204 I Vitrages isolants Glas Trösch GmbH, Kempten, Allemagne

204 I Vitrages isolants
Glas Trösch GmbH, Kempten, Allemagne
13 Vitrages isolants
13.1 Principes de base, gains énergétiques, confort de l’habitat
Le verre isolant utilisé aujourd’hui est le résultat d’un effort continu de développement et d’amélioration
des « fenêtres traditionnelles ». Les grandes fenêtres, les baies vitrées comme les façades en verre offrent
une grande luminosité et contribuent à la qualité de vie.
Le verre isolant multicouche à revêtement moderne répond à des exigences accrues. C’est un matériau
de construction perméable à la lumière convaincant qui offre des propriétés d’isolation thermique et de
protection solaire exceptionnelles. Il nécessite une faible profondeur de montage et atteint des valeurs
maximales qui répondent aux exigences et aux besoins de l’architecture moderne. Par exemple pour la
protection thermique, solaire, acoustique et incendie tout en offrant simultanément une totale sécurité et
une entrée de lumière élevée. Il est aujourd’hui possible d’atteindre des coefficients Ug de 0,4 W/m2K ou
des valeurs d’isolation acoustique de 50 dB. En plus d’une isolation thermique maximale, des gains énergétiques sont également possibles grâce à l’utilisation passive de l’énergie solaire. Le verre isolant est un
matériau de construction hautes performances issu d’une longue réflexion et d’intenses recherches.
13.1.1 Verre isolant
Un verre isolant moderne est une unité de vitrage fabriquée avec deux plaques de verre ou plus, qui sont
séparées les unes des autres par un intercalaire sur tout le périmètre. L’espace intercalaire est rendu
étanche au gaz vis-à-vis de l’extérieur à l’aide de différents matériaux d’étanchéité et sert de liaison durable entre les plaques de verre. Le double joint sur tout le périmètre évite l’entrée de poussière et de
condensation (assemblage périphérique).
Le principe du verre isolant repose sur le fait que l’air immobile est un très mauvais conducteur thermique.
Ainsi, le coussin d’air se trouvant entre les plaques forme une bonne couche d’isolation thermique.
Espace intercalaire
L’espace intercalaire est rempli de gaz d’isolation thermique (argon ou krypton = gaz inerte) ou d’air sec, et rendu
hermétique vis-à-vis de l’extérieur. Afin d’éviter la formation de condensation dans l’espace intercalaire sur la
plaque de verre extérieure froide, le gaz ou l’air servant au remplissage doit être sec. Pour cela, il faut utiliser un
produit dessiccant hygroscopique qui est intégré à l’intercalaire et qui extrait l’humidité de l’espace intercalaire.
Lors de l’assemblage du vitrage isolant, la pression d’air dans l’espace intercalaire est celle présente sur
le lieu de fabrication.
Ecartement entre les plaques
En fonction de l’écartement entre les plaques, on obtient des valeurs différentes pour la résistance aux
transmissions thermiques de la couche de gaz ou d’air dans l’espace intercalaire. Pour l’air, la valeur maximale est atteinte avec un écartement d’environ 15 mm. Cette valeur permet d’obtenir un rapport optimal entre la transmission thermique, qui diminue lorsque l’espace intercalaire est plus important, et la
convexion (= mouvement de l’air, flux d’énergie), qui augmente lorsque l’écartement est important et ainsi
détériore l’isolation thermique.
Avec l’argon, la valeur optimale est atteinte avec un écartement de 16 mm et pour le krypton avec un écartement d’environ 10 mm.
Vitrages isolants I 205
13
Assemblage périphérique
L’assemblage périphérique doit servir de liaison durable entre les plaques de verre et former une barrière
étanche à la vapeur capable d’éviter toute rediffusion de la condensation pendant de nombreuses années.
Il doit également équilibrer de manière élastique les modifications de volume naturelles de l’air dans l’espace intercalaire dues au froid et à la chaleur. Il doit aussi résister de manière durable aux agressions
chimiques provenant de l’atmosphère ainsi qu’à la lumière (en particulier aux rayons UV).
Revêtement d’isolation thermique (SILVERSTAR)
Du côté adjacent à l’espace intercalaire, les plaques de verre sont revêtues de couches réfléchissant la
chaleur perméables à la lumière. Elles sont appliquées avec la technique magnétron et se composent de
plusieurs couches fines de métal et d’oxydes métalliques (dans la plage nano).
Battue du verre / cadre de la fenêtre
Pour maintenir la durée de vie, la battue entre le verre isolant et le cadre de la fenêtre doit être toujours suffisamment ventilée afin que l’assemblage périphérique ne soit pas détruit par un contact prolongé à l’humidité.
Durée d’utilisation
Sur la base des connaissances actuelles, la durée d’utilisation pratique du verre isolant multicouche est de
20 à 30 ans. Elle est dépassée en cas de pénétration de condensat dans l’espace intercalaire.
Utilisation
En plus de protéger contre les intempéries, les verres isolants modernes plaisent en raison des propriétés
suivantes. Les pertes énergétiques sont significativement réduites grâce à un coefficient Ug bas.
Luminosité et qualité de vie garanties grâce à une grande perméabilité à la lumière.
Gains de chaleur solaire grâce à une transmission énergétique globale intéressante (facteur g).
Protection solaire efficace en été.
Confort à proximité de la fenêtre.
Neutralité des couleurs naturelles.
Combinaison possible avec une protection acoustique, une protection incendie et une fonction de sécurité.
Verre flotté ou verre
spécial
Revêtement isolant
Espace intercalaire rempli de gaz isolant ou d’air sec
Intercalaire avec produit dessiccant hygroscopique
Double joint étanche à la vapeur d’eau et résistant au vieillissement
Assemblage du verre isolant double
206 I Vitrages isolants
13.1.2 Gain d’énergie et confort
Le verre d’isolation thermique est un verre isolant qui doit, autant que possible, maintenir la chaleur dans
la pièce. Les principaux critères d’évaluation pour le verre d’isolation thermique sont le coefficient de
transmission thermique (coefficient Ug) et le coefficient de transmission énergétique globale (facteur g).
Afin de pouvoir fournir une isolation thermique efficace, un verre doit avoir un coefficient Ug aussi bas
que possible. Plus le coefficient Ug est réduit, plus
les pertes de chaleur du verre sont limitées et donc
plus la consommation d’énergie est faible. Les frais
de chauffage ainsi que la pollution de l’environnement diminuent en conséquence.
Un bon coefficient Ug est également synonyme de
températures supérieures à la surface du verre
côté intérieur. Cela produit un confort appréciable
dans les pièces, même lorsque les températures
extérieures sont très basses.
Gains de chaleur grâce au soleil
Un facteur g élevé permet une autre utilisation, à savoir exploiter l’énergie solaire de manière passive.
Le facteur g indique la quantité d’énergie issue du rayonnement solaire qui pénètre dans les pièces via le
vitrage. Plus le facteur g est élevé, plus le gain d’énergie est important, et donc plus l’augmentation de la
température est forte. Il faut par conséquent une protection solaire efficace en été.
Les gains dus à l’énergie solaire obtenus grâce au vitrage sont un facteur très positif dans le bilan énergétique des bâtiments. Souvent, ils sont supérieurs aux pertes de chaleur totales liées à la ventilation, et
peuvent, même dans des bâtiments d’habitation n’ayant pas fait l’objet d’une optimisation particulière,
représenter sans autre mesure plus de la moitié des besoins de chauffage restants. Pour les bâtiments
Minergie, cela peut représenter beaucoup plus que les besoins de chauffage restants (ceux-ci seraient
également, sans les gains dus à l’énergie solaire, deux fois plus importants).
Avec un concept adapté et une régulation de température, le taux d’utilisation est particulièrement élevé
les mois d’hiver. En effet, il est extrêmement rare que la chaleur ne puisse pas être utilisée afin d’éviter
une surchauffe. Sous nos latitudes, le rayonnement solaire entrant utilisable est d’environ 600 à 800 W/m2.
Confort thermique
Avec des verres isolants courants, on ressent des zones froides à proximité des fenêtres. On peut y constater un courant d’air froid peu agréable. Ce n’est pas le cas avec le verre isolant à isolation thermique SILVERSTAR. Grâce à son exceptionnelle isolation thermique, les courants d’air inconfortables sont largement
évités.
Vitrages isolants I 207
La température en surface du vitrage de fenêtre côté pièce est similaire à la température ambiante. Les
courants d’air froid sont alors pratiquement inexistants, et le niveau de confort s’en trouve accru. De même,
la formation de condensation sur le bord de la plaque de verre est fortement réduite.
Critères de confort (SIA 180)
La température ressentie est le facteur primordial pour le confort, en prenant en compte l’influence de la
pièce et des personnes qui s’y trouvent.
Température de l’air ambiant
Températures en surface
Déplacement de l’air
Humidité ambiante relative
Activité et vêtements des personnes présentes dans la pièce
Température ambiante optimale en fonction de l’activité et des vêtements portés (SN EN ISO 7730)
0
0,1
0,3 m2 K/W
0,2
met
10
3.0
12
°C
14
Dégagement de chaleur spécifique
W/m2
°C
°C
16
150
°C
± 5° C
18
°C
2.0
20
°C
22
°C
100
24
°C
26
°C
± 4° C
28
°C
1.0
± 3° C
± 1° C
0
± 1,5° C
± 2° C
1,0
Valeur d’isolation thermique du vêtement
Exemple : vêtements de bureau pour une activité assise, température ambiante d’environ 22° C
208 I Vitrages isolants
50
± 2,5° C
2,0 c/o
Réduction de l’air froid : coefficients Ug maximaux en fonction de la hauteur de verre
A partir d’une hauteur de verre de 1,7 m, on obtient un coefficient Ug pour le verre isolant <1,0 W/m2K.
Pour une maison passive, le critère de confort est : Ug ™ 0,8 W/m2K.
1,8
Coefficient U du verre Ug en W/m2K
1,7
1,6
Exemple :
1,5
coefficient Ug =
1,4
1,0 W/ m2K (double)
hauteur du verre
maximale 1,70 m
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
Hauteur de verre h en m
Signification du différentiel de température entre la température de l’air ambiant et la température
en surface de la vitre côté pièce 0 à 5° C
5 à 10° C
Plus de 10° C
Confort maximum, même à proximité immédiate de la fenêtre
Aucune sensation désagréable de courant d’air à proximité de la fenêtre
Buées et givre sur la vitre côté pièce possibles que dans des cas exceptionnels
Besoins en chauffage tiers réduits (économies d’énergie)
Confort moyen à bon
Légère sensation de courant d’air à proximité immédiate de la fenêtre
Buées et givre sur la vitre côté pièce possibles en cas de températures extérieures
très inférieures à 0
Besoins en chauffage tiers moyens
Confort réduit
Sensation de courant d’air à proximité de la fenêtre
Buées et givre sur la vitre côté pièce possibles dès que les températures sont inférieures à 0
Besoins en chauffage tiers important
Pour le confort d’une pièce, le différentiel de température entre la température de l’air ambiant et la température de la surface du mur limitrophe est un facteur déterminant. Plus le différentiel de température
est important, plus la sensation ressentie par l’habitant est inconfortable. Pour la fenêtre, c’est donc la
température de surface de la vitre côté pièce qui est intéressante.
Vitrages isolants I 209
Température en surface pour une température ambiante de 20° C
Type de verre
Coefficient Ug
Verre simple
Verre isolant double
Verre isolant double SILVERSTAR ZERO E
Verre isolant triple SILVERSTAR LIGNE E
5,8 W/m2K
3,0 W/m2K
1,0 W/m2K
0,5 W/m2K
Température de l’air extérieur
0° C
– 5° C
– 11° C – 14° C
+ 6° C
+ 2° C
– 2° C
– 4° C
+ 12° C + 11° C + 8° C
+ 7° C
+ 18° C + 17° C + 16° C + 16° C
+ 19° C + 18° C + 18° C + 18° C
Confort et utilisation de la pièce
Confort sans compromis
40%
100%
Atmosphère agréable à proximité de la fenêtre
Vue de la partie du vitrage
Plan de la partie du vitrage
Sans revêtement thermique
Coefficient Ug par exemple
™ 3,0 W/m2K
Revêtement d’isolation thermique SILVERSTAR, coefficients
Ug jusqu’à 0,4 W/m2K
Gain de place grâce à
un confort accru
Zone de confort
Revêtement
d’isolation
thermique
SILVERSTAR
Température de
surface
du verre
chaude
Assemblage
périphérique
ACSplus à
isolation thermique
Isolation thermique supplémentaire dans l’assemblage
périphérique via ACSplus
13.1.3 Economies d’énergie avec du verre isolant
Par rapport à un vitrage isolant double courant (coefficient Ug d’environ 3,0 W/m2K), l’économie d’énergie
obtenue avec un vitrage isolant triple SILVERSTAR E (coefficient Ug de 0,5 W/m2K) atteint 20 à 25 litres de
fioul par m2 de surface de fenêtre et par période de chauffage, sur la base de 3500 degrés-jours de chauffage (centre de la Suisse).
L’économie annuelle pour une maison individuelle avec 30 m2 de surface vitrée peut donc atteindre 750 litres
de fioul par période de chauffage.
210 I Vitrages isolants
Economie d’énergie avec le verre isolant SILVERSTAR
Potentiel d’économie
Consomma- Verre isolant double sans
tion
revêtement d’isolation thermique SILVERSTAR
Coefficient Ug 3,0 W/m2K
Verre isolant double avec
revêtement d’isolation
thermique SILVERSTAR
Coefficient Ug 1,1 W/m2K
Verre isolant triple avec
2 revêtements d’isolation
thermique SILVERSTAR
Coefficient Ug 0,5 W/m2K
30 l
11 l
5l
Economie
Economie par rapport au
verre isolant double sans
revêtement
19 l
63%
25 l
83%
Les vitrages à haute isolation thermique réduisent de manière durable la consommation d’énergie
Amélioration du coefficient Ug de 3,0 W/m2K jusqu’à 0,4 W/m2K
Isolation thermique exceptionnelle
Consommation d’énergie considérablement réduite
Très forte économie financière
Bien-être et confort accrus
Une solution optimale même pour les maisons Minergie
Combinaison possible avec une protection acoustique et une fonction de sécurité
Valeur accrue pour la maison
13.2 Système d’assemblage périphérique pour verre isolant
Grâce aux revêtements SILVERSTAR haute efficacité, les verres isolants modernes offrent une très bonne
isolation thermique. La valeur d’isolation thermique pour l’ensemble de la fenêtre étant principalement
déterminée par le coefficient Ug du verre isolant, cela entraîne des améliorations décisives pour l’ensemble
du système de fermeture. De plus, il est aujourd’hui possible d’exclure pratiquement entièrement toute
formation de condensation sur la surface du verre côté pièce.
Au niveau du bord de la fenêtre, le niveau d’isolation thermique n’est pas influencé par les revêtements,
mais principalement par le type d’assemblage périphérique.
Par conséquent : dans la zone du bord, l’isolation thermique est moins efficace. Cela entraîne des températures inférieures sur la surface intérieure du vitrage. Dans les pièces où l’humidité de l’air est élevée, il peut
parfois y avoir une formation de condensation sur les bords en cas de temps hivernal froid.
Vitrages isolants I 211
Condensation dans les bords du verre
Par tradition, les verres isolants plus anciens étaient équipés d’un profil intercalaire en aluminium (le
profil qui déterminait l’écart entre les deux plaques de verre). Ce type d’intercalaire de qualité nécessitant
peu d’entretien s’est révélé parfaitement adapté pendant plus de 50 années d’utilisation par Glas Trösch.
Cependant, l’aluminium est un matériau qui conduit bien la chaleur et qui cause donc une isolation thermique moindre au niveau du bord.
Le rôle de l’assemblage périphérique du verre isolant
Fermeture durablement étanche à la vapeur d’eau et au gaz
Garantie d’un espace régulier
Compatibilité des matériaux d’étanchéité de l’assemblage périphérique
Aucune réaction chimique à long terme
L’intégration de croisillons doit être assurée
Assemblage du verre isolant
DH
PH
RB
Masse assemblage périphérique
SZR = Espace intercalaire
RB = Largeur du bord = 11,5 à 15,5 mm
PH = Hauteur du profil = env. 7 mm
DH = Hauteur de l’étanchéité = 4 à 8 mm
BH = Hauteur du butyle = env. 3,5 mm
BD = Epaisseur du butyle = 0,7 mm
SZR
BH
BD
212 I Vitrages isolants
13.2.1 Système d’assemblage périphérique ACS
Depuis quelques années, Glas Trösch commercialise l’assemblage périphérique ACS qui est un
système qui améliore considérablement l’isolation
thermique dans la zone du bord et qui répond ainsi
à l’exigence d’une élimination plus étendue de la
condensation même au niveau des bords.
13.2.2 Système d’assemblage périphérique
ACSplus
ACS signifie « Anti-Condensation System », ce qui
décrit sa fonction technique. Le système d’assemblage périphérique offre une meilleure isolation
thermique et a pour rôle de réduire au minimum
Section noire ACSplus
la formation de condensation au niveau des bords.
Cela permet d’améliorer de manière significative
l’hygiène comme l’aspect esthétique. Cependant,
ACSplus optimise également l’isolation thermique
de la fenêtre et ainsi contribue à d’importantes économies d’énergie en matière de chauffage.
Grâce à sa structure particulière, ACSplus absorbe les mouvements du verre isolant et réduit ainsi la
charge portant sur le système d’étanchéité de l’assemblage périphérique, par rapport aux intercalaires
traditionnels. C’est également un facteur décisif pour la durée de vie du verre isolant. Le montage du
verre isolant SILVERSTAR avec le système ACSplus offre dans tous les cas des avantages et peut donc être
recommandé pour tous les types de fenêtre.
ACSplus noir
(noir mat)
ACSplus gris
(gris mat)
ACSplus blanc
(blanc mat)
Vitrages isolants I 213
ACSplus offre une amélioration décisive
Exemple : vitrage double (assemblage 4-16-4),
fenêtre en bois (Uf = 1,3 W/m2K)
avec verre isolant SILVERSTAR (Ug = 1,0 W/m2K)
–10 ° C
20° C
–10° C
20° C
15,7° C
15,7° C
5,2° C
9,2° C
Avec intercalaire en aluminium
Avec intercalaire ACSplus
Exemple : vitrage triple (assemblage 4-12-4-12-4),
fenêtre en bois (Uf = 1,3 W/m2K)
avec verre isolant SILVERSTAR (Ug = 0,7 W/m2K)
–10° C
20° C
–10° C
20° C
17,3° C
17,3° C
7,4° C
11,5° C
Avec intercalaire en aluminium
Avec intercalaire ACSplus
ACSplus = isolation thermique améliorée au niveau des bords du verre isolant = températures en surface
supérieures le long du cadre de la fenêtre.
214 I Vitrages isolants
Les principales caractéristiques du système ACSplus
Meilleure isolation thermique au niveau des bords
Aucune condensation dans les bords du verre
Amélioration du coefficient Uw de la fenêtre (selon la construction, de 0,1 à 0,3 W/m2K)
13.2.3 Qu’est-ce qu’un pont thermique ?
On appelle pont thermique les points faibles de l’enveloppe extérieure d’un bâtiment. Ils entraînent des
pertes de chaleur accrues et des températures de surface plus basses côté pièce, ce qui entraîne un risque
de formation de condensation et de moisissures.
Compte tenu de l’amélioration accrue des coefficients Ug du verre isolant, leur assemblage périphérique
représente un pont thermique d’une longueur considérable. Le coefficient Ug de la surface du verre n’est
ainsi pas atteint au niveau du bord du vitrage.
Conséquence pour la fenêtre
Au niveau de la fenêtre, un pont thermique type se forme au niveau des bords, au passage entre le cadre et
le vitrage. Les températures en surface plus basses ainsi générées peuvent parfois entraîner la formation
de condensation dans cette zone. Le pont thermique réduit également l’isolation thermique de la fenêtre.
Grâce au système d’assemblage périphérique isolant ACSplus, la formation de condensation peut être
réduite au minimum et l’isolation thermique de la fenêtre en tant qu’élément complet peut être améliorée
de manière significative.
13.2.4 Coefficient de transmission thermique linéaire
Le coefficient de transmission thermique linéaire Ψg prend en compte la transmission accrue de chaleur
via l’assemblage périphérique du verre isolant et la zone de la battue du cadre.
Signification technique de l’intercalaire en termes de chaleur
L’amélioration du coefficient U pour l’ensemble de la fenêtre via le système ACSplus dépend de la géométrie de la fenêtre. Le coefficient de transmission thermique est calculé selon la norme SIA 380/1.
Exemple pour une fenêtre avec intercalaire en aluminium
Elément de la fenêtre
Matériau
Coefficient U / valeur psi
Cadre de fenêtre
Vitrage
Intercalaire
Coefficient U de l’ensemble de la fenêtre (Uw)
Bois/métal
Verre isolant triple
Aluminium
1,4 W/m2K
0,5 W/m2K
0,097 W/m
1,07 W/m2K
Vitrages isolants I 215
Exemple pour une fenêtre avec intercalaire ACSplus
Elément de la fenêtre
Matériau
Coefficient U / valeur psi
Cadre de fenêtre
Vitrage
Intercalaire
Coefficient U de l’ensemble de la fenêtre (Uw)
Bois/métal
SILVERSTAR E 4-4
ACSplus
1,4 W/m2K
0,5 W/m2K
0,035 W/m
0,84 W/m2K
Amélioration du coefficient U de la fenêtre (Uw) grâce au système ACSplus
21,5%
Verre isolant triple avec SILVERSTAR SELEKT et SILVERSTAR COMBI / Philipp Morris International, Lausanne
Tableaux des valeurs psi Ψ
Pour calculer le coefficient thermique Uw (fenêtre et verre), la valeur psi linéaire est un facteur qu’il faut
prendre en compte. Elle dépend du type d’intercalaire du verre isolant et du type de cadre de fenêtre. La
valeur psi varie également selon qu’il s’agit d’un verre isolant double ou triple.
Pour le calcul thermique, l’intercalaire du verre isolant joue un rôle significatif, en particulier en cas de
cadre de grande taille.
216 I Vitrages isolants
Aluminium
Aluminium
Métal à rupture
thermique
Plastique
Bois
Bois/métal
0,111
0,111
0,077
0,075
0,081
0,086
0,092
0,097
Métal à rupture
thermique
Plastique
Bois
Bois/métal
Verre isolant double
0,067
0,051
0,052
0,058
Verre isolant triple
0,063
0,048
0,052
0,057
Métal à rupture
thermique
Plastique
Bois
Bois/métal
0,051
0,045
0,041
0,038
0,041
0,040
0,045
0,043
Matrice de silicone
Métal à rupture
thermique
Plastique
Bois
Bois/métal
Verre isolant double
Verre isolant triple
0,041
0,036
0,035
0,033
0,034
0,032
0,037
0,035
Verre isolant double
Verre isolant triple
ACS
Acier inoxydable
ACS+
Acier inoxydable /
plastique
Verre isolant double
Verre isolant triple
ACSplus
Valeurs psi, en fonction du type d’intercalaire et du type de cadre de fenêtre (source : ift Rosenheim)
Vitrages isolants I 217
13.3 Isolation thermique
Aujourd’hui, l’idée de confort est étroitement liée à des pièces comportant de grandes surfaces vitrées.
Toutefois, notre volonté de ménager la nature et l’environnement fait que l’esthétique à elle seule ne suffit
plus. Un vitrage d’isolation thermique doit désormais en offrir davantage.
Auparavant, les fenêtres et, par conséquent, leurs vitrages avaient la réputation d’être de véritables « gouffres
énergétiques ». Depuis, de gros efforts ont été entrepris pour améliorer la résistance à la transmission de
la chaleur des verres isolants, si bien qu’aujourd’hui un coefficient Ug de 1,0 W/m2K pour le verre isolant
double et de 0,6 W/m2K pour le verre isolant triple est devenu une valeur absolument courante. De par cette
évolution, les vitrages sont maintenant des éléments très performants sur le plan de l’isolation thermique.
Evolution du coefficient U des vitrages isolants avec remplissages à l’argon
Coefficient U en W/m2K
Verre simple : coefficient
U = 6,0 W/m2K
6,0
ISO double : coefficient
U = 2,8 W/m2K
5,0
ISO triple avec remplissage
à l’argon : coefficient
U = 2,2 W/m2K
4,0
3,5
SILVERSTAR double :
coefficient U = 1,3 W/m2K
3,0
SILVERSTAR triple :
coefficient U = 0,8 W/m2K
2,5
2,0
SILVERSTAR triple :
coefficient U = 0,7 W/m2K
1,5
1,0
SILVERSTAR TRIII triple :
coefficient U = 0,6 W/m2K
0,5
Record mondial en 2003 :
SILVERSTAR E 02 : U = 0,2 W/m2K
0,2
Année
1950
1960
218 I Vitrages isolants
1970
1980
1990
SILVERSTAR E triple :
coefficient U = 0,5 W/m2K
2000
2007
2010
De nouvelles perspectives sont maintenant ouvertes. La possibilité d’adapter la température en surface
des vitrages aux autres éléments du bâtiment permet en effet de supprimer l’impression désagréable
de courant d’air à proximité des fenêtres et de mieux utiliser les locaux. La température reste davantage
constante grâce à l’amélioration du pouvoir isolant, ce qui permet de prévoir des installations de chauffage
de plus petites dimensions équipées de systèmes de commande plus simples.
Consommation
de fioul par m2 de
surface de verre
par an
Litres
70
60
50
40
30
20
10
Année
60
28
13
8
7
6
5
1950
1960
1970
1980
2000
2007
2010
13.3.1 Le coefficient U selon SN EN 674/673
Le coefficient de transmission thermique exprime la quantité de chaleur passant à travers une surface de
1 m2 par unité de temps en présence d’une différence de température de 1 kelvin entre les deux masses
d’air séparées. Plus le coefficient U est réduit, plus l’isolation thermique est de qualité. L’unité de mesure
est le W/m2K.
Le coefficient U du vitrage est mesuré selon SN EN 674 à l’aide de l’appareil à plaques ou calculé selon SN EN 673.
Le coefficient Ug en fonction de l’espace intercalaire et du gaz de remplissage, niveau de remplissage à
90%, calculé selon EN 673 pour du verre isolant triple SILVERSTAR E4 (‫ = ܭ‬0,01).
Coefficient Ug
0,4 W/m2K
0,5 W/m2K
0,6 W/m2K
0,7 W/m2K
0,8 W/m2K
Espace intercalaire avec
air
argon
2 x 16 mm
2 x 14 mm
2 x 16 mm
2 x 14 mm
2 x 12 mm
2 x 10 mm
krypton
2 x 12 mm
2 x 10 mm
Vitrages isolants I 219
Facteurs d’influence sur le coefficient U d’un vitrage isolant
Nombre et épaisseur des espaces intercalaires
Remplissage de l’espace
intercalaire
– Air
– Argon
– Krypton
– Mélange gazeux
Nombre de revêtements isolants et efficacité
(émissivité) des revêtements
Verre isolant et coefficient U
Le transfert d’énergie à travers le verre isolant se fait principalement sous la forme d’un rayonnement
infrarouge à ondes longues. L’énergie est transmise de l’air ambiant à la vitre intérieure. C’est ainsi que la
température de la vitre côté pièce d’un vitrage isolant augmente. Par conduction, convexion et, en grande
partie, par rayonnement, l’énergie est transmise de l’intérieur vers la vitre extérieure. De son côté, celle-ci
transmet de l’énergie à l’air extérieur par conduction, rayonnement et convexion.
Pour un vitrage isolant double traditionnel, le transfert d’énergie se répartit comme suit :
33% par conduction thermique et convexion
67% par rayonnement
Transfert d’énergie pour le verre isolant, sans et avec revêtement d’isolation thermique
Revêtement
isolant
Conduction
Conduction
33%
4
16
220 I Vitrages isolants
4
33%
Convexion
Convexion
Rayonnement 67%
Rayonnement 7%
4
16
4
Les désignations du coefficient U de la fenêtre
Dans les normes européennes, toutes les valeurs sont associées à une abréviation correspondant à leur
nom en anglais :
Ug
verre – glazing
Uf
cadre – frame
Uw
fenêtre – window
Ucw façades rideaux – curtain wall
Le coefficient U pour les verres Ug
Pour résumer, le coefficient Ug, comme valeur nominale d’un verre, peut être calculé selon la norme
EN 673 ou mesuré selon la norme EN 674 ou EN 675. Pour les verres isolants utilisant du gaz de
remplissage, la valeur Ug est déterminée au niveau de remplissage défini de 90%. Pour obtenir la
procédure précise, voir la norme produit EN 1279-5.
Le coefficient Ug doit être exprimé avec un chiffre
après la virgule. Cette forme avec une décimale doit
être utilisée pour tout calcul ultérieur.
1
Pour le calcul du coefficient de transmission ther2+3
mique, les éléments suivants sont nécessaires :
1) L’émissivité entre la surface du verre et l’espace
intercalaire
2) Le type de gaz de remplissage dans l’espace intercalaire
3) Le niveau de remplissage en gaz de l’espace intercalaire
4) La largeur de l’espace intercalaire
4
Pour le vitrage d’isolation thermique type d’aujourd’hui (revêtement SILVERSTAR ZERO E avec une émissivité de 1% et un remplissage au gaz argon dans l’espace intercalaire), on obtient, pour un verre isolant
double avec un espace intercalaire de 16 mm, un coefficient Ug de 1,0 W/m2K.
Pour le coefficient Ug, la surface, vis-à-vis de l’espace intercalaire, sur laquelle la couche repose ne joue
aucun rôle. Le facteur g peut varier de plusieurs % en fonction de la position de la couche.
Coefficient Ug – de 3,0 à 0,4 W/m2K
Il y a encore quelques dizaines d’années, le vitrage utilisé sur les bâtiments était encore considéré comme
un gouffre énergétique, car il n’était pas possible d’atteindre une isolation thermique suffisante. Les doubles
vitrages utilisés dans les années 50 présentaient un coefficient Ug d’environ 3,0 W/m2K. Vers 1960, les premiers
verres isolants doubles atteignaient des valeurs de 2,8 W/m2K environ. Aujourd’hui, les verres isolants modernes
offrent des valeurs d’isolation thermique exceptionnelles. La norme actuelle consiste à obtenir un coefficient
Ug de 0,4 W/m2K pour les verres isolants triples. Les vitrages sont ainsi devenus des éléments de construction
offrant une isolation thermique élevée, tout en assurant un aspect, une durée de vie et un entretien sans égal.
Vitrages isolants I 221
13.3.2 Emissivité (low e)
La valeur prépondérante pour le calcul du coefficient U est l’émissivité. L’émissivité exprime le rayonnement de chaleur émis par une surface par rapport à un « corps noir ». Ainsi, plus le pouvoir émissif εn d’un
revêtement est faible, plus grande sera l’efficacité d’un verre isolant en matière d’isolation thermique.
Niveaux d’émission εn du verre et d’autres matériaux à la température ambiante
Corps noirs
Maçonnerie
Verre flotté
Brique
Eau et glace
Verre isolant avec isolation thermique SILVERSTAR
Aluminium
Cuivre
100%
94%
89%
88%
96%
1% à 7%
4%
3%
Les verres d’isolation thermique à revêtement d’argent sont appelés, en langage technique, « verre low e »
(low emissivity = faible émissivité = faible rayonnement de chaleur).
Les verres d’isolation thermique SILVERSTAR à revêtement magnétron présentent une émissivité comprise
entre 1 et 7%. L’émissivité est déterminée par le fabricant du revêtement par le biais d’une mesure.
Coefficients Ug pour le verre isolant double avec un revêtement d’isolation thermique SILVERSTAR
ZERO E (émissivité 1%) selon SN EN 673
Espace
intercalaire
10 mm
12 mm
14 mm
16 mm
18 mm
20 mm
Coefficient Ug
Argon, degré de remplissage 90%
1,4 W/m2K
1,2 W/m2K
1,1 W/m2K
1,0 W/m2K
1,1 W/m2K
1,1 W/m2K
Air
1,8 W/m8K
1,6 W/m6K
1,4 W/m2K
1,3 W/m3K
1,3 W/m3K
1,3 W/m3K
Chez Glas Trösch, toutes les valeurs sont calculées selon SN EN 673 avec un remplissage au gaz de 90%.
222 I Vitrages isolants
13.3.3 Le coefficient U de la fenêtre Uw
Procédure de calcul du coefficient de transmission thermique de la fenêtre Uw
Les coefficients U au niveau d’une fenêtre Uw = Uf + Ug
Principales normes devant être prises en compte
pour les calculs : SIA 180, SIA 331, SIA 380/1
Le coefficient de transmission thermique Uw d’une
Ug verre
fenêtre dépend des éléments suivants :
Les dimensions et proportions des parties vitrées
(cadre/verre) de la fenêtre
Le coefficient de transmission thermique du verre Ug
Le coefficient de transmission thermique du cadre Uf
Le coefficient de transmission thermique en fonction de la longueur dans la zone de liaison entre
Cadre
Uf
Bord du verre :
Lg ; ψg
le verre et le cadre Ψg
Surface du
verre:
Ag; Ug
1150 mm
Intercalaire ȥ
Surface du cadre : Af ; Uf
1550 mm
Taille de fenêtre standard vue extérieure 1550 x 1150 mm
Uw
Ug ‡ Ag + Uf ‡ Af + ψ ‡ Lg
(W/m2K)
Aw
Uw
= Coefficient de transmission thermique fenêtre
Ug
= Coefficient de transmission thermique verre isolant
Ag
= Surface vitrée
Uf
= Coefficient de transmission thermique du cadre de la fenêtre
Af
= Surface du cadre
ψ
= Coefficient de transmission thermique linéaire du bord du verre
Lg
= Longueur du bord de verre
Aw
= Surface totale de la fenêtre
Vitrages isolants I 223
Coefficients Uw pour une fenêtre normalisée
1550 x 1150 mm, proportion du cadre 25% avec intercalaire en acier inoxydable ψg = 0,06 W/m2K.
Ug verre
en W/m2K
2,9
2,6
2,3
2,1
2,0
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
Uf cadre en W/m2K
0,8
1,0
1,2
2,6
2,6
2,7
2,4
2,4
2,5
2,1
2,2
2,2
2,0
2,0
2,1
1,9
2,0
2,0
1,8
1,9
1,9
1,8
1,8
1,9
1,7
1,7
1,8
1,6
1,7
1,7
1,5
1,6
1,6
1,5
1,5
1,6
1,4
1,4
1,5
1,3
1,4
1,4
1,2
1,3
1,3
1,2
1,2
1,3
1,1
1,1
1,2
1,0
1,1
1,1
0,95
1,0
1,0
0,87
0,92
0,97
0,80
0,85
0,90
1,4
2,7
2,5
2,3
2,1
2,1
2,0
1,9
1,8
1,8
1,7
1,6
1,5
1,5
1,4
1,3
1,2
1,2
1,1
1,0
0,95
1,6
2,8
2,6
2,3
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
1,5
1,4
1,4
1,3
1,2
1,1
1,1
1,0
1,8
2,8
2,6
2,4
2,2
2,2
2,1
2,0
1,9
1,9
1,8
1,7
1,6
1,6
1,5
1,4
1,3
1,3
1,2
1,1
1,0
Les valeurs répondent aux exigences pour les pièces non chauffées
2,0
2,9
2,7
2,4
2,3
2,2
2,1
2,1
2,0
1,9
1,8
1,8
1,7
1,6
1,5
1,5
1,4
1,3
1,2
1,2
1,1
2,2
2,9
2,7
2,5
2,3
2,3
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
1,5
1,4
1,4
1,3
1,2
1,1
2,5
3
2,8
2,6
2,4
2,3
2,3
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
1,5
1,4
1,4
1,3
1,2
2,8
3,1
2,9
2,6
2,5
2,4
2,3
2,3
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
1,5
1,4
1,4
1,3
En gras : Très bonnes valeurs pour une fenêtre
Les valeurs répondent aux exigences pour le climat extérieur
13.3.4 Verre isolant avec isolation thermique SILVERSTAR
Exploiter l’énergie du soleil grâce à une isolation thermique efficace
Le verre isolant moderne destiné aux bâtiments à haute efficacité énergétique doit offrir une bonne isolation thermique ainsi qu’un coefficient Ug aussi faible que possible. D’un autre côté, afin d’exploiter l’énergie
solaire gratuite, il est souhaitable de laisser pénétrer au maximum le rayonnement solaire dans la pièce. Les
verres isolants avec isolation thermique SILVERSTAR bloquent dans la pièce un rayonnement thermique utile,
tout en laissant passer simultanément un maximum du gain d’énergie solaire grâce à un facteur g élevé.
Fonction des verres isolants avec isolation thermique
Les exceptionnels coefficients d’isolation thermique des verres isolants SILVERSTAR sont dus à son système
de couches particulier. Ce dernier permet de laisser passer pratiquement la totalité du rayonnement solaire
à ondes courtes (transmission), tout en réfléchissant le rayonnement à ondes longues, comme la chaleur corporelle ou celle issue des radiateurs. Ainsi, la plaque de verre est imperméable à la majeure partie du rayonnement de chaleur. La chaleur est maintenue dans la pièce, et les pertes énergétiques sont considérablement
réduites. Le facteur g indique la quantité d’énergie issue du rayonnement solaire entrant (en pourcentage) qui
pénètre dans les pièces via le vitrage. Plus le facteur g est élevé, plus la part d’énergie transmise à l’intérieur
via le vitrage est importante. Les verres d’isolation thermique SILVERSTAR E présentent des facteurs g élevés
même avec des coefficients Ug très faibles. Ils assurent ainsi un gain de chaleur maximal.
224 I Vitrages isolants
Réflexion
Transmission de
l’énergie solaire
Réflexion
Energie solaire
Transmission de
chaleur
Energie thermique
Dégagement
secondaire
Dégagement
secondaire
Fabrication et finition du verre isolant d’isolation thermique SILVERSTAR
Grâce à une technique poussée de revêtement magnétron à vide poussé, un système de couches extrêmement fin et pratiquement indécelable à l’œil est appliqué sur le verre flotté.
Afin d’optimiser l’isolation thermique, l’espace intercalaire du verre isolant SILVERSTAR est en général
rempli de gaz d’isolation thermique.
Aperçu des verres isolants avec isolation thermique SILVERSTAR
Fonction
Isolation thermique triple
Isolation thermique double
Types de couche
Coefficient Ug
Facteur g
Valeur TL
SILVERSTAR E 1
1,0 W/m2K
66%
74%
SILVERSTAR E 2
0,7 W/m2K
62%
73%
SILVERSTAR E 3
0,7 W/m2K
53%
72%
SILVERSTAR E 4
0,6 W/m2K
47%
70%
SILVERSTAR ZERO E
1,0 W/m2K
60%
80%
Verre isolant double SILVERSTAR ZERO E, assemblage de la plaque en verre flotté 2 x 4 mm ; espace intercalaire 16 mm argon
Verre isolant triple SILVERSTAR ZERO E, assemblage en verre flotté 3 x 4 mm ; deux espaces intercalaires 14 mm argon
Vitrages isolants I 225
13.3.5 Verre isolant de la gamme SILVERSTAR Ligne E
Le verre isolant triple pour les bâtiments Minergie
Le verre isolant triple de la gamme SILVERSTAR E est énergétiquement très efficace et convient parfaitement aux bâtiments Minergie. Son coefficient Ug et son facteur g sont variables et peuvent être adaptés aux
exigences physiques du bâtiment.
Domaines d’utilisation du modèle SILVERSTAR Ligne E
Comme verre isolant standard pour presque tous les types de construction
Pour les immeubles d’habitation
Pour les immeubles de bureaux et les façades
Idéal pour les bâtiments Minergie et maisons solaires
Perméabilité supérieure vis-à-vis
de la lumière du
jour (transmission lumineuse
jusqu’à 75%)
Gain d’énergie
solaire
Revêtements
d’isolation
thermique
Réflexion de la
chaleur
Propriétés du produit
Les verres isolants à structure triple SILVERSTAR
Ligne E destinés aux bâtiments Minergie améliorent
l’isolation thermique des bâtiments de plus de 80%
par rapport aux vitrages isolants doubles modernes.
Combinés au système d’assemblage périphérique
ACSplus, les verres isolants avec isolation thermique SILVERSTAR Ligne E permettent d’atteindre
des coefficients U particulièrement faibles pour les
fenêtres et façades.
Le coefficient Ug et le facteur g des verres SILVERSTAR Ligne E sont très flexibles. Après avoir pris en
compte les possibilités physiques d’une construc-
Mode de fonctionnement de la gamme SILVERSTAR Ligne E
tion, il est en effet possible de définir ces deux valeurs en fonction de l’objet et des besoins. Le coefficient Ug comme le facteur g peuvent être modifiés
en combinant les types de verre et de revêtement :
Facteurs g
E1
E2
E3
E4
66% (71%*)
62% (66%*)
53% (54%*)
47% (49%*)
Coefficients Ug avec un remplissage au gaz (90%)
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
14 mm
12 mm
10 mm
12 mm
14 mm
12 mm
12 mm
16 mm
10 mm
12 mm
14 mm
0,5
0,4
12 mm
16 mm
12 mm
* Assemblage de verre isolant avec facteur g optimisé (avec verre spécial)
Coefficients Ug en fonction de la largeur des deux espaces intercalaires
Coefficients Ug optimisés avec des remplissages avec gaz spéciaux
Ce verre isolant peut être combiné avec différentes fonctions telles que protection solaire, sécurité et
isolation acoustique.
226 I Vitrages isolants
Le verre isolant SILVERSTAR Ligne E peut être assemblé avec différents coefficients Ug et facteurs g en
optimisant l’aspect performance ou l’aspect coûts :
Optimisation des performances
Optimisation des coûts
Facteur g
71%
66%
55%
49%
Facteur g
66%
62%
53%
47%
Coefficient Ug
0,9 W/m2K
0,6 W/m2K
0,5 W/m2K
0,4 W/m2K
Coefficient Ug
1,0 W/m2K
0,7 W/m2K
0,6 W/m2K
0,5 W/m2K
Les tableaux regroupant les données actualisées sont disponibles sur Internet. Les constructions vitrées
souhaitées en gamme SILVERSTAR Ligne E peuvent être déterminées simplement dans le tableau de données en fonction de l’épaisseur des éléments, du coefficient Ug ou du facteur g, puis affectées sans équivoque par l’identification du type.
Dimensions
Dimensions maximales 6000 x 3210 mm.
SILVERSTAR Ligne E / Raiffeisenbank Lyss / photographie : Hans Ege
Vitrages isolants I 227
13.3.6 Verre isolant SILVERSTAR ZERO E
Le top des doubles vitrages isolants
Le verre isolant à isolation thermique SILVERSTAR ZERO E remplit des exigences élevées en matière de
rentabilité et d’isolation thermique.
Domaines d’utilisation du SILVERSTAR ZERO E
Optimal pour toutes les applications du domaine de la construction
En particulier, pour les vitrages de grandes surfaces dans les bâtiments industriels et administratifs
Pour le bâtiment neuf et la rénovation
Dans les immeubles d’habitation, les commerces et l’industrie
Pour les constructions solaires et les façades de verre de grandes dimensions
Propriétés du produit
Le revêtement SILVERSTAR ZERO E se caractérise par une émissivité extrêmement faible. En assemblage
double, on atteint un coefficient Ug standard de 1,0 W/m²K.
Grâce à son facteur g de 60%, le verre isolant double SILVERSTAR ZERO E permet une exploitation maximale des gains d’énergie solaire passifs.
Son coefficient de transmission lumineuse atteint 80%. Grâce à son aspect neutre, le SILVERSTAR ZERO E
peut être utilisé de manière universelle. Le verre isolant SILVERSTAR ZERO E peut être combiné avec différentes fonctions telles que protection solaire, sécurité et isolation acoustique.
Dimensions
Dimensions maximales 6000 x 3210 mm.
Oberstufenzentrum Leimental / concepteur de la façade : Neuenschwander + Morf AG, Bâle /
réalisateur de la façade : Gerber-Vogt AG, Allschwil
228 I Vitrages isolants
13.4 Protection solaire
Les vitrages de grandes surfaces sont un élément courant des constructions modernes. Cependant, en été,
le réchauffement non souhaité des pièces peut poser problème. Les verres isolants de protection solaire
peuvent alors aider :
ils laissent passer la lumière du jour, mais réduisent la quantité d’énergie solaire entrante. Des couches de
protection solaire extrêmement fines, appliquées sur le verre grâce à la technique magnétron SILVERSTAR,
évitent la pénétration d’un rayonnement solaire excessif dans la pièce par réflexion et absorption, ce qui
évite à son tour une augmentation excessive de la température intérieure.
L’exploitation optimale de la lumière du jour naturelle est cependant garantie grâce à une perméabilité à
la lumière élevée.
Les verres isolants avec revêtement magnétron SILVERSTAR répondent parfaitement aux exigences de
l’architecture moderne.
Les avantages des verres de protection solaire
Réduction de la transmission de l’énergie solaire
Protection efficace contre le réchauffement non souhaité des pièces
Réduction des besoins énergétiques pour le chauffage et la climatisation en été
En combinaison avec une bonne couche d’isolation thermique, consommation énergétique réduite en hiver
Plus de confort et niveau de température plus agréable
Grande perméabilité à la lumière, permettant une exploitation optimale de la lumière du jour naturelle
En fonction de l’architecture, apparence neutre ou brillante colorée
Combinaison possible avec les fonctions d’isolation acoustique et de sécurité
Glas Trösch offre une large gamme de solutions et de produits en associant esthétique et fonctionnalité,
afin de couvrir les exigences de chacun et de répondre aux attentes des architectes et maîtres d’œuvre.
Variantes de protection solaire
Différents facteurs, tels que le matériau du revêtement, l’épaisseur de la couche et la coloration du verre,
permettent d’influencer le facteur g, la perméabilité à la lumière ainsi que l’apparence optique. Chaque
revêtement de protection solaire est optimisé de manière à préserver une transmission lumineuse élevée
tout en assurant une transmission d’énergie réduite.
Une autre possibilité consiste à utiliser du SILVERSTAR ROLL. Avec cette variante de verre isolant, un store
à lamelles ou en tissu est intégré dans l’espace intercalaire et peut être commandé manuellement ou automatiquement. Pour plus d’informations, voir le chapitre 14.1.
Vitrages isolants I 229
13.4.1 Fonction des verres isolants de protection solaire
Le rayonnement solaire
Le soleil est synonyme de rayonnement. Suivant sa position et la saison, il peut dégager des quantités
énormes d’énergie. A titre d’exemple, la quantité d’énergie solaire rayonnée sur une surface horizontale
un jour d’été à midi atteint environ 800 W/m2.
Alors qu’un vitrage isolant usuel composé de deux verres flottés de 4 mm laisse passer jusqu’à 80% de
l’énergie solaire, le montage d’un verre de protection solaire permet de réduire parfois la transmission
énergétique globale à moins de 15%.
Le spectre solaire se compose de :
rayons ultraviolets env. 320 à 380 nm (env. 4%)
rayons lumineux visibles env. 380 à 780 nm (env. 45%)
rayons infrarouges env. 780 à 3000 nm (env. 51%)
Le domaine visible ne contient pas uniquement de la lumière mais également une grande partie d’énergie
solaire. Une protection solaire efficace est de ce fait toujours liée à une réduction de la perméabilité à la
lumière. Pour plus d’informations, voir le chapitre 4.
Expressions importantes liées aux verres de protection solaire
En matière de verres de protection solaire, trois termes du domaine de la physique (correspondant à trois
valeurs clés) sont particulièrement importants.
Transmission – passage des rayons solaires
Réflexion – renvoi des rayons solaires. Effet miroir
Absorption – retenue des rayons solaires. Surfaces foncées
En un clin d’œil
Comportement en présence d’un rayonnement des verres de protection solaire avec revêtement magnétron
Couche réfléchissante
100%
Transmission
Réflexion
Rayonnement et
convexion
230 I Vitrages isolants
Rayonnement et
convexion
Le facteur g = coefficient de transmission énergétique globale
Avec le coefficient U, le facteur solaire est la valeur caractéristique la plus importante pour les vitrages
de protection solaire. Il indique la quantité d’énergie solaire provenant de l’extérieur qui finit par pénétrer
dans les espaces intérieures d’un bâtiment. Pour une protection optimale contre le soleil, le facteur g doit
être aussi faible que possible.
Le facteur solaire (g) exprime la transmission énergétique globale, c’est-à-dire le résultat obtenu par
addition de la transmission énergétique directe
(TED) et de la transmission secondaire de chaleur
vers l’intérieur (Qi). ST + Qi = facteur g
ST
= facteur g
Qi
L’effet de serre – pour plus d’informations, voir le chapitre 4.2.
Comportement en présence d’un rayonnement – pour plus d’informations, voir le chapitre 4.3.
Valeurs caractéristiques du verre – pour plus d’informations, voir le chapitre 4.4.
13.4.2 Technologie des verres isolants de protection solaire
Revêtement et/ou teinte
Les verres de protection solaire peuvent être teintés, imprimés, munis d’un revêtement ou teintés et munis
d’un revêtement.
Verre teinté
L’ajout d’oxydes métalliques à la masse de verre permet de la teinter. Le taux
d’absorption énergétique des verres teintés étant relativement élevé, il est, en
général, nécessaire de les tremper. Leur résistance aux chocs thermiques est
ainsi accrue, et les ruptures induites par des facteurs thermiques peuvent être
évitées. L’efficacité de la protection solaire de ces verres dépend de leur taux
d’absorption.
Verre avec revêtement
Les verres avec revêtement agissent principalement par le fait que l’énergie issue du rayonnement est réfléchie vers l’extérieur. Le fait ou non de prévoir une
trempe dépend du taux d’absorption énergétique du verre choisi.
Vitrages isolants I 231
Verre teinté et avec revêtement
La protection offerte par ces verres est obtenue à la fois par réflexion et absorption. Ils sont en général trempés.
Extérieur
Intérieur
13.4.3 L’influence de la position de la couche
4
Extérieur
Intérieur
3
Couche en position 1
Le revêtement en position 1 n’est possible qu’avec les couches « dures » et appliquées par pyrolyse. Cette position génère un taux de réflexion lumineuse supérieur, et donc un effet miroir plus important, ainsi qu’un risque d’endommagement via les intempéries et un besoin en nettoyage accru.
Intérieur
2
Extérieur
1
L’emplacement des positions des couches est numéroté de l’extérieur vers l’intérieur. Pour un verre isolant triple, la désignation des positions est donc : à l’extérieur la position 1, puis les positions 2, 3, 4, 5 et à l’intérieur la position 6.
La position de la couche influence l’effet et l’aspect des verres de protection
solaire.
Couche en position 2
La réflexion lumineuse sur la surface du verre extérieure est plus faible, et donc
l’effet miroir est également réduit. Le revêtement est protégé dans l’espace
intercalaire de manière à éviter tout risque d’endommagement de la couche.
Les couches de protection solaire et les couches combinées sont placées en
position 2.
13.4.4 Verre isolant de protection solaire SILVERSTAR
Protection contre la surchauffe
Les verres isolants avec protection solaire SILVERSTAR réfléchissent une grande partie de l’énergie solaire
entrante. Cela réduit l’entrée d’énergie dans les pièces. La transmission de lumière (à savoir la partie
visible du rayonnement solaire) demeure cependant suffisante.
La protection solaire n’est pas synonyme de protection contre l’éblouissement
La tâche principale d’un système de protection solaire consiste à protéger les pièces de toute surchauffe
due au rayonnement solaire. D’autres besoins apparaissent dans les immeubles de bureau, par exemple
une protection contre l’éblouissement efficace. L’éblouissement par le soleil est un problème de densité
lumineuse trop élevée. Une autre densité lumineuse dans le champ de vision directe est en effet ressentie
comme désagréable, même si la transmission lumineuse est réduite à 20 ou 30%. C’est pourquoi il est
recommandé, en plus du verre de protection solaire, de prévoir une protection contre l’éblouissement sous
la forme de lamelles, de rideaux, de stores ou d’autres dispositifs similaires.
232 I Vitrages isolants
Bâtiments comprenant de grandes surfaces vitrées
Pour les bâtiments comprenant de grandes surfaces vitrées, il convient d’assurer le confort thermique été
comme hiver. Simultanément, il faut réduire au minimum le besoin de chauffage en hiver comme le besoin
de climatisation en été. La fiche technique SIA 2021 « Bâtiment vitré » ainsi que la documentation correspondante D 0176 traitent de ce thème en détail.
Eviter de stresser les vitrages isolants
L’espace intercalaire du verre isolant est fermé hermétiquement. C’est pourquoi les variations de température et de pression engendrent des contraintes sur les faces du vitrage. L’importance de ces contraintes
dépend :
de l’altitude par rapport au niveau de la mer
des variations de la pression atmosphérique
des variations de température
du taux d’absorption énergétique des vitres
de la dimension de l’espace intercalaire
de la présence de vitres de différentes épaisseurs (assemblage asymétrique)
des dimensions de l’élément
Compte tenu du taux d’absorption énergétique élevé, l’espace intercalaire des vitrages de protection solaire
s’échauffe davantage que celui des vitrages isolants équipés de vitres non teintées. La conception du vitrage isolant devrait de ce fait absolument être prise en considération au niveau de la planification de l’objet
si l’on prévoit un espace intercalaire d’une dimension supérieure à 16 mm. Par conséquent, les vitrages
isolants de petites dimensions ou présentant de petits côtés sont soumis à des contraintes plus élevées que
les grands vitrages. Pour des raisons statiques, les vitres de grande dimension sont en effet plus rigides,
ce qui leur permet de supporter les contraintes de flexion résultant de l’augmentation de la pression dans
l’espace intercalaire.
Mesures à prendre sur le plan optique
La présence de deux vitres peut entraîner des distorsions optiques. Afin de les atténuer, la vitre la plus
épaisse doit être utilisée à l’extérieur et la vitre la plus mince à l’intérieur. La différence d’épaisseur entre
le verre de protection solaire extérieur et la vitre intérieure ne doit pas dépasser 3 mm.
L’espace intercalaire ne doit pas dépasser 16 mm. L’épaisseur de la vitre extérieure ne doit pas être inférieure à 6 mm. La qualité optique peut encore être améliorée par le choix d’un verre de protection solaire
plus épais, par exemple 8 mm au lieu de 6 mm.
Verre trempé ou non trempé ?
Les verres de protection solaire absorbent en règle générale davantage de chaleur que le verre flotté standard ou les verres d’isolation thermique. La présence de zones d’ombre provoque en outre un échauffement irrégulier de la surface de la vitre. Cette dernière peut se rompre si les différences deviennent très
élevées. La trempe thermique permet d’améliorer la résistance aux chocs thermiques de façon à exclure
une rupture sous l’effet thermique. La nécessité d’une trempe du verre traité peut être déterminée sur la
base du taux d’absorption énergétique. Si ce dernier dépasse 50%, une trempe est nécessaire en règle
générale.
Vitrages isolants I 233
Confection de modèles
Les façades de protection solaire sont des éléments de construction à la fois esthétiques et exigeants. En
présence de gros objets, nous vous recommandons de réaliser des modèles pour le verre isolant et les
allèges (dans l’assemblage d’origine et avec les épaisseurs de verre réelles).
Allèges de couleur harmonisée
Pour plus d’informations, voir le chapitre 15.4.
Fabrication du verre isolant de protection solaire SILVERSTAR
Les couches de protection solaire SILVERSTAR sont recouvertes de différents métaux sous vide poussé,
dans une installation de pulvérisation cathodique magnétron à plusieurs chambres. Pour plus d’informations, voir le chapitre 12.1. La technique moderne utilisée dans ces installations détermine avec certitude
les valeurs physiques nécessaires pour la construction, l’aspect optique homogène du verre ainsi que la
reproductibilité requise pour les séries.
La gamme de protection solaire SILVERSTAR offre de nombreuses possibilités pour l’aménagement des
façades. Des verres présentant une faible réflexion vers l’extérieur ou un aspect extérieur avec niveau
important de réflexion sont disponibles dans les différentes couleurs réfléchissantes. Sans porter préjudice
à la fonction de protection solaire, il est possible de répondre aux souhaits personnalisés pour offrir un
verre de couleur neutre grâce à la large gamme de verres neutres.
Présentation des verres isolants de protection solaire SILVERSTAR
Fonction
Types de couche
Protection solaire et
isolation thermique
SILVERSTAR SELEKT
SILVERSTAR SUPERSELEKT
SILVERSTAR COMBI Argent 48 T
SILVERSTAR COMBI Neutre 70/40
SILVERSTAR COMBI Neutre 70/35
SILVERSTAR COMBI Neutre 61/32
SILVERSTAR COMBI Neutre 51/26
SILVERSTAR COMBI Neutre 41/21
SILVERSTAR SUNSTOP Neutre 50 T
SILVERSTAR SUNSTOP Bleu 50 T
SILVERSTAR SUNSTOP Bleu 30 T
SILVERSTAR SUNSTOP Argent 20 T
Protection solaire
Coefficient
Ug
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,6 W/m²K
0,9 W/m²K
0,9 W/m²K
0,9 W/m²K
0,9 W/m²K
Facteur
g
37%
25%
30%
37%
33%
30%
25%
20%
32%
30%
19%
14%
Valeur
TL
63%
52%
42%
63%
61%
54%
45%
35%
41%
39%
24%
17%
Verre isolant triple, assemblage de la plaque en verre flotté 3 x 6 mm ; deux espaces intercalaires 14 mm argon
234 I Vitrages isolants
13.4.5 Revêtement SILVERSTAR SELEKT
Le verre isolant quatre saisons
SILVERSTAR SELEKT marie à merveille isolation thermique et protection solaire. Il convient particulièrement bien à des applications de verres isolants de fenêtres ou de façades assurant une atmosphère
agréable à l’intérieur des pièces durant toute l’année.
Domaines d’utilisation du modèle SILVERSTAR SELEKT
Le verre isolant SILVERSTAR SELEKT convient parfaitement dans tous les domaines de l’architecture externe.
Pour les fenêtres et les façades.
Pour les constructions neuves et la rénovation.
Pour les immeubles d’habitation ainsi que les bâtiments commerciaux et industriels.
Propriétés du produit
Le verre isolant à coloration neutre SILVERSTAR SELEKT combine isolation thermique et protection solaire
de manière optimale pour assurer une température intérieure agréable au fil des saisons. Il assure une
température constante à l’intérieur des pièces, et ainsi un bien-être encore plus grand. En verre isolant
double, le SILVERSTAR SELEKT atteint un coefficient Ug de 1,1 W/m²K, avec un facteur g de 42% et une
transmission lumineuse de 72%.
Pour les allèges, un verre pour allège de couleur harmonisée est disponible.
Dimensions
Dimensions : sur mesure, jusqu’à 6000 x 3210 mm.
SILVERSTAR SELEKT / Ecole de commerce de Bienne
Vitrages isolants I 235
13.4.6 Revêtement SILVERSTAR SUPERSELEKT 60/27 T
Un verre isolant doté d’une sélectivité exceptionnelle
Grâce à son indice de sélectivité élevé, le verre isolant SILVERSTAR SUPERSELEKT 60/27 T laisse passer
beaucoup de lumière naturelle pendant la journée tout en empêchant le rayonnement solaire de surchauffer l’intérieur de la pièce en été.
Domaines d’utilisation du SILVERSTAR SUPERSELEKT 60/27 T
Le verre isolant à l’indice de sélectivité élevé SILVERSTAR SUPERSELEKT 60/27 T convient parfaitement
à toutes sortes d’applications dans le monde de l’architecture d’extérieur.
Que ce soit comme protection solaire de base pour des bâtiments où le verre occupe une place importante ou comme protection solaire totale pour les bâtiments comportant peu de verre.
Pour le bâtiment neuf et la rénovation.
Dans les complexes de bureaux et bâtiments publics.
Pour les immeubles d’habitation ainsi que les bâtiments commerciaux et industriels.
Propriétés du produit
Grâce à son revêtement spécial, ce verre isolant dispose d’une transmission lumineuse élevée tout en affichant un coefficient global de transmission d’énergie extrêmement bas. Pour le verre isolant double SILVERSTAR SUPERSELEKT 60/27 T, l’indice de sélectivité, à savoir le rapport entre la transmission lumineuse
et le facteur g, atteint une valeur maximale de 2,22. Dans la pratique, cela se traduit par une réduction des
coûts énergétiques pour l’éclairage artificiel ainsi que par une réduction simultanée des coûts liés à la
climatisation en été.
De plus, le verre isolant offre une très bonne isolation thermique, permettant une réduction significative
des coûts énergétiques liés au chauffage en hiver.
Dimensions
Dimensions maximales 6000 x 2810 mm.
13.4.7 Revêtement SILVERSTAR COMBI
Protection solaire et isolation thermique combinées dans un verre isolant
SILVERSTAR COMBI est un revêtement combiné dans un jeu de couches en position 2. Le revêtement magnétron spécial propose une combinaison parfaite entre protection solaire et isolation thermique, tout en
garantissant une transmission lumineuse élevée. Il garantit une atmosphère confortable à l’intérieur des
pièces, en été comme en hiver.
Domaines d’utilisation du modèle SILVERSTAR COMBI
Partout où l’on souhaite combiner une bonne protection solaire à beaucoup de lumière du jour.
Pour le bâtiment neuf et la rénovation.
Pour les immeubles d’habitation, les immeubles de bureaux et les bâtiments publics.
Pour les commerces et l’industrie.
En cas de grandes surfaces de façade vitrée.
236 I Vitrages isolants
Propriétés du produit
La principale caractéristique du SILVERSTAR COMBI est un indice de sélectivité exceptionnel. Cela équivaut
à offrir des performances élevées en termes de rapport entre transmission lumineuse et coefficient global
de transmission d’énergie.
Le verre isolant avec couches combinées SILVERSTAR COMBI offre de nombreux avantages. Le faible
coefficient Ug réduit les pertes de chaleur et donc la
consommation d’énergie. Les exceptionnelles propriétés en termes de protection solaire améliorent
l’efficacité en termes de coûts. En réfléchissant le
rayonnement de l’énergie solaire, le SILVERSTAR
COMBI évite toute augmentation non souhaitée de
la température dans les pièces intérieures, tout en
réduisant les coûts liés à l’énergie requise pour la
climatisation.
Un autre avantage des couches combinées est le
confort offert dans les pièces, indépendamment de
2
5
la température extérieure.
Revêtement SILVERSTAR COMBI en position 2 et revêtement d’isolation thermique en position 5
Protection solaire et transmission lumineuse sont associées de manière optimale dans les verres SILVERSTAR
COMBI. Grâce à une perméabilité à la lumière maximale, la lumière du jour accède largement aux pièces intérieures. Ce verre isolant peut être combiné avec d’autres fonctions telles que sécurité et isolation acoustique.
Dimensions
Dimensions maximales 6000 x 3210 mm.
SILVERSTAR COMBI / Actelion Allschwil / photographie : Hans Ege
Vitrages isolants I 237
13.4.8 Verre isolant de protection solaire SILVERSTAR SUNSTOP
Verres isolants avec couches de protection solaire
Le SILVERSTAR SUNSTOP utilise des verres isolants haute efficacité et optimisés de protection solaire.
Les couches de protection solaire SILVERSTAR SUNSTOP réduisent l’entrée d’énergie dans les pièces intérieures par réflexion de l’énergie solaire, tout en laissant entrer suffisamment de lumière pour l’éclairage
naturel des pièces.
Domaines d’utilisation du modèle SILVERSTAR SUNSTOP
Dans les régions à fort ensoleillement, lorsqu’une protection solaire efficace est nécessaire.
Pour les façades de grandes surfaces.
Dans les bâtiments publics.
Pour les immeubles de bureaux, les commerces et l’industrie.
Propriétés produit du SILVERSTAR SUNSTOP
Ce verre isolant peut être combiné avec des fonctions telles que sécurité et isolation acoustique, ainsi
qu’avec une isolation thermique.
Dimensions
Dimensions maximales 6000 x 3210 mm.
2
3
5
Verre isolant avec revêtement de protection solaire
en position 2 et revêtement d’isolation thermique en
positions 3 et 5
238 I Vitrages isolants
SILVERSTAR SUNSTOP / HQ Building, Abu Dhabi, EAU
13.4.9 Possibilités de combinaison des verres isolants de protection solaire
Protection solaire et isolation acoustique
Le verre isolant de protection solaire SILVERSTAR est également disponible en assemblage asymétrique,
composé de plaques de verre de différentes épaisseurs, comme verre isolant double ou triple. En plus de
la protection solaire, il offre une bonne isolation acoustique. Avec le montage d’un verre feuilleté de sécurité SWISSLAMEX, on obtient des verres isolants de protection solaire SILVERSTAR offrant une isolation
acoustique élevée.
Protection solaire et sécurité
Avec les verres de protection solaire, il est possible, en général, de couvrir les mêmes exigences de sécurité qu’avec les verres normaux. Le verre de protection solaire SILVERSTAR est également disponible comme
verre trempé de sécurité (ESG) et comme verre feuilleté de sécurité (VSG).
Etant donné que les exigences de sécurité peuvent fortement varier pour les commerces, les bâtiments administratifs et les bâtiments industriels, il est recommandé de prendre contact avec les spécialistes de Glas Trösch.
Yas Island Yacht Club, Abu Dhabi, EAU
Vitrages isolants I 239
240 I Vitrages isolants
Vitrage de toiture / photographie : ©Tuchschmid AG, Frauenfeld / F.Schott + M. Schibig, Berne
13.5 Verre isolant pour toits vitrés
Vitrages inclinés ou toitures vitrées
Les vitrages de toiture sont soumis à des contraintes supplémentaires, car ils doivent assumer des fonctions autrefois réservées à des éléments non transparents qui, avec le temps, avaient fait leurs preuves. Les
architectes, les concepteurs et les réalisateurs sont donc confrontés à des problèmes d’une très grande
diversité. Il est de ce fait impératif de les prendre en considération déjà au niveau de la conception pour
pouvoir les résoudre conformément aux règles de l’art et aux prescriptions en matière de construction.
L’organisation d’une réunion de toutes les parties concernées au tout début du projet est donc vivement
recommandée.
13.5.1 Définition / angle d’inclinaison
Un vitrage est considéré comme incliné lorsqu’il s’écarte de plus de 10° de la
> 10°
verticale. L’angle d’inclinaison est toutefois indiqué par rapport au plan horizontal.
0° à 80°
Les toitures vitrées peuvent se composer des types de verre suivants :
Vitrage simple
Vitrage isolant
Assemblages possibles pour les toitures vitrées
Vitrage simple
Vitrage isolant
Verre extérieur
Verre intérieur
VSG en verre flotté
VSG en TVG
ESG-H
TVG
Verre flotté
VSG
VSG en verre flotté
VSG en TVG
Vitrages isolants I 241
13.5.2 Informations liées à la conception
La forme du bâtiment, la situation géographique, le type d’affectation ainsi que l’aménagement ont une
énorme influence sur les détails de la construction.
Les principaux facteurs d’influence sont :
l’altitude par rapport au niveau de la mer
la hauteur de la construction
le type de verre
la dimension des vitres
l’appui (deux côtés ou quatre côtés)
la charge due au vent
la charge due à la neige
l’angle d’inclinaison du vitrage
le poids propre du vitrage
les exigences à respecter sur le plan énergétique
la sécurité
les conditions marginales liées au montage (voies d’accès, échafaudages, monte-charge, etc.)
Altitude du lieu
Suivant le site et la situation de la construction, la neige et le vent peuvent engendrer des contraintes
non négligeables, dont les valeurs sont à déterminer au cas par cas (voir la norme SIA 261, « Actions sur
les structures porteuses »). Eventuellement, la compensation de la pression dans l’espace intercalaire du
vitrage isolant doit être adaptée à la pression atmosphérique du lieu.
Type de verre
Vitrages simples
Les vitrages inclinés doivent toujours retenir les éclats. Pour les plaques placées dans un cadre à quatre
côtés, il est possible, en plus du VSG, d’utiliser, pour les petites dimensions, du verre armé / de la glace
armée (bord court ˜60 cm).
Verre armé/glace armée
Le verre armé ne retient les éclats que sous certaines conditions. Par rapport au verre flotté de même
épaisseur, il présente une résistance moindre à la rupture par flexion, donc une résistance plus faible aux
chocs mécaniques et à l’impact. La résistance aux chocs thermiques est également plus faible que pour le
verre flotté. Il existe donc un risque de rupture accru sous l’effet des variations de température.
La mise en œuvre en tant que vitrage simple n’est pas évidente et la combinaison avec un verre isolant n’est
pas recommandée. Les propriétés du verre isolant sont en effet incompatibles avec celles du verre armé,
ce qui, en règle générale, conduit à une rupture du vitrage.
L’écartement des chevrons ne doit pas dépasser 600 mm.
242 I Vitrages isolants
Vitrages isolants
Ils sont élaborés comme suit pour les toits : côté
Verre flotté / ESG-H
intempéries, c’est-à-dire pour la vitre extérieure,
en ESG (uniquement exceptionnellement en verre
flotté). La vitre côté pièce ou public doit retenir les
éclats et être en VSG.
L’espace intercalaire varie en fonction du format de
la vitre, mais il doit être compris entre 12 et 16 mm.
VSG
Verre isolant avec dépassement
ESG-H
Il est possible, pour former la bordure du toit, de
Bandes céramiques
décaler le verre inférieur. L’assemblage périphérique du verre isolant doit être protégé au niveau
de la bordure du toit. Par exemple, un émaillage est
appliqué en position 1 selon le procédé de sérigraphie.
Il est également possible d’utiliser un assemblage
périphérique en silicone résistant aux UV. L’émaillage est alors inutile.
VSG
Dimension des vitres
Recommandation
Ecartement normal des chevrons env. 800 à 1200 mm
Rapport largeur/hauteur max. 1:6.
Poids des vitres
Il faut tenir compte du poids lors du dimensionnement. Les éléments lourds ont une influence sur la configuration de la structure porteuse. Leur montage et leur remplacement doivent faire l’objet d’une attention
particulière.
Structure porteuse / configuration de la feuillure
Le cadre est principalement réalisé en métal, en matière plastique, en bois ou en une combinaison de différents matériaux. En ce qui concerne les constructions en bois, il est important de veiller à ce que seules
des poutres collées soient utilisées. La déformation en flexion du cadre ne devrait pas dépasser une valeur
équivalente à L/300.
Pour ce qui est des vitrages de toiture, l’évacuation de l’eau mérite une attention toute particulière. Le
cadre doit donc être configuré de façon que l’eau de condensation et l’humidité puissent être facilement
évacués vers l’extérieur.
Vitrages isolants I 243
Appui sur les chevrons
Dans la zone d’appui sur les chevrons, le cadre périphérique du vitrage isolant doit être protégé par une parclose. Au niveau de la feuillure, il est important de prévoir un espace ventilé pour permettre l’évacuation de la
condensation. Pour éviter toute rupture en cas de température élevé, l’écartement des vitres ne doit pas dépasser 20 à 25 mm. Le profilé d’appui entre le chevron et le vitrage doit présenter une dureté Shore de 60 à 80°.
Joint silicone avec bande
d’écartement ou profils de
joint silicone
ESG-H
Verre isolant
à isolation thermique
SILVERSTAR ZERO E
Ug = 1,0 W/m2K
VSG
Battue ventilée
Profil d’appui
Dureté shore 60 à 80°
Jonctions transversales avec parclose
Au niveau des jonctions transversales, la hauteur des parcloses devrait être la plus faible possible pour
éviter toute retenue d’eau lors d’intempéries.
Parclose comme
protection UV
ESG-H
Verre isolant
à isolation thermique
SILVERSTAR ZERO E
Ug = 1,0 W/m2K
VSG
Profil d’appui
Dureté shore 60 à 80°
Liteau
Jonctions transversales sans parclose
Les jonctions transversales sans parclose sont principalement utilisées lorsqu’il faut éviter toute eau stagnante. Afin de protéger l’assemblage périphérique du verre isolant contre le rayonnement UV, il faut prévoir, côté intempéries, un émaillage par cuisson. Recommandation : le bord du verre doit être soutenu sur
toute la longueur avec une panne afin d’éviter toute flexion du verre. Alternative : modèle avec assemblage
périphérique en silicone résistant aux UV.
244 I Vitrages isolants
Bandes de recouvrement en émail
ESG-H
Jointoiement
VSG
Attention : contrôler la compatibilité du matériau d’étanchéité. L’entreprise effectuant l’application ultérieure est responsable en termes de validation des matériaux à utiliser.
Les matériaux d’étanchéité et colles utilisés doivent être validés par les entreprises intervenant sur le
chantier. Il faut également contrôler la compatibilité avec les films VSG utilisés.
Bordure du toit
Les verres isolants en bordure de toit sont utilisés lorsque l’évacuation d’eau doit se faire librement sans
installations supplémentaires particulières. L’assemblage périphérique du verre isolant libre doit être protégé durablement contre le rayonnement UV à l’aide d’une bande de céramique. Alternativement, il peut
également être fabriqué en silicone résistant aux UV. Afin d’éviter toute rupture du verre due à des changements de température, la profondeur d’encastrement du verre ne doit pas dépasser 25 mm. Le verre isolant doit faire l’objet d’un calage approprié et la vitre extérieure doit être sécurisée contre tout glissement
en fonction de la pente. La battue doit être ventilée.
ESG-H
Bandes de recouvrement en émail
VSG
Support extérieur
Pièce ponctuelle
Profil d’appui
Calage
Ventilation de la battue
Vitrages isolants I 245
Charge due au vent / à la neige
La charge due au vent et à la neige peut être plus ou moins importante suivant l’emplacement géographique et les conditions locales. Les calculs dans ce domaine s’effectuent sur la base de la norme SIA 261.
Angle d’inclinaison
A partir de 80° environ, les vitrages inclinés peuvent, sur le plan statique, c’est-à-dire par rapport à l’épaisseur du verre, être considérés au même titre que les vitrages verticaux. Avec une faible inclinaison, une
attention toute particulière doit être portée à l’évacuation de l’eau (flexion du verre). En présence de profilés
en saillie, il y a un risque particulier de retenues d’eau.
Toits vitrés et protection solaire
Le rayonnement solaire peut, en fonction de la position du soleil et de la durée du rayonnement, devenir
inconfortable et entraîner une augmentation excessive de la température de la pièce. Cet élément doit
être pris en compte lors de la phase de planification, en particulier pour les vitrages inclinés. Le choix du
type de pare-soleil dépend de différents facteurs, par exemple l’usage du bâtiment, sa position, le type de
vitrage incliné, etc.
Dans certaines conditions, l’utilisation des verres isolants de protection solaire SILVERSTAR COMBI ou
SILVERSTAR SUNSTOP peut permettre de renoncer à des mesures de protection solaire supplémentaires.
Détermination de l’épaisseur de verre
Pour les toits vitrés, la détermination de l’épaisseur de verre dépend de différents facteurs. Pour un vitrage
exposé à l’extérieur, les données suivantes sont nécessaires pour le calcul de l’épaisseur de verre.
Emplacement de l’objet
Hauteur de la construction
Type de verre (par exemple verre simple, verre isolant)
Dimensions du verre
Support du verre (deux côtés ou quatre côtés)
Angle d’inclinaison du vitrage
Données sur les charges supplémentaires (par exemple si le verre est praticable)
246 I Vitrages isolants
13.5.3 Coefficients U des vitrages isolants inclinés
Eléments physiques de base relatifs à la construction
Pour les vitrages inclinés, comme les fenêtres de toit, le coefficient Ug du verre isolant change pour des
raisons physiques. Cette modification dépend de l’angle d’inclinaison.
L’augmentation du coefficient Ug est due à la convexion dans l’espace intercalaire qui change en fonction de
l’inclinaison du verre et qui entraîne une transmission de chaleur accrue via l’espace intercalaire. L’écart
entre les plaques de verre joue un rôle important. Dans le cas d’un verre isolant double avec un grand
espace intercalaire, le coefficient U subit une influence plus importante que dans le cas d’un verre isolant
triple avec deux petits espaces intercalaires.
L’influence sur le rayonnement thermique et sur la conduction de chaleur reste pratiquement inchangée.
Ug = 1,1 W/m2K
Ug = 0,7 W/m2K
0°
60
Ug = 1,6 W/m2K
°
Ug = 0,7 W/m2K
90°
°
60
90°
Ug = 1,4 W/m2K
Ug = 0,8 W/m2K
Froid
Chaud
30
Espace
intercalaire
0°
2
Ug = 1,7 W/m K
Coefficient Ug pour
verre isolant double
90°
°
°
30
0°
Froid
2
Ug = 0,9 W/m K
Coefficient Ug pour
verre isolant triple
Espace
intercalaire
Chaud
Convexion,
montage horizontal
Convexion,
montage vertical
Valeurs de référence
Afin de pouvoir comparer les produits, la position verticale du vitrage est utilisée pour la détermination du
coefficient Ug selon la norme SN-EN 673. Cela s’applique également pour l’homologation CE du verre isolant.
En Suisse, les prescriptions relatives à l’énergie applicables au bâtiment s’appuient sur la norme SIA 380.
Les exigences particulières se rapportent à la fenêtre normalisée. Celle-ci est montée à la verticale. Les
valeurs effectives pour la fenêtre, dépendant de l’inclinaison, doivent être déterminées par le spécialiste de
la planification énergétique.
Hôtel Hof, Weissbad
Vitrages isolants I 247
13.6 Verre isolant – exécutions spéciales
13.6.1 Verre isolant avec croisillons
En plus de l’aspect esthétique, les verres isolants avec croisillons présentent d’autres avantages indéniables.
Nettoyage plus aisé
Aucun travail de maintenance comme le rafraîchissement de la peinture des croisillons, etc.
Combinaison possible avec différentes fonctions, telles que l’isolation acoustique ou les verres isolants
de sécurité
Les dimensions de l’espace intercalaire ne peuvent en aucun cas être inférieures aux valeurs prescrites en
relation avec les entretoises correspondantes. Sinon, les croisillons risquent de toucher le verre.
Diverses possibilités de configuration
Notre programme de livraison englobe de très nombreuses teintes standards. Sur demande, nous sommes
également en mesure de fournir des teintes personnalisées.
Croisillons destinés à être montés au sein des vitrages isolants SILVERSTAR
Type 26 S
(Adapté au profil de traverse
d’imposte) Espace intercalaire
12 mm
8 mm
Type 45 S
(Profil de traverse d’imposte)
Espace intercalaire 14 mm
45 mm
18 mm
26 mm
Type 18 S
Espace intercalaire 12 mm
8 mm
10 mm
Tous les croisillons représentés sont disponibles en stock dans les couleurs standards blanc trafic GTR
N° 1084, brun beige GTR N° 2076, brun ocre GTR N° 2099.
Verre isolant avec croisillons intercalaires
(Croisillons imitation, viennois, villa)
La présence d’un intercalaire dans l’espace entre
les vitres et d’un croisillon placé au même endroit
sur les deux faces extérieures donne l’impression
d’une fenêtre comprenant plusieurs petites vitres.
20 à 30 mm
Possibilités d’exécution
Les croisillons intercalaires sont compatibles avec
des espaces intercalaires de 14 et 20 mm.
14 à 20 mm
248 I Vitrages isolants
Croisillon d’écartement
Utilisation du verre isolant avec croisillons
intercalaires
Afin d’éviter toute tension au niveau de la vitre
Croisillon rapporté
sous l’effet du croisillon rapporté, il est impératif de prévoir une bande d’écartement souple de
4 mm d’épaisseur au minimum entre le verre et le
croisillon. Le scellement du croisillon sur le verre
est à réaliser à l’aide d’une masse d’étanchéité à
élasticité permanente.
Bande d’écartement
souple
Propriétés des croisillons
Influence des croisillons sur l’isolation thermique du vitrage isolant
Les croisillons ont une influence sur le coefficient d’isolation thermique (coefficient Ug) du vitrage isolant.
De même, on ne peut pas exclure une possible condensation côté pièce, au niveau des intersections des
croisillons. Par principe, le coefficient Ug se rapporte exclusivement aux vitres sans croisillons intégrés. En
fonction du nombre de croisillons, le coefficient d’isolation thermique de l’élément en verre isolant change.
Pour des raisons physiques, il n’est pas possible d’exclure entièrement tout contact entre les croisillons
et la surface du verre (en fonction des variations de pression atmosphérique). La conséquence est une
réduction de la température à la surface du verre côté pièce au niveau du croisillon, et ainsi, dans certaines
conditions physiques, la formation de condensation sur la surface du verre côté pièce.
Influence des croisillons sur le coefficient Uw
Dans le passé, l’influence des croisillons sur les coefficients de transmission thermique a souvent été
négligée. Ainsi, les tableaux de valeurs (des fenêtres normalisés) ne prennent en compte aucun croisillon.
Il existe cependant en règle générale une différence qui n’est plus négligeable :
Type de croisillon
Modification du coefficient Uw ∆Uw
Croisillons placés sur du verre isolant
Croisillon simple dans l’espace intercalaire
Croisillons multiples dans l’espace intercalaire
0,0 W/m2K
+ 0,1 W/m2K
+ 0,2 W/m2K
Croisillon (véritable) séparant le verre
+ 0,3 W/m2K
Influence des croisillons sur l’isolation acoustique
En cas d’utilisation de croisillons dans l’espace intermédiaire du verre isolant, une réduction de l’isolation
acoustique peut se produire. Toutes les valeurs d’isolation acoustique que nous confirmons s’appuient sur
des éléments d’essai sans croisillons.
Vitrages isolants I 249
13.6.2 Verre isolant – combinaisons spéciales avec du verre décoratif
Afin de garantir un bon assemblage périphérique, la structure du verre décoratif est en général appliquée
vers l’extérieur. En cas de traitement de structures grossières contre l’espace intercalaire du verre isolant,
l’étanchéité de l’assemblage périphérique peut ne plus être garanti.
En raison de leurs particularités, les verres décoratifs sont pour un grand nombre d’entre eux fragiles. En
cas de rayonnement solaire, le verre décoratif coloré et le verre armé peuvent chauffer de manière irrégulière. En particulier en cas d’ombre portée, il existe un risque de rupture fortement accru au niveau de
l’assemblage avec du verre isolant suite à une surcharge thermique.
En cas d’utilisation de verre armé, la contre-plaque doit être plus fine. Elle ne doit en aucun cas être plus
épaisse que celle en verre armé. La transformation du verre décoratif en unités de verre isolant dépend du
type de structure, du sens de structure et des conditions techniques de fabrication.
Lors du choix d’un verre isolant avec du verre décoratif / du verre spécial, il convient de prendre en
compte les éléments suivants.
Les verres décoratifs sont transformés dans une qualité courante.
Le verre décoratif n’est pas transformé en combinaison avec du verre flotté coloré.
Le verre décoratif teinté peut chauffer de manière irrégulière sous l’effet du rayonnement solaire. Il
existe donc un risque de rupture par tension en cas de combinaison avec du verre isolant.
Nous rappelons expressément que les combinaisons du verre isolant avec du verre décoratif ou du
verre-miroir armé présentent de forts risques de ruptures en raison des propriétés spécifiques de ces
verres. Ainsi, une éventuelle rupture du verre ne peut en aucun cas faire l’objet d’une réclamation.
La tolérance relative à l’épaisseur des éléments est de ± 2 mm.
La combinaison de deux verres coulés est possible (tolérance relative à l’épaisseur des éléments +3/-2 mm).
13.7 Verres isolants pour façades sans parcloses extérieures
Les façades tout verre avec un dessin du joint fin font partie de l’architecture actuelle et contribuent à la
beauté frappante des bâtiments contemporains. L’aspect extérieur en filigrane avec joints étroits est comparable aux façades tout verre collées. Voir chapitre 15.3.
13.7.1 Verres isolants pour une application sans parcloses
Les éléments en verre isolant sont maintenus horizontalement dans un profil en métal. Les joints verticaux
sont fermés et rendus étanches avec du silicone spécial et un profil de remplissage supplémentaire.
Ces verres ne sont montés que sur deux côtés. Il doivent donc être dimensionnés de manière adéquate (d’un
point de vue statique) et être équipés d’un assemblage périphérique spécial afin qu’ils puissent supporter
les contraintes existantes (en particulier les charges dues au vent) et les transmettre à la sous-structure.
250 I Vitrages isolants
Entre autres choses, il convient de prendre en compte les points suivants Compatibilité des matériaux à 100%
Résistance aux UV
Résistance au vieillissement
Extérieur
Intérieur
Extérieur
Intérieur
2
2
3
3
1
1
4
4
5
5
6
6
1 Joint silicone
2 Profil de remplissage en polyéthylène
3 Système d’assemblage périphérique SSG 1.0
4 Intercalaire
5 Bande de recouvrement en céramique noire
6 Remplissage au gaz
Configuration en verre d’angle
Un collage statique efficace est possible dans l’angle. Les forces portant sur l’angle en verre doivent pouvoir
être absorbées par le joint en silicone ainsi que par l’étanchéité secondaire des éléments en verre. Il faut
donc mesurer la section des joints de manière attentive en prenant en compte la pression, la traction et le
cisaillement.
Revêtement isolant
Profil de l’intercalaire
Etanchéité secondaire
Joint structurel
Système de
remplissage
Bandes céramiques
Détail standard : angles en verre isolant double
avec du verre avec dépassement d’un côté.
Détail standard : angle en verre isolant triple
avec du verre avec dépassement d’un côté.
Vitrages isolants I 251
13.7.2 Verres isolants avec profil inséré
Les verres isolants sont pourvus d’un profil spécial qui est intégré dans l’assemblage périphérique. Grâce
à une technique de fixation spéciale sur la façade poteaux/traverses classiques, les verres isolants sont
maintenus mécaniquement dans l’assemblage périphérique de manière invisible. Le montage du joint, sur
deux ou quatre côtés, offre, grâce à une technique innovante, une façon simple d’utiliser des façades tout
verre comme alternative aux façades SWISS SG classique.
Avantages
Image de façade similaire à SWISS SG :
l’ensemble de la façade se présente comme une surface lisse et homogène, sans discontinuités. Les
verres fortement réfléchissants renforcent cette impression.
Solutions élégantes riches en détails.
En règle générale, solution moins onéreuse que les façades collées SWISS SG.
Frais de maintenance réduits (nettoyage).
Les différents éléments en verre peuvent être prétraités et ainsi montés plus rapidement sur place.
Montage et fixation simple du verre, sans outils spéciaux.
Domaines d’utilisation types
Façades tout verre de grandes surfaces avec dessin du joint en filigrane
Aspects optiques marquants et de grande qualité, avec de grands formats de plaque
Particularités
Les différents éléments en verre ne sont séparés les uns des autres que par de fins joints en silicone.
Les poids élevés des éléments sont supportés et sécurisés mécaniquement.
Système flexible en termes de tailles d’élément.
Attention à l’aspect ! Les revêtements doivent être retirés dans la zone périphérique.
Le collage de l’assemblage périphérique est de préférence recouvert par une bande céramique.
Détail du vitrage
Verre isolant triple
Positionnement du
profil inséré
Verre isolant double
max. 16
23
„
„
16-18
10-14
12
18
252 I Vitrages isolants
Profil en alu anodisé
inséré en usine (SSG)
longueur 120 mm
Positionnement
selon les indications
du constructeur de la
façade
Verre isolant avec profil inséré / Kubus Titan / Musée d’histoire, Berne
13.8 Systèmes de façades et de fenêtres
Les données suivantes sont conçues pour donner un aperçu des différents systèmes de fenêtres et de
vitrages. Pour plus d’informations, voir les chapitres 15 et 17.
Pour plus d’informations techniques, contactez le fabricant de la fenêtre ou le concepteur du système.
13.8.1 Systèmes de fenêtres
Les systèmes de vitrages décrits ci-dessous sont pourvus d’une battue avec détente vers l’extérieur. Le
système doit assurer durablement une égalisation de la pression de vapeur (détente) sans entrave et une
évacuation immédiate des éventuels condensats ou d’eau d’infiltrations vers l’extérieur afin d’éviter tout
endommagement des fenêtres et du verre isolant via l’assemblage périphérique.
Fenêtre en bois
Fenêtre en synthétique
Vitrages isolants I 253
Fenêtre en aluminium
Fenêtre bois/métal
13.8.2 Systèmes de façades
13.8.2.1 Construction poteaux/traverses
Une construction poteaux/traverses est une méthode de construction des façades qui permet de créer des
façades en verre en filigrane. Le transfert de charge se fait via les poteaux verticaux auxquels les traverses
horizontales sont reliées. Les éléments en verre isolant ou les autres éléments de remplissage sont maintenus par des barres de compression horizontales et verticales qui sont vissées sur les poteaux/traverses.
Evacuation de l’eau
Afin que les éléments des fenêtres soient protégés de l’humidité stagnante, il faut un système d’évacuation
interne permettant d’évacuer les condensats et l’eau d’infiltrations.
254 I Vitrages isolants
Salle de production du VSG, Bützberg / photographie : Hans Ege / architecte : Gerold Dietrich
Schéma d’une construction poteaux/traverses
13.9 Verres isolants pour systèmes de fenêtres collées
Systèmes de fenêtres collées
Dans le cadre d’une recherche d’une exécution rationnelle et d’une utilisation optimale des matériaux, le
collage direct du cadre à vantaux et du verre isolant s’est imposé comme le nouveau processus de finition
dans le domaine des fenêtres.
Contrairement au montage conventionnel à l’aide de cales, qui ne permettent que la transmission des
forces de compression, le collage permet, lorsque nécessaire, l’absorption des forces de traction. Cela
améliore la stabilité du cadre des vantaux. En fonction du système choisi, le collage peut également offrir
d’autres avantages.
Plus de lumière du jour grâce à des profils de vantaux plus fins.
Amélioration du coefficient U de la fenêtre.
Apparence tout verre élégante sur les systèmes utilisant du verre avec dépassement.
Protection optimale contre les intempéries sur les systèmes utilisant du verre avec dépassement.
Cadres en plastique sans raidisseurs métalliques.
Grandes dimensions pour les fenêtres en bois.
Optimisation de l’isolation acoustique et de la protection antieffraction.
Finition rationnelle.
Utilisation efficace des matériaux et du temps d’intervention.
Vitrages isolants I 255
Verres isolants pour systèmes de fenêtres collées
Sur les systèmes collés, les verres isolants subissent des contraintes différentes que sur les systèmes
de fenêtres standards. C’est pourquoi, en règle générale, les verres isolants conventionnels ne sont pas
adaptés (ou uniquement de manière limitée) à une utilisation avec cette nouvelle technique de vitrage.
Afin de profiter d’une longue durée de vie du verre isolant et d’une fonctionnalité durable de la fenêtre, les
verres isolants, en particulier l’assemblage périphérique, doivent être choisis de manière à s’adapter aux
contraintes spécifiques qui peuvent varier d’un système à l’autre. De plus, il faut absolument s’assurer que
tous les matériaux de collage et d’étanchéité, ainsi que tous les autres matériaux auxiliaires utilisés, sont
compatibles les uns avec les autres. Pour cela, il convient de prendre contact avec nos techniciens dès le
début du projet. Ils seront ravis de vous aider.
Trois systèmes principaux
Grâce au collage du verre et du cadre, le vitrage peut accepter des charges supplémentaires. Selon le système, elles sont très différentes.
Selon l’assemblage et le type de collage, on distingue principalement trois solutions différentes.
Transmission de la charge via le collage dans le fond de la battue.
Transmission de la charge via le collage latéral dans la battue.
Transmission de la charge via le collage sur un verre isolant avec dépassement.
Nous recommandons un transfert de la charge à l’aide de cales. Des systèmes sans transfert de charge à
l’aide de cales sont possibles, mais ils nécessitent un dimensionnement spécial du joint du verre isolant.
256 I Vitrages isolants
Solution standard
Transmission de la charge à l’aide de cales
dans le fond de la battue.
Système 1
Transmission de la charge via le collage tout
autour du fond de la battue.
Système 2
Transmission de la charge via le collage latéral
tout autour de la battue. Le collage peut être
appliqué sur le verre extérieur comme sur le
verre intérieur.
Système 3
Transmission de la charge via le collage tout
autour d’un verre isolant avec dépassement.
Le dépassement donne un aspect élégant tout
verre, et assure également une fonction de
protection contre les intempéries.
Compatibilité des matériaux
Il faut apporter une grande attention à la compatibilité des différents matériaux utilisés entre eux (en particulier les colles, matériaux d’étanchéité et de remplissage). Le problème de « migration » d’un matériau
à travers un second jusqu’à un troisième est particulièrement complexe : par exemple, la migration d’une
colle vers l’étanchéité primaire à travers l’étanchéité secondaire du verre isolant.
Vitrages isolants I 257