtements à faible émissivité à contrôle passif et solaire. Alors, quel est le verre low-e? Dans cette section, nous vous fournissons un aperçu détaillé des revêtements.

Afin de comprendre les revêtements, il est important de comprendre le spectre de l'énergie solaire ou l'énergie du soleil. La lumière ultraviolette (UV), la lumière visible et la lumière infrarouge (IR) occupent différentes parties du spectre solaire - les différences entre les trois sont déterminées par leurs longueurs d'onde.

  • La lumière ultraviolette, qui est responsable de la décoloration des matériaux intérieurs tels que les tissus et les revêtements muraux, a des longueurs d'onde de nanomètres 310-380 lors de la création de rapports sur les performances du verre.
  • La lumière visible occupe la partie du spectre située entre les longueurs d'onde d'environ nanomètres 380-780.
  • La lumière infrarouge ou l'énergie thermique, est transmise sous forme de chaleur dans un bâtiment et commence aux longueurs d'onde de nanomètres 780. L'infrarouge solaire est communément appelée énergie infrarouge à ondes courtes, tandis que la chaleur dégagée par les objets chauds a des longueurs d'ondes plus élevées que le soleil et est appelée infrarouge à ondes longues.

Les revêtements à faible émissivité ont été développés pour minimiser la quantité de lumière ultraviolette et infrarouge pouvant traverser le verre sans compromettre la quantité de lumière visible transmise.

Lorsque la chaleur ou l’énergie lumineuse est absorbée par le verre, elle est soit éliminée par déplacement d’air, soit rediffusée par la surface du verre. La capacité d'un matériau à émettre de l'énergie est appelée émissivité. En général, les matériaux hautement réfléchissants ont une faible émissivité et les matériaux de couleur foncée mate ont une émissivité élevée. Tous les matériaux, y compris les fenêtres, émettent de la chaleur sous forme d’énergie infrarouge à ondes longues en fonction de l’émissivité et de la température de leurs surfaces. L'énergie radiante est l'un des principaux moyens de transfert de chaleur avec les fenêtres. La réduction de l'émissivité d'une ou de plusieurs surfaces de verre améliore les propriétés isolantes d'une fenêtre. Par exemple, le verre non revêtu a une émissivité de .84, tandis que le verre à contrôle solaire de PPG, Solarban 70XL, a une émissivité de .02.

C’est là que les revêtements de verre à faible émissivité ou à faible émissivité entrent en jeu. Le verre à faible émissivité est recouvert d’un revêtement mince au microscope, beaucoup plus mince qu’un cheveu humain, qui reflète l’énergie infrarouge à longues ondes (ou chaleur). Certains low-e reflètent également des quantités importantes d’énergie infrarouge solaire à ondes courtes. Lorsque l’énergie thermique intérieure tente de s’évader du froid plus froid en hiver, le revêtement à faible émissivité renvoie la chaleur vers l’intérieur, ce qui réduit les pertes de chaleur par rayonnement à travers le verre. L'inverse se produit pendant la période estivale. Pour utiliser une simple analogie, le verre à faible émissivité fonctionne de la même manière qu'un thermos. Un thermos a une doublure en argent qui reflète la température de la boisson qu’il contient. La température est maintenue grâce à la réflexion constante ainsi qu’aux avantages isolants procurés par la lame d’air entre les coques intérieure et extérieure de la thermos… semblable à un vitrage isolant. Comme le verre à faible émissivité est composé de couches extrêmement minces d'argent ou d'autres matériaux à faible émissivité, la même théorie s'applique. Le revêtement à faible émissivité argenté reflète les températures intérieures à l'intérieur, maintenant la pièce chaude ou froide.

Il existe en réalité deux types de revêtements à faible émissivité: les revêtements passifs à faible émissivité et les revêtements à contrôle solaire à faible émissivité. La plupart des revêtements passifs à faible émissivité sont fabriqués selon le procédé pyrolytique: le revêtement est appliqué sur le ruban de verre lors de la fabrication sur la ligne de flottage, le revêtement se fond ensuite à la surface du verre chaud, créant ainsi un lien solide. «Couche dure» très durable lors de la fabrication. Enfin, le verre est découpé en feuilles de stock de différentes tailles pour être expédiées aux fabricants. Les revêtements passifs à faible émissivité conviennent aux climats très froids, car ils laissent passer une partie de l'énergie infrarouge à ondes courtes du soleil et permettent de chauffer le bâtiment pendant l'hiver, tout en reflétant l'énergie de chaleur intérieure à ondes longues à l'intérieur.

La plupart des revêtements low-e à contrôle solaire, tels que ceux utilisés pour le verre à contrôle solaire Solarban 70XL, sont fabriqués selon le procédé MSVD - le revêtement est appliqué hors ligne au verre prédécoupé dans une chambre à vide à température ambiante. Ce revêtement, parfois appelé «couche souple», doit être scellé dans une unité IG ou laminée. Il présente une émissivité inférieure et une performance de contrôle solaire supérieure. Cela dit, les revêtements de contrôle solaire les plus performants sont le MSVD et sont idéaux pour les climats doux à chaud qui sont davantage dominés par l'utilisation de la climatisation dans les bâtiments commerciaux.

Les revêtements Low-E sont appliqués sur les différentes surfaces des vitrages isolants. Dans un IG double panneau standard, ils peuvent être appliqués sur quatre surfaces de revêtement: la première (#1) face à l'extérieur, la deuxième (#2) et la troisième (#3) se font face à l'intérieur du vitrage isolant. et sont séparés par un espace aérien et une entretoise isolante, et la quatrième surface (#4) fait directement face à l'intérieur.

Qu'un revêtement à faible émissivité soit considéré comme un contrôle passif ou solaire, ils offrent des améliorations en termes de performances. Les éléments suivants sont utilisés pour mesurer l'efficacité du verre avec des revêtements à faible émissivité:

  • Valeur U est la note attribuée à une fenêtre en fonction de la perte de chaleur qu’elle permet.
  • Transmission de la lumière visible est une mesure de la quantité de lumière qui passe à travers une fenêtre.
  • Coefficient de gain de chaleur solaire est la fraction du rayonnement solaire incident admis à travers une fenêtre, à la fois directement transmise et qui est absorbée et ré-rayonnée vers l'intérieur. Plus le coefficient de gain de chaleur solaire d'une fenêtre est bas, moins elle transmet de chaleur solaire.
  • Gain léger à solaire est le rapport entre le coefficient de gain de chaleur solaire (SHGC) de la fenêtre et sa valeur de transmission de la lumière visible (VLT).

Voici comment les revêtements réagissent en minimisant la quantité de lumière ultraviolette et infrarouge pouvant traverser le verre sans compromettre la quantité de lumière visible transmise.

En règle générale, les revêtements pyrolytiques fonctionnent bien dans les climats à chaleur dominante, tandis que le MSVD convient bien pour les climats à refroidissement froid.

Lorsque l’on pense aux fenêtres, on pense à la taille, à la teinte et à d’autres qualités esthétiques, mais les revêtements à faible émissivité jouent un rôle important dans la performance globale d’une fenêtre et peuvent avoir une incidence importante sur les coûts globaux de chauffage, d’éclairage et de climatisation d’un bâtiment.

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