La technologie d’imagerie infrarouge (IR) (illustrée ici) est l’un des outils utilisés pour mesurer les pertes de chaleur à travers des fenêtres mal isolées. Une série de recherches montre qu’une nouvelle génération de fenêtres à triple vitrage peut contribuer à améliorer l’efficacité énergétique des habitations. Crédit : Image composite de Timothy Holland Pacific Northwest National Laboratory
Nous savons que les fenêtres à triple vitrage permettent d’économiser de l’énergie, de réduire le bruit et de diminuer les factures d’énergie des habitations ; aujourd’hui, elles deviennent plus abordables.
Il est temps de passer aux fenêtres à triple vitrage. C’est le message d’une série d’études menées par le Pacific Northwest National Laboratory du ministère de l’énergie, en collaboration avec une coalition de partenaires publics et privés.
“La baisse des coûts, l’augmentation de la disponibilité et la volonté de réduire les émissions de carbone nous poussent vers un point de basculement où les fenêtres à triple vitrage commencent à être très rentables”, a déclaré Kate Cort, économiste de recherche au PNNL et responsable du programme d’études de validation sur le terrain des fenêtres à triple vitrage.
Ce n’est pas un secret que les fenêtres d’une maison peuvent gaspiller beaucoup d’énergie. Elles peuvent provoquer des fuites d’air, et même les derniers modèles de fenêtres à double vitrage contribuent de manière significative à la consommation et au coût de l’énergie dans une maison. Dans une maison neuve, les fenêtres représentent généralement environ 8 % de la surface extérieure, mais sont responsables de la moitié des pertes ou des gains de chaleur. Cette perte d’énergie passive fait des fenêtres un facteur important des coûts de chauffage et de climatisation d’une maison.
Les fenêtres à triple vitrage de nouvelle génération sont plus fines, mais ce n’est pas tout. Selon des études menées par le Pacific Northwest National Laboratory, elles offrent aux constructeurs et aux propriétaires de maisons une option peu coûteuse pour conserver l’énergie, réduire le bruit et diminuer les factures d’énergie. Vidéo d’Eric Francavilla Pacific Northwest National Laboratory
Dans le même temps, les preuves des économies d’énergie et de coûts réalisées grâce aux fenêtres à triple vitrage s’accumulent lentement depuis des années, depuis l’introduction des premiers prototypes vers 1989. Des études antérieures ont montré que les fenêtres à triple vitrage sont plus efficaces sur le plan énergétique que la variété à double vitrage standard de l’industrie, mais l’adoption du marché a été lente en raison du coût et de la disponibilité.
Ces inconvénients sont sur le point de changer, a déclaré M. Cort. Une nouvelle génération de fenêtres minces à triple vitrage est moins coûteuse et s’adapte plus facilement aux cadres à double vitrage existants. Comme leur nom l’indique, les fenêtres à triple vitrage comportent trois panneaux de verre qui forment un sandwich à deux étages, rempli d’un gaz inerte, tel que le krypton, qui fournit un pouvoir isolant supplémentaire. Ces fenêtres de nouvelle génération tirent parti des économies d’échelle réalisées grâce à la même technologie avancée de fabrication du verre qui permet de produire des écrans de télévision et d’ordinateur minces mais durables.
Les fenêtres minces à triple vitrage (à droite) sont composées de trois vitres remplies d’un gaz inerte, le krypton, et recouvertes d’un film à faible émission pour améliorer l’efficacité énergétique. Crédit : Lawrence Berkeley National Laboratory
Au cours des trois dernières années, Mme Cort et ses collègues ont systématiquement évalué les économies d’énergie et les facteurs économiques qui détermineront la rapidité avec laquelle ces produits seront acceptés par les constructeurs. Ce travail a été soutenu par le DOE Building Technologies Office et la Bonneville Power Administration.
Les régulateurs des services publics commencent à s’en rendre compte. Récemment, l’État du Michigan a utilisé des données pour évaluer l’impact de l’énergie solaire sur l’environnement. d’une étude de terrain du PNNL sur les fenêtres à triple vitrage. pour les inclure dans la liste du manuel de ressources techniques de l’État des mesures d’économie d’énergie approuvées et éligibles aux incitations et aux remises des services publics.
Les nouvelles normes énergétiques créent une urgence
Une autre étude récente menée par Cort, Edward Louie, un collègue du PNNL, et Robert Hart du Lawrence Berkeley National Laboratory, a montré que pour la construction de nouvelles maisons, les fenêtres à triple vitrage peuvent aider les constructeurs à se conformer de manière abordable aux codes énergétiques plus stricts de 2021 pour les nouvelles maisons. Leur étude, publiée dans le numéro de mars 2022 de ASHRAE Journal a montré que lorsqu’un constructeur améliore les fenêtres d’une nouvelle maison en passant du double au triple vitrage, l’efficacité énergétique des fenêtres peut être améliorée de 40 % ou plus. Ces performances supplémentaires augmentent la valeur isolante totale de l’extérieur de la maison, souvent appelée l’enveloppe du bâtiment.
“Notre étude a montré que l’amélioration de l’efficacité énergétique des fenêtres offre aux constructeurs une plus grande souplesse de conception et la possibilité de faire des compromis avec d’autres composants de l’enveloppe, tels que l’isolation des murs extérieurs, tout en améliorant l’efficacité énergétique de la maison.conformes au code”, a déclaré M. Cort. L’effet global est de fournir aux constructeurs plus d’options et une meilleure garantie de conformité au code du bâtiment, tout en améliorant le confort des propriétaires.
Les fenêtres minces à triple vitrage ont considérablement réduit la consommation d’énergie du système de climatisation aux heures les plus chaudes de la journée, par rapport aux fenêtres standard à double vitrage. La comparaison directe a été effectuée dans des maisons de laboratoire personnalisées identiques sur le campus du PNNL au cours de l’été 2020. Crédit : Graphique de Katherine Cort Pacific Northwest National Laboratory
Pourquoi les fenêtres à triple vitrage sont-elles en attente ?
Les constructeurs jouent un rôle clé dans l’adoption de nouvelles technologies de construction de maisons, a déclaré Mme Cort. En 2020, elle et ses collègues ont interrogé 29 constructeurs de maisons qui ont participé au programme DOE Zero Energy Ready Home.. Ils ont demandé aux constructeurs d’expliquer leur processus de décision pour le choix des fenêtres pendant la saison de construction 2018 à 2019. Quarante et un pour cent de ces constructeurs ont utilisé des fenêtres à triple vitrage dans toutes leurs maisons neuves et 28 autres pour cent dans la plupart ou une partie de leurs maisons. Pour ceux qui n’ont pas utilisé de fenêtres à triple vitrage, le facteur le plus important était le coût.
“La différence de prix entre les fenêtres à double et à triple vitrage a été un point sensible pour les constructeurs”, a noté Mme Cort. Mais elle a ajouté que l’augmentation du coût des matériaux pour les fenêtres à triple vitrage est maintenant de 700 à 2 400 dollars pour une maison à ossature de bois de 2 400 pieds carrés. C’est à peu près le même coût que d’ajouter un pouce supplémentaire d’isolant mural rigide à la même maison.
Certains constructeurs ont également déclaré que le coût indirect de l’installation sur mesure de fenêtres à triple vitrage, qui peuvent être de 25 à 50 % plus lourdes que des fenêtres à double vitrage de taille similaire, a également pesé dans leur choix.
“La plupart des constructeurs ne connaissent pas la nouvelle technologie à triple vitrage, plus fine et plus légère”, a déclaré M. Cort. Mais l’enquête a montré que la plupart seraient prêts à les essayer si le coût et la disponibilité les rendaient pratiques pour eux.
Certains des constructeurs interrogés par l’équipe de Cort ont noté que les consommateurs apprécient le confort et le silence des fenêtres à triple vitrage. Une étude récente a confirmé que l’installation de triples vitrages minces réduit l’infiltration sonore de 8 à 10 décibels en moyenne par rapport à une maison équipée de fenêtres à double vitrage à cadre métallique, ce qui équivaut à réduire de moitié le niveau sonore perçu.
“Lorsque quelqu’un entre dans la maison et que vous fermez la porte, c’est comme si vous entriez dans une Mercedes ou une BMW”, a déclaré un constructeur de Seattle. “C’est tellement solide et silencieux. Nous construisons des maisons à côté de l’aéroport de Boeing Field à Seattle. Les avions passent juste au-dessus de nos têtes, si près qu’on peut clairement les voir depuis les maisons, et c’est si silencieux à l’intérieur qu’on ne les entend pas.”
Les projets de démonstration montrent la voie
Selon M. Cort, lorsqu’on adopte de nouvelles méthodes de construction de maisons, les constructeurs ont besoin de l’assurance que les matériaux seront disponibles au moment voulu, qu’ils résisteront à l’usage et qu’ils apporteront les améliorations promises.
Pour aider à répondre à ces attentes, le PNNL a uni ses forces à celles du DOE, du Lawrence Berkley National Laboratory et de la Northwest Energy Efficiency Alliance pour lancer le programme de recherche sur l’efficacité énergétique. Partenariat pour les solutions avancées de fenêtres. Avec le soutien du DOE, ce partenariat public-privé travaille avec des constructeurs, des services publics et des fabricants pour stimuler la demande et augmenter la production de modèles de fenêtres minces à triple vitrage rentables et d’autres solutions de fenêtres à haute performance.
Des installateurs insèrent des fenêtres minces à triple vitrage dans un PNNL Lab Home, des maisons modèles personnalisées sur le campus du PNNL, construites pour mener des recherches sur l’efficacité énergétique. Crédit : Photo d’Andrea Starr Pacific Northwest National Laboratory
L’équipe du PNNL a récemment comparé les performances en matière d’efficacité énergétique de ces fenêtres dans sa maison modèle. Maisons de laboratoireune paire de maisons préfabriquées identiques utilisées pour étudier l’efficacité énergétique. Au cours de la saison de chauffage d’hiver de 2019 et de la saison de refroidissement d’été de 2020, les chercheurs ont enregistré la consommation d’énergie et les températures dans l’ensemble des maisons. Au cours des deux périodes d’évaluation de 10 semaines, les fenêtres ont permis d’économiser en moyenne 12 % sur le chauffage et 28 % sur la climatisation des structures de 1 500 pieds carrés. En outre, la maison équipée de fenêtres à triple vitrage a réduit le bruit extérieur et a maintenu des températures beaucoup plus confortables et régulières dans toute la maison, tant en été qu’en hiver.
L’équipe de recherche teste actuellement les fenêtres sur le terrain dans 10 endroits du pays, depuis des maisons préfabriquées à Pasco, dans l’État de Washington, jusqu’à un complexe d’appartements ” net zéro ” à Rotterdam, dans l’État de New York. Dans ces projets de démonstration sur le terrain, le coût supplémentaire par rapport aux fenêtres ENERGY STAR standard était de 6 $ par pied carré ou moins, a déclaré M. Cort. Sur le siteL’année dernière, plusieurs versions des unités à triple vitrage en verre mince ont été développées, certifiées par le National Fenestration Rating Council, et sont devenues disponibles pour les constructeurs.
“À ce stade, il s’agit de sensibiliser davantage les fabricants, les constructeurs, les programmes de services publics et les consommateurs”, a déclaré M. Cort. “Il est temps de regarder les fenêtres, et pas seulement à travers elles”.
Référence : “Utilisation de fenêtres à triple vitrage pour répondre aux exigences de l’enveloppe IECC” par Katherine Cort, Edward Louie et Robert Hart, mars 2022, ASHRAE Journal.
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