Coefficient U : Au-delà de la conformité aux normes Partie 4 de 4
En conclusion de ce blogue en quatre parties sur la façon de comprendre et de comparer les coefficients U des produits de fenestration, cette dernière section explique dans quelle mesure la modification de certains composants non-standard peut influencer le rendement et comment s’assurer que les conclusions qui en découlent sont adéquates et conformes.
Validation des variables
En utilisant toujours le même système de mur-rideau, les figures 5 et 6 démontrent comment la modification de deux variables – le type de vitrage et la profondeur du meneau – peut se répercuter sur le coefficient U et mener à des résultats de rendement différents.
Figure 5 :
Cette simulation montre le même modèle de mur-rideau haute performance de 2 000 x 2 000 mm (79 x 79 po) avec rupture de pont thermique intégrée et composants identiques, divisé en deux sections verticales conformément aux prescriptions de la norme NFRC 100 pour les murs-rideaux. La seule différence est dans l’unité de vitrage. L’exemple du haut utilise une unité scellée à haut rendement, tandis que celui du bas utilise une unité scellée à plus faible rendement. Cette comparaison démontre l’importance de s’assurer de la capacité d’un mur-rideau à fournir le rendement requis considérant l’influence énorme de l’unité de vitrage spécifiée.
Figure 6 :
Cette simulation montre le même modèle de mur-rideau haute performance de 2 000 x 2 000 mm (79 x 79 po) avec rupture de pont thermique intégrée et composants identiques, divisé en deux sections verticales conformément aux prescriptions de la norme NFRC 100 pour les murs-rideaux. La seule différence est la profondeur du meneau. Sur le meneau plus profondeur de 203 mm (8 po), les températures observées sont supérieures, ce qui constitue un facteur intéressant pour améliorer la résistance à la condensation (indice I). Toutefois, le coefficient U global est plus élevé avec le meneau plus profond parce que sa température en surface plus élevée et sa plus grande surface intérieure engendrent une plus grande perte de chaleur.
Le choix des unités scellées et la profondeur des meneaux échappent à la portée de la méthode prescriptive de la norme NFRC 100. Tel qu’illustré ci-dessus, ces facteurs influent sur la transmission thermique du système de mur-rideau. Il est donc très important de veiller à ce que les spécifications du cadre fassent du sens avec celles du vitrage, et à ce que ces deux composants combinés puissent engendrer le coefficient U requis pour le projet.
Il existe différents types d’unités de vitrage haute performance qui peuvent améliorer le rendement global d’un produit de fenestration, particulièrement pour les systèmes en aluminium. Le coefficient U global s’un système est indissociable du choix de vitrage. L’utilisation d’unités scellées haute performance peut même, jusqu’à un certain point, compenser pour un rendement thermique inférieur d’un système de mur-rideau par exemple. Bien qu’il soit possible de distinguer le rendement global du système (Ut) du rendement du cadre en aluminium (Uf), il est à considérer que le rendement allégué d’un cadre (Uf) peut être bonifié par la performance de l’unité de vitrage.
Normalement, l’unité scellée est choisie et spécifiée indépendamment du cadre du système de fenestration. Il est néanmoins nécessaire d’examiner ces deux éléments ensemble afin de s’assurer de la cohérence entre les coefficients U spécifiés pour l’ensemble du système ainsi que pour le vitrage. Par exemple, spécifier un coefficient U de 1,65 W/m²•K (0,29 Btu/hr•pi²•°F) à la fois pour l’unité de vitrage et le système de fenestration est une exigence de rendement impossible à satisfaire.
Quant à la profondeur des meneaux, cela dépend aussi des besoins particuliers du projet. Le rendement structural et la sécurité doivent toujours prépondérer. En règle générale, un meneau intérieur plus profond favorise la résistance à la condensation, mais nuit à la transmission thermique. C’est un point important à considérer dans la conception d’un projet et de ses systèmes de mur-rideau et de fenestration, ainsi que dans l’analyse des données attestant la conformité aux spécifications de rendement, aux codes de bâtiment, aux exigences structurales et aux objectifs énergétiques.
La méthode LEAFF du NFRC pour calculer le coefficient U offre de nouvelles possibilités pour démontrer le rendement thermique des murs-rideaux et autres systèmes de fenestration. Cette méthode fait appel à des simulations informatiques pour valider le rendement de l’unité scellée et ensuite définir les intervalles de rendement d’un produit de fenestration. Parce que l’unité de vitrage est un composant essentiel et déterminant du système de fenestration, cette méthode est susceptible de générer des données plus pratiques et plus applicables sur les capacités d’un produit. [8]
- NFRC, « Linear Energy Analysis for Fenestration », Sept. 2020, https://cdn.ymaws.com/nfrccommunity.org/resource/collection/B6FBC512-4244-4851-B1BE-D67F3D0B7CD0/2020-09_LEAFF_Trendline_Simulation_Manual_-_Final.pdf
Comparaison des murs-rideaux
La figure 7 présente deux simulations de coefficient U. Toutes deux sont conformes à la norme NFRC 100 et, par conséquent, à la norme CAN/CSA-A440.2/A440. L’une montre un mur-rideau de faible performance à cadre d’aluminium avec rupture de pont thermique de base, mais optimisé par une unité de vitrage à haut rendement et un meneau peu profond. L’autre mur-rideau possède pour sa part un cadre à rupture de pont thermique intégrée de haut rendement, mais utilise un meneau plus profond et une unité de vitrage à faible rendement, sans enduit à faible émissivité, ni gaz inerte et avec un intercalaire métallique.
Ainsi, le mur-rideau de faible performance a été analysé selon des conditions optimales afin de valider le meilleur coefficient U atteignable, tandis que le mur-rideau de haute performance a été placé dans les pires conditions afin de définir un coefficient U déprécié. Les différences qui se manifestent par ces choix délibérés démontrent à quel point il est nécessaire de vérifier le contexte dans lequel un coefficient U est défini. Ainsi, il est important de valider au-delà des valeurs prescriptives avancées par le fabricant du système et au-delà de la simple revendication qu’une donnée est obtenue en conformité avec NFRC/CSA.
Figure 7 :
Cette simulation montre deux modèles de mur-rideau différents de 2 000 x 2 000 mm (79 x 79 po) divisés en deux sections verticales conformément aux prescriptions de la norme NFRC 100 pour les murs-rideaux. L’exemple du haut est un mur-rideau régulier de faible performance avec rupture de pont thermique minimale, unité scellée à haut rendement et meneau peu profond. L’exemple du bas est un mur-rideau de haute performance avec rupture de pont thermique intégrée, unité scellée à faible rendement et meneau plus profond. Cet exemple illustre comment, même si les deux configurations sont conformes aux prescriptions de la norme NFRC 100, les coefficients U peuvent être calculés de manière à indiquer le meilleur ou le pire rendement qu’un produit peut offrir. Sachez que la comparaison des coefficients U de différents produits fondée uniquement sur la conformité à la norme peut mener à des conclusions erronées.
En résumé, il appartient au professionnel en devis de voir au-delà de la conformité à une norme afin de vérifier la pertinence des données sur le rendement thermique qui lui sont présentées et de valider le contexte dans lequel ces coefficients U ont été établis ou doivent être spécifiés. La première étape consiste à déterminer si les données requises doivent être basées sur des exigences propres au projet ou sur une méthode prescriptive. Dans le cas de coefficients U issus de la méthode prescriptive, la seconde étape est de faire la vérification des paramètres qui ne sont pas standardisés dans la norme afin de s’assurer que la comparaison du rendement thermique des produits de mur-rideau ou de tout autre système de fenestration est faite équitablement.
Spécifier uniquement un coefficient U sans exigence en matière de conformité engendra de la confusion. Les spécifications des cadres en aluminium doivent clairement énoncer la méthode à suivre pour prouver la conformité. En ce qui concerne les coefficients U issus d’une méthode non prescriptive, n’oubliez pas d’inclure tous les éléments nécessaires à la détermination du rendement tels que les élévations, les dimensions et configurations, les matériaux et composants, les conditions climatiques locales et les critères applicables aux unités de vitrage. En veillant à ce que les critères de performance applicables aux cadres soient cohérents avec ceux du vitrage, vous vous assurerez que le projet satisfait aux exigences globales en matière de rendement pour les murs-rideaux et autres systèmes de fenestration.
Merci d’avoir lu notre blogue.
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Pour obtenir de l’aide personnalisée dans le choix d’un système de fenestration à haut rendement thermique pour votre projet, veuillez communiquer avec votre représentant du développement de la clientèle. Pour toute question en rapport avec ce blogue, veuillez communiquer avec l’auteur, Jennie Lamoureux, FMPC, à j.lamoureux@alumicor.com.
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