PRANCE Metalwork est l'un des principaux fabricants de systèmes de plafonds et de façades métalliques.
Comment les façades bioclimatiques réduisent considérablement les gains de chaleur solaire
Le refroidissement le plus économique est celui qui empêche la chaleur de pénétrer.
Dès que la lumière du soleil traverse le verre et atteint les sols, les bureaux et les personnes, elle génère déjà une charge de refroidissement. Chaque refroidisseur, ventilateur et conduit du bâtiment est alors dimensionné en partie pour l'évacuer. Une façade cinétique bioclimatique intervient plus tôt, bloquant les rayons directs du soleil à l'extérieur du vitrage lorsqu'ils sont nocifs et s'ouvrant à nouveau lorsqu'ils ne le sont pas.
C'est ce timing qui fait tout l'avantage. Un ombrage fixe ne peut rivaliser.
Points clés à retenir
Les protections solaires extérieures bloquent la chaleur solaire avant qu'elle n'atteigne le vitrage, ce qui est bien plus efficace que les stores intérieurs.
Les stores cinétiques s'adaptent à la position du soleil, bloquant ainsi la chaleur tout en laissant passer la lumière du jour et en préservant la vue.
La réduction dynamique du coefficient SHGC des façades se mesure de préférence par une simulation annuelle de la consommation d'énergie et de l'éclairage naturel, et non par une simple valeur numérique.
L'orientation, la géométrie des persiennes et la stratégie de contrôle déterminent la plupart des performances.
Que signifie le coefficient de gain de chaleur solaire ?
Le SHGC est la fraction du rayonnement solaire incident qui finit par être transformée en chaleur à l'intérieur.
Le rayonnement solaire se compose de deux éléments : le rayonnement qui traverse directement le verre et celui qu’il absorbe puis restitue à l’intérieur. En Amérique du Nord, le coefficient SHGC des vitrages est évalué selon la norme NFRC 200 et exprimé par un nombre compris entre 0 et 1. Ainsi, un verre avec un SHGC de 0,25 laisse passer environ un quart de l’énergie solaire qui le frappe.
Plus le coefficient SHGC est bas, plus la température est froide. Cependant, un verre à faible SHGC est généralement plus foncé ou plus réfléchissant, ce qui réduit la luminosité et la vue.
Pourquoi l'ombrage extérieur est gagnant
La position détermine la performance.
Un store intérieur intercepte la lumière du soleil après qu'elle ait traversé la vitre, de sorte que la chaleur qu'il absorbe se trouve déjà à l'intérieur de la pièce, et une grande partie de cette chaleur finit de toute façon par alimenter le système de refroidissement, tandis qu'une persienne extérieure intercepte la même lumière du soleil à l'extérieur, où la chaleur absorbée est emportée par l'air extérieur avant de pouvoir atteindre l'espace occupé.
Il en résulte un coefficient SHGC effectif bien inférieur pour la fenêtre et le store combinés. C'est de la physique élémentaire. Difficile à battre.
| Position d'ombrage | Où va la chaleur absorbée | Efficacité relative |
| Aucun | À l'intérieur | Ligne de base |
| Stores intérieurs | Principalement à l'intérieur | Faible |
| Stores vénitiens intégrés au vitrage | En partie à l'intérieur | Modéré |
| Protection solaire extérieure fixe | Dehors | angles de conception élevés |
| ombrage extérieur cinétique | Dehors | Élevée tout au long de la journée et de l'année |
Pourquoi le mouvement est préférable à l'ombrage fixe
Les persiennes fixes sont conçues pour un seul angle d'incidence du soleil. Le soleil a des milliers d'angles d'incidence.
Un store fixe dimensionné pour le midi d'été sur une façade sud peut laisser passer le soleil bas du matin et du soir directement sur les façades est et ouest, tandis qu'un store fixe épais, bloquant tous les angles, prive également de lumière naturelle et de vue pendant la majeure partie de l'année. Un système de protection solaire de façade cinétique, en revanche, suit la course du soleil. Il se ferme uniquement en fonction des besoins, et seulement lorsque le soleil est effectivement au-dessus de cette façade.
Par temps couvert, il s'ouvre. En hiver, dans les régions froides, il peut s'ouvrir pour laisser entrer une chaleur utile.
Un projet de référence
Les tours Al Bahar à Abou Dhabi en sont l'exemple le plus connu.
Son écran extérieur utilise environ 2 000 unités d'ombrage en forme de parapluie qui se déploient et se replient au gré de la course du soleil. Ses concepteurs ont constaté une réduction significative des apports solaires par rapport à une tour sans ombrage, permettant ainsi l'utilisation de verre plus clair derrière l'écran. Ce projet démontre l'efficacité de cette stratégie à l'échelle d'une tour, et ce, dans l'un des climats les plus exigeants de la planète.
Orientation et géométrie
L'élévation détermine toujours l'orientation des persiennes.
Les façades exposées au sud dans l'hémisphère nord sont adaptées aux persiennes horizontales, qui bloquent le soleil haut dans le ciel tout en laissant passer le soleil bas en hiver.
Les façades est et ouest sont exposées à un soleil bas, que les persiennes horizontales peinent à bloquer ; les ailettes verticales ou les persiennes verticales rotatives sont donc généralement plus efficaces.
Les versants nord nécessitent peu d'ombrage dans la plupart des climats et sont souvent laissés fixes ou ouverts.
Les projets de l'hémisphère sud inversent ces règles pour le nord et le sud.
La profondeur, l'espacement et l'angle de rotation des persiennes influent directement sur leurs performances. Même de petits changements comptent. Un espacement légèrement plus serré peut réduire considérablement l'exposition directe au soleil des vitres, de plusieurs centaines d'heures par an.
Stratégies de contrôle
C'est au niveau de la logique de contrôle que se produit réellement la réponse climatique.
Suivi solaire
Les persiennes s'orientent jusqu'à bloquer tout juste la lumière directe du soleil. Pas plus.
Cet angle est déterminé par la position du soleil et la géométrie des persiennes, et recalculé tout au long de la journée. La vue reste aussi dégagée que le permet le soleil.
Contrôle de la lumière du jour et de l'éblouissement
Des capteurs de luminosité ajustent les persiennes pour maintenir la lumière naturelle intérieure dans une plage cible. Moins d'éblouissement. Moins d'éclairage électrique.
Modes saisonniers et nocturnes
Dans les régions froides, les persiennes s'ouvrent en hiver pour laisser entrer la chaleur du soleil et peuvent se fermer la nuit afin de limiter les déperditions de chaleur. Dans les régions chaudes, elles peuvent rester plus souvent fermées aux heures les plus chaudes de l'après-midi.
Sécurité contre le vent
En cas de vent fort, les persiennes actives se mettent en position de sécurité. Cette position peut s'avérer insuffisante pour l'ombrage. Réglez le seuil avec soin.
Les panneaux rotatifs peuvent aussi diriger la lumière du soleil là où elle n'était pas censée aller, donc réflexions des persiennes rotatives Il convient de vérifier les performances en parallèle des performances thermiques.
Mesure de la réduction dynamique du SHGC de façade
Un seul indice SHGC ne peut pas décrire une teinte changeante. Celle-ci varie toutes les heures.
La réduction dynamique du coefficient de gain solaire (SHGC) des façades s'évalue au mieux par une simulation annuelle à l'aide d'outils tels qu'EnergyPlus. Ces outils modélisent la position de l'ombrage heure par heure selon la logique de contrôle et calculent les besoins de refroidissement, la demande de pointe et la consommation d'énergie qui en résultent. La performance en matière d'éclairage naturel doit être vérifiée simultanément à l'aide d'indicateurs tels que l'autonomie spatiale en lumière du jour et l'exposition annuelle au rayonnement solaire, définis dans la norme IES LM-83.
Énergie de refroidissement annuelle comparée à une valeur de référence fixe ou sans ombrage
La charge de refroidissement de pointe, qui détermine la taille de l'installation
Autonomie spatiale à la lumière du jour et exposition annuelle au soleil
Durée d'ensoleillement direct dans les zones occupées
Probabilité d'éblouissement aux postes de travail principaux
Là où la réponse au changement climatique est la plus importante
Climats chauds avec un ensoleillement direct intense
Bâtiments à fort taux de vitrage
Les façades est et ouest bénéficient de longues heures d'ensoleillement bas.
Les espaces où la lumière naturelle et la vue sont très prisées, comme les bureaux et les hôtels
Bâtiments avec des intérieurs sensibles à la lumière, où protection des intérieurs sensibles à la lumière est aussi important que de réduire la charge de refroidissement
Notre façade cinétique Ces systèmes utilisent des persiennes et des panneaux en aluminium, avec des finitions telles que finition de surface PVDF pour une stabilité des couleurs à long terme. les principaux types de façades cinétiques , consultez notre guide des piliers, et pour Comparaison entre le verre dynamique et les stores à enrouleur , consultez notre article comparatif.
Foire aux questions
1. Comment une façade cinétique réactive au climat réduit-elle les gains de chaleur ?
Elle bloque la lumière directe du soleil à travers la vitre lorsque le soleil est à cette hauteur, de sorte que la chaleur absorbée reste à l'extérieur. Elle s'ouvre à nouveau lorsque le soleil s'éloigne, laissant entrer la lumière du jour et préservant la vue.
2. Une protection solaire extérieure est-elle préférable à un verre à faible coefficient SHGC ?
Généralement, oui. Les protections solaires extérieures bloquent la chaleur avant qu'elle n'atteigne le vitrage, ce qui permet d'obtenir une meilleure visibilité et une lumière naturelle optimale. De nombreux projets combinent les deux pour un équilibre parfait.
3. Quelle orientation des persiennes convient le mieux aux façades est et ouest ?
Ailettes verticales ou persiennes verticales rotatives. Les persiennes horizontales sont moins efficaces face à l'ensoleillement bas sur les façades est et ouest.
4. Comment est calculée la réduction dynamique du SHGC de la façade ?
Il convient d'utiliser une simulation énergétique annuelle qui modélise la position de l'ombre heure par heure, plutôt qu'une seule valeur SHGC. Les paramètres d'éclairage naturel de l'IES LM-83 doivent être vérifiés simultanément.
5. Les stores cinétiques sont-ils utiles dans les climats froids ?
Oui. Elles peuvent s'ouvrir en hiver pour laisser entrer la chaleur solaire bénéfique et se fermer en été pour éviter la surchauffe, ce que les protections solaires fixes ne permettent pas.
Bloquez le soleil, préservez la vue
La réponse au changement climatique est une question de timing, pas seulement d'ombrage.
Choisissez l'orientation optimale des persiennes pour chaque altitude, programmez la logique de contrôle en fonction du climat réel et testez-la lors d'une simulation annuelle. Envoyez-nous vos données d'altitude et de climat. demander une étude de performance d'ombrage .