Conseils sur les fenêtres à haut rendement énergétique

Conseils sur les fenêtres à haut rendement énergétique

Les fenêtres sont une source de lumière, de chaleur et de beauté dans les bâtiments. Elles apportent aussi une ouverture sur le monde extérieur et une impression d’espace dans les pièces où nous vivons. Par contre elles peuvent être une des principales sources de pertes de chaleur en hiver et de gain de chaleur en été. Des fenêtres correctement sélectionnées et installées contribuent à réduire les couts de chauffage, de climatisation et l'éclairage d'une maison. Cette fiche d’information décrit comment les fenêtres à haut rendement énergétique représentent une option valable pour réduire les couts en énergie nécessaire pour chauffer et/ou climatiser une maison.

Le contrôle des fuites d'air

Lorsque le périmètre des fenêtres présentent des fuites d’air on gaspille de l’énergie. On perd aussi de l’énergie par le centre, les bords et le cadre des fenêtres.

L'élimination ou la réduction de ces déperditions d’énergie peut grandement améliorer l'efficacité énergétique des fenêtres et de la maison dans son ensemble. Plusieurs options sont disponibles pour réduire les fuites d'air autour des fenêtres. Les options les moins chères sont le calfeutrage et la pose de coupe-froid, suivie par le remplacement des cadres de fenêtres.

Calfeutrage et pose de coupe-froid

Le calfeutrage consiste à poser des cordons de latex ou silicone pour assurer l’étanchéité à l’air. Il remplit les fissures et les trous. Avant l'application d’un nouveau composé de calfeutrage, l’ancien calfeutrage et/ou peinture restant au périmètre de la fenêtre doivent être éliminées à l'aide d'un couteau à mastic, d’une brosse dure ou d’un solvant spécial. Une fois le vieux calfeutrant éliminé le nouveau calfeutrage peut être appliqué sur tous les joints du cadre de la fenêtre et sur les joints entre le cadre de la fenêtre et le mur. Le meilleur moment pour effectuer le calfeutrage est pendant une période sans pluie et lorsque la température extérieure est supérieure à 45 degrés Fahrenheit (7.2 degrés Celsius). Un faible taux d'humidité est important lors de l'application pour prévenir le gonflement des fissures causé par l'humidité. Des températures relativement chaudes sont également nécessaires pour que le calfeutrage puisse être bien mis en place et adhère aux surfaces.

Une coupe froide est une étroite bande de métal, de vinyle, de caoutchouc, de feutre ou de mousse qui scelle la surface de contact entre les parties fixe et mobile d'un joint de fenêtre. Il doit être appliqué entre le châssis et le cadre, mais ne doit pas interférer avec le bon fonctionnement de la fenêtre.

Le remplacement des cadres de fenêtres

Le type et la qualité du cadre de la fenêtre ont de l’influence sur les infiltrations d'air et la perte de chaleur d'une fenêtre. Beaucoup de types de cadres de fenêtres sont disponibles. Les types de cadres ont une influence sur l’efficacité énergétique. Varie en fonction des types de cadre Chaque type possède des degrés divers de l'efficacité énergétique. Les cadres de fenêtres les plus courants sont : volet fixes, à battants, opération double ou simple, coulissement horizontal, vertical ou de type auvent. Lorsqu’elles sont bien installées, les fenêtres à vitrage fixe sont étanches, peu couteuses et peuvent être fabriquées sur mesure pour une grande variété d'applications. Cependant, comme elles ne peuvent pas être ouvertes, les fenêtres à vitrage fixe ne conviennent pas dans les endroits où une ventilation est nécessaire.

Les fenêtres à battant, à auvent ou à auvent inversé équipés de joints de compression sont modérément étanches à l'air et permettent de fournir une bonne ventilation lorsqu’ouvertes. Les fenêtres à battant s’ouvrent sur le côté avec des manivelles. Les fenêtres à auvent sont semblables à des fenêtres à battant, sauf que leurs charnières sont situées sur la partie haute des fenêtres au lieu d’être sur le côté. Les fenêtres à auvent inversé sont des versions inversées des fenêtres à auvent et ont les gonds situés en partie basse. Les fenêtres équipées de joints de compression sont deux fois plus efficaces que les fenêtres à guillotine et que les fenêtres coulissantes horizontales avec joints coulissants.

Les fenêtres à guillotine ont une échancrure supérieure et une échancrure inférieure (ce sont les sections de glissement de la fenêtre) et peuvent être ouvertes en tirant le châssis inférieur ou le châssis supérieur. Bien qu'elles soient parmi les plus populaires ces fenêtres ont souvent un faible rendement énergétique à cause des fuites qui les caractérisent. Les Fenêtres à guillotine à un seul châssis mobile sont un peu mieux parce qu’un seul châssis se déplace et les infiltration sont réduites de ce fait. Les fenêtres coulissantes horizontales sont comme les fenêtres à guillotine, à l'exception du fait que les ceintures de fermeture sont situées sur les bords gauche et droit plutôt que sur le haut et le bas. Les fenêtres coulissantes horizontale ouvrent sur le côté et sont particulièrement bien adaptées aux espaces qui nécessitent une vue longue et étroite. Cependant ces fenêtres ne donnent qu’une ventilation minimale. Comme les fenêtres à guillotine elles peuvent présenter de nombreuses fuites.

Réduire la perte de chaleur et la condensation

Les fabricants indiquent habituellement l'efficacité énergétique des fenêtres en fonction de leurs valeurs U (conductance de chaleur) ou de leurs valeurs R (résistance au flux de chaleur). Si la valeur R d'une fenêtre est élevée, elle perdra moins de chaleur qu’une autre avec une valeur R inférieure. Inversement, si la valeur U d'une fenêtre est faible, elle perdra moins de chaleur qu’une autre avec une valeur U plus élevée. En d'autres termes, les valeurs U sont les inverses des valeurs R (Valeur U = 1 / Valeur R). La plupart des fabricants de fenêtres utilisent le valeur R dans le classement de leurs fenêtres.

La valeur R d'une fenêtre est affectée par les cinq facteurs suivants:

• Le type de vitrage (par exemple, verre, plastique, verre traité)
• Le nombre de plaques de verre
• La taille de l'espace d'air entre les plaques de verre
• La résistance thermique de la conductance des matériaux de cadre et les espaceurs
• L’étanchéité de l'installation (c’est à dire la présence de fuite d’air - voir la discussion précédente).

Types de vitrages

Traditionnellement le verre clair a été la matière première utilisée pour les vitres dans les maisons. Cependant, au cours des dernières années, le marché des vitrages de fenêtres a considérablement changé. Plusieurs types de vitrages spéciaux sont maintenant disponibles pour contrôler les pertes de chaleur et diminuer la condensation.

Le verre à faible émissivité (valeur E basse) est un verre avec un revêtement de surface spécial pour réduire le transfert de chaleur à travers la fenêtre. Ces revêtements réfléchissent 40% à 70% de la chaleur qui est normalement transmise à travers le verre clair, tout en permettant à toute la lumière de passer à travers.

Le verre absorbant la chaleur possède une finition spéciale qui lui permet d'absorber jusqu’à 45% de l'énergie solaire incidente, ce qui réduit les gains de chaleur. Toutefois une partie de la chaleur absorbée passe à travers la fenêtre par conduction et re-rayonnement.

Le verre réfléchissant est revêtu d'un film réfléchissant utile pour le contrôle des gains de chaleur solaire durant l'été. Il réduit également le passage de la lumière toute l'année et, comme pour le verre absorbant, il réduit de transmission de la chaleur du soleil. Les vitrages en plastique - acrylique, polycarbonate, polyester, fluorure de polyvinyle, et de polyéthylène - sont également disponibles. Les plastiques peuvent être plus fort, plus léger, moins cher et plus facile à couper que le verre. Certains plastiques transmettent plus la chaleur solaire plus élevé que le verre. Cependant, les plastiques ont tendance à être moins durables et plus sensibles aux effets du temps que le verre.

L’installation d’un contre-vitrage peut accroitre l'efficacité des fenêtres à simple vitrage (le type de vitrage qui a le moins bon rendement énergétique). Le plus simple est un film plastique collé sur la face intérieure du cadre de fenêtre. Ces films sont généralement disponibles en kits préemballés. Bien que les films plastiques soient facilement installés et enlevés, ils sont facilement endommagés et peuvent réduire la visibilité. Des feuilles de matière plastique rigide ou semi-rigides tels que le plexiglas, acrylique, polycarbonate, polyester renforcé par des fibres peuvent être fixés directement au châssis de fenêtre ou montés dans les canaux autour du cadre - habituellement à l'extérieur. Ces matériaux sont plus durables et sont également disponibles sous forme de kits.

Couches de verre et espace d’air

Le verre des fenêtres à simple vitrage a un coefficient R très bas (environ R-1). Il ne fournit qu'une barrière mince avec l'extérieur et est responsable de grande déperdition de chaleur. L'approche traditionnelle pour améliorer l'efficacité énergétique d'une fenêtre est d'augmenter le nombre de panneaux de verre dans l'unité. Cette approche est basée sur le fait que plusieurs couches de verre augmentent la capacité de la fenêtre à résister aux déperditions de chaleur.

Les fenêtres à double vitrage sont généralement plus efficaces celles à simple vitrage ou celle avec contre vitrage. Les doubles ou triples isolants comportent un ou deux espaces d’air ou de gaz entre chaque vitrage. Chaque couche de verre et le ou les espaces d'air résistent aux déperdition de chaleur. La largeur de l’espace d'air entre les vitres est important. Les espaces d'air qui sont trop larges (plus de 5/8 de pouce ou 1,6 cm) ont une valeur R inférieure (ils permettent plus de déperdition de chaleur). Les fenêtres technologiquement avancées à multi vitrage ont du gaz inerte (argon ou krypton) incorporé dans l’espace entre les vitrages. Ces gaz transfèrent moins de chaleur que ne le fait l'air. Ces fenêtres multi-vitrage sont considérablement plus cher que les fenêtres à simple vitrage et limitent les options d'encadrement en raison de leur poids accru.

Cadre et matériaux des espaceurs

Les cadres des fenêtres sont disponibles dans une variété de matériaux dont l'aluminium, bois, vinyle, et la fibre de verre. Les cadres peuvent être essentiellement constituées d'un seul matériau ou ils peuvent être constitués d’une combinaison de différents matériaux tels que le bois et le vinyle. Chaque matériau du cadre a ses avantages et ses inconvénients. Bien qu’idéal pour la conception de fenêtres personnalisées, les cadres en aluminium occasionnent des déperdition de chaleur par conduction (ils ont une faible valeur R) et de la condensation. Cependant, des coupe-froid constitués de bandes de matière plastique placées entre l'intérieur et l'extérieur du cadre et le châssis contribuent grandement à améliorer la résistance thermique des cadres en aluminium.

Les cadres en bois ont une valeur R plus élevées, ne sont pas affectées par des températures extrêmes, et sont moins sujettes à la condensation. Ils nécessitent toutefois un entretien considérable car ils doivent être peints de façon périodique. Si des cadres en bois ne sont pas correctement protégés de l'humidité, ils peuvent se déformer, se fissurer, et même pourrir.

Les cadres en vinyles, qui sont fabriqués principalement à partir de chlorure de polyvinyle (PVC), offrent de nombreux avantages. Ils sont disponibles dans un large éventail de styles et de formes, ont une valeur R allant de modérée à élevée, permettent la fabrication sur mesure, sont disponibles à des prix compétitifs, nécessitent peu d'entretien et peuvent prendre presque toutes les formes. Cependant les cadres de vinyle ne sont ni solides ni rigide, ce qui limite le poids du verre qui peut être utilisé. En outre, les cadres en vinyle peuvent se ramollir, se déformer, se tordre, se vriller ou fléchir. Les cadres en fibre de verre sont relativement nouveaux et ne sont pas encore largement disponibles. Ils ont les valeurs R les plus élevées de tous les cadres; ainsi, ils sont excellents pour l'isolation. Ils ne se déforment pas, sont stables au niveau des dimensions, ils ne gonflent pas, ne pourrissent pas et ne corrodent pas. Les cadres en fibre de verre peuvent être faits dans une grande variété de couleurs et peuvent supporter de grands panneaux de verre. Certains cadres en fibre de verre sont creux; d'autres sont remplis d'isolation en fibre de verre.

Les espaceurs sont utilisées pour séparer plusieurs panneaux de verre dans les fenêtres. Ils sont souvent en métal (habituellement en aluminium) et contribuent alors aux déperditions de chaleur. Par temps froid, la résistance thermique autour du bord de la fenêtre est inférieure à celle dans le centre; Ainsi, la chaleur peut s’échapper, et de la condensation peut se produire le long des bords.

De nombreux types de fenêtres et de films protecteurs sont disponibles chacun servant à des fins différentes. Pour pallier à ces problèmes, un fabricant a développé une fenêtre à vitrage multiple utilisant un espaceur en mousse de PVC de 1/8 pouces de large (0,32 centimètres) posé le long des bords du cadre. Comme les autres fenêtres à vitrage multiple ceux-ci utilisent des espaceurs métalliques de support, mais parce que les espaceurs de mousse sont fixés dessus l’espaceur métallique entre les vitres, les pertes de chaleur et la condensation sont réduits. Plusieurs fabricants de fenêtres mettent maintenant en sandwich des séparateurs en mousse, des espaceurs en nylon, et des matériaux d'isolation comme le polystyrène et laine de roche pour séparer les vitrages.

Options supplémentaires pour réduire les pertes de chaleur

Une Isolation mobile telle que des rideaux isolants, des volets et des stores, peuvent être appliqué à l'intérieur de fenêtres pour réduire la perte de chaleur l’hiver et les gains de chaleur en été. En général il est conseillé d’installer en premier ces dispositifs qui sont plus économiques qu’efficaces au niveau rendement énergétique.

La réduction des pertes ou des gains de chaleur dans les maisons passe souvent par l’amélioration ou le remplacement des fenêtres. Les options les plus économiques sont le calfeutrage, la pose d’un coupe-froid, la pose d’un contre vitrage et l’ajout d’isolation mobile telle que les rideaux. Le remplacement des fenêtres impliquera l'achat de nouveaux matériaux, qui devront être confirmes à certaines normes d'efficacité énergétique. Différentes combinaisons de style de cadre, de matériau du cadre et de vitrage donneront des résultats différents aux niveaux du rendement énergétique et des couts. Par exemple, une vitrage fixe est le plus étanche à l'air et moins couteux; une fenêtre avec un cadre en bois est susceptible d'avoir une moindre perte de chaleur qu’une autre avec cadre en aluminium; le double vitrage à faible émissivité est tout aussi efficaces que triple vitrage non traité tout en coutant moins cher et avec un poids inférieur.

Il n’y a pas de fenêtre idéale pour toutes les conditions. De nombreux types de fenêtres et de films sont disponibles et servent à des fins différentes. De plus, vous pouvez découvrir que vous avez besoin de deux types de fenêtres pour votre maison à cause de leur exposition et du climat local. Pour faire un achat judicieux, examiner d'abord vos besoins de chauffage et de climatisation et hiérarchisez les caractéristiques souhaitées telles que l'éclairage de jour, l’ensoleillement, l'ombrage, la ventilation, et les considérations esthétiques.