Spécification des vitrages pour façades basée sur la caractérisation spectrophotométrique de la transmission

Date : 22 août 2023

Auteurs : Helenice Maria Sacht, Luís Bragança, Manuela Almeida et Rosana Caram

Source:Durabilité 2021, 13(10), 5437, MDPI

EST CE QUE JE:https://doi.org/10.3390/su13105437

Abstrait

La spécification correcte des vitrages pour les façades peut réduire la consommation d'énergie dans les bâtiments. L'échange thermique s'effectue à travers des surfaces transparentes et le rayonnement atteint le bâtiment sous forme de lumière et de chaleur. Les vitrages contribuent donc de manière significative au transfert de chaleur entre les espaces extérieurs et intérieurs et agissent directement sur l’éclairage naturel et le confort thermique. Cet article rend compte de la caractérisation spectrophotométrique de la transmission des vitrages pour l'étude des composants d'un système de façade modulaire et de son adéquation au climat du Portugal (climat tempéré). L'étude s'est concentrée sur les résultats de mesures spectrophotométriques des propriétés optiques, en particulier la transmission de certains types de vitrages (à contrôle solaire, autonettoyant, low-e, float et extra-clair) et de deux types de doubles vitrages. Les résultats montrent le pourcentage de transmission vers les régions ultraviolettes, visibles et proches infrarouges et son importance, ce qui a permis d'analyser l'efficacité du vitrage en ce qui concerne la lumière du jour et la corrélation avec les performances thermiques. Des subventions et des indications pour la spécification et les utilisations adéquates des surfaces transparentes ont été présentées et complétées les fiches techniques disponibles auprès des fabricants.

Une grande variété de matériaux transparents est disponible pour une utilisation dans les façades des bâtiments. Cependant, toutes les propriétés du vitrage doivent être prises en compte dans le choix du matériau. La sélection des vitrages doit être un processus minutieux d'évaluation et de pesée des compromis. Parmi les caractéristiques requises pour la spécification des matériaux transparents, le comportement spectrophotométrique est un facteur important à considérer, car il permet d'améliorer le confort thermique et visuel d'un bâtiment.

De nombreuses études ont été réalisées à cet égard, tant pour le verre que pour d'autres matériaux transparents, principalement axées sur la pénétration des rayons UV à travers les vitrages. Afin de freiner la pénétration excessive des rayons UV, des verres optiquement fonctionnels ont été proposés et les évaluations des performances des matériaux vitrés ont été mesurées et rapportées par Kim et al. [1]. Les résultats ont montré que le verre de protection UV est plus efficace pour contrôler les rayons UV de la lumière naturelle ; un verre transparent traité avec un film de protection UV offrirait un excellent contrôle de la pénétration des UV et une paire de feuilles de verre transparentes et de protection UV traitées avec un film de protection UV devrait être recommandée ; cela permet d'obtenir une performance de protection UV de 96,7 % contre la lumière naturelle.

Goia et coll. [2] ont étudié le comportement spectral et angulaire de différents échantillons de vitrages PCM, caractérisés par différentes épaisseurs de PCM, au moyen d'un spectrophotomètre commercial et au moyen d'un banc d'essai optique dédié comprenant une grande sphère d'intégration d'un diamètre de 0,75 m. Les expériences ont mis en évidence le comportement hautement diffusif de la couche PCM, avec un poids croissant du mode de transmission directe vers diffusion à mesure que l'épaisseur de la couche PCM augmente.

Morettia et coll. [3] ont étudié la caractérisation thermique et optique de trois systèmes de polycarbonate pour bâtiments (avec différents nombres de chambres et géométries). Des mesures de transmission thermique ont été réalisées à l'aide d'un appareil à boîte chaude, afin d'évaluer l'impact des joints de raccordement sur la valeur U effective et de la comparer aux données déclarées par les fabricants, généralement désignées comme le centre du composant. Les systèmes en polycarbonate étudiés pourraient constituer une solution valable à la place des fenêtres classiques dans les bâtiments commerciaux et l'étude fournit des connaissances approfondies sur le comportement thermique et optique des panneaux en polycarbonate ainsi qu'un ensemble de données utiles pour des analyses précises dans l'intégration du bâtiment.

Baldinelli [4] a présenté les données spectrales sur le champ de longueur d'onde d'intérêt pour le rayonnement solaire, montrant les niveaux élevés de transparence des systèmes de vitrage constitués d'une couche interne (verre stratifié, entrefer, verre flotté) et d'une couche externe (verre stratifié), ainsi que ainsi que les bonnes propriétés réfléchissantes de l'aluminium dans le système d'ombrage. Selon le même auteur, les propriétés optiques des vitrages dépendent de l'angle d'incidence entre la surface et la direction des rayons : à mesure que cet angle s'écarte de la direction normale (0°), la transmissivité diminue, la réflectivité augmente et l'absorptivité augmente. La variation des propriétés optiques avec l'angle d'incidence dépend du type et de l'épaisseur du verre ; en particulier, elle est plus prononcée pour les systèmes de vitrage à vitrages multiples.