Fenêtres en bois - leur influence sur l'efficacité énergétique de la maison

J'ai écrit l'autre jour sur maisons à haute efficacité énergétique et murs en panneaux CLT qui permettent de conserver la chaleur à l'intérieur, utilisés dans la construction maisons passives. Mais l'efficacité énergétique ne se limite pas à l'isolation des murs. Les pertes de chaleur peuvent également se produire à d'autres endroits. Les zones les plus sensibles sont de loin les zones vitrées. Les fenêtres en verre mobiles ou fixes et les portes en verre sont autant de points sensibles. Le problème peut être résolu en utilisant des fenêtres qui empêchent la chaleur de sortir en hiver et la maintiennent en été. Ces fenêtres sont connues sous le nom de fenêtres à double vitrage et peuvent avoir des cadres faits de différents matériaux. Comme il peut également s'agir de fenêtres en bois, il est évident qu'il s'agit de thermopane en bois, comme nous avons l'habitude de les appeler.

Le terme "thermopane" est en fait la version roumaine d'une marque déposée. "Thermopane" est le nom sous lequel la première fenêtre avec un vitrage composé de deux couches de verre montées dans un seul cadre a été enregistrée en 1941 par la LOF Glass Company, Ohio, USA. Le système avait été inventé en 1930, toujours aux États-Unis, par C.D. Haven, mais la nécessité d'avoir un verre d'épaisseur uniforme et complètement droit rendait sa fabrication impossible à l'époque, ce qui entraînait des coûts de production très élevés.

Au fil du temps, ce système s'est avéré très efficace sur le plan énergétique. Aujourd'hui, il est difficile de croire qu'une nouvelle maison puisse être construite sans double vitrage, et les propriétaires de maisons anciennes choisissent de plus en plus de remplacer les vieilles fenêtres en bois par des fenêtres à double vitrage.

Comment déterminer l'efficacité des fenêtres en bois à double vitrage ?

Le coefficient de transfert de chaleur est très important dans le cas des fenêtres à double vitrage. Comme pour l'isolation thermique, il est mesuré en W/m²K. Plus le coefficient est faible, plus la fenêtre est efficace sur le plan thermique. Par exemple, dans les maisons passives, il doit être inférieur à 0,85.

La fenêtre thermopane est composée du cadre et du sandwich de verre. Le calcul du coefficient de transfert de chaleur est effectué pour les deux composants, car la chaleur peut passer à travers les deux. En outre, la chaleur peut également s'échapper de la maison par la zone où la fenêtre est montée dans le mur, de sorte que le coefficient de transfert de chaleur pour la fenêtre montée est également important. Pour les maisons passives, les trois coefficients doivent être inférieurs à 0,85.

Comment construire des cadres de fenêtres en bois

Les cadres de fenêtres sont en bois, et différentes essences de bois peuvent être utilisées : sapin, épicéa, pin, chêne. Contrairement à la menuiserie classique, où le cadre est constitué d'une seule pièce de bois, les fenêtres à double vitrage sont constituées de plusieurs couches de bois collées les unes aux autres. Les couches sont posées dans le sens du fil du bois et non pas perpendiculairement les unes aux autres.

Les cadres les plus efficaces sont ceux dans lesquels les fibres des couches sont disposées dans un miroir. La chaleur traverse le cadre sous la forme d'une onde. Lorsqu'elle rencontre la couche de bois orientée dans le mauvais sens, l'amplitude de l'onde diminue, ce qui réduit la quantité de chaleur transférée. Plus le cadre est épais, plus il est efficace sur le plan énergétique. Il va de soi que l'épaisseur du cadre ne doit pas être exagérée pour obtenir la meilleure efficacité possible. Tout est calculé pour obtenir le meilleur résultat, donc l'épaisseur est également choisie pour être efficace, mais aussi solide, légère, facile à utiliser et esthétique.

Souvent, l'efficacité du cadre est améliorée par la réalisation de profils ou de trous à l'intérieur de l'une des couches de bois. L'air contenu dans ces profils agit comme un isolant. Des combinaisons de bois et de matériaux composites sont également utilisées pour augmenter les performances.

Un type de cadre très efficace, généralement utilisé dans les maisons passives, est revêtu d'aluminium à l'extérieur. Il y a un espace libre entre le bois et le métal et l'air contenu dans cet espace est un très bon isolant. L'avantage est que le métal est très résistant aux intempéries et qu'il n'y a pas de risque de pourriture, comme cela peut arriver avec le bois si la solution de construction n'est pas bien choisie.

Exigences en matière de vitrage à haut rendement énergétique

Le vitrage d'une fenêtre est en fait un panneau composé de 2 ou 3 couches de verre. Entre ces couches se trouve de l'air sec ou des gaz inertes qui réduisent le transfert de chaleur, et la vitre est scellée. Les gaz utilisés sont l'argon ou le krypton. Le krypton est plus efficace que l'argon, mais aussi plus cher. Il est utilisé lorsque le modèle exige une distance plus faible entre les couches de verre. Parfois, un mélange des deux gaz est utilisé pour augmenter l'efficacité sans augmenter considérablement le prix.

Le verre utilisé doit être de très bonne qualité, solide et d'épaisseur uniforme. Il peut contenir des absorbeurs d'UV, être légèrement coloré et être recouvert de films protecteurs très fins destinés à réfléchir les rayons du soleil ou à augmenter la résistance mécanique.

Des bandes sont placées entre les couches de verre pour maintenir la distance entre elles constante, même en cas de variations de la pression atmosphérique. Les bandes empêchent l'accumulation d'humidité - elles sont anti-condensation - ou la fuite de gaz inerte de l'intérieur.

Les maisons passives utilisent des fenêtres à trois carreaux. Le panneau de verre à trois couches a une épaisseur de 40 à 50 mm et est très efficace sur le plan énergétique. Les feuilles de verre qui le recouvrent peuvent accumuler la chaleur et la restituer lorsque la température baisse à l'intérieur.

Comment l'installer pour une efficacité thermique maximale ?

La pose des fenêtres est très importante et influe sur l'efficacité thermique et acoustique des fenêtres. La pose se fait directement dans l'espace laissé par le constructeur dans le mur de la maison ou dans un cadre en bois qui est ensuite fixé dans l'espace de la fenêtre. Les fenêtres sont fixées à l'aide d'une mousse de polyuréthane qui remplit complètement l'espace entre le mur et le cadre de la fenêtre.

Les murs dans lesquels les fenêtres sont posées sont beaucoup plus épais que le cadre de la fenêtre, et il s'agit de murs porteurs. Il existe trois façons de poser des fenêtres dans l'espace laissé par le constructeur à cet effet :

• à l'extérieur, la fenêtre étant encastrée dans la façade,
• soit à l'intérieur, la fenêtre affleurant la face intérieure du mur
• à mi-chemin entre les positions ci-dessus. Des études ont montré que c'est la façon la plus efficace de monter ou de se rapprocher le plus possible de cette position.

Lorsqu'elles sont posées, de petits canaux se forment à l'intérieur de la mousse de polyuréthane, par lesquels la chaleur peut s'échapper. Dans les maisons passives, les fenêtres sont fixées au mur à l'aide de feuilles étroites collées à l'intérieur et à l'extérieur. Ces feuilles sont collées sur le contour de la fenêtre (qui sera recouvert de plâtre) et poursuivent l'isolation du mur, empêchant la formation de ponts énergétiques. Elles empêchent la chaleur de s'échapper par les canaux de la mousse. Les feuilles se présentent sous la forme de rouleaux de scotch qui sont collés à la fois sur le cadre et sur le mur.

Quincaillerie, ferrures, finition des fenêtres en bois

La qualité et l'efficacité de la fenêtre sont également assurées par la quincaillerie, les ferrures utilisées et la finition choisie. La quincaillerie doit assurer une étanchéité parfaite et les charnières doivent pouvoir supporter le poids de la fenêtre. Une charnière faible cède progressivement, la fenêtre n'est plus parfaitement ajustée et des pertes de chaleur peuvent se produire.

Les joints doivent être de bonne qualité et résister aux basses températures de l'hiver comme aux hautes températures de l'été. Un matériau de mauvaise qualité deviendra plus rigide, voire cassant, en hiver et le joint ne sera plus étanche. En été, un matériau de mauvaise qualité peut devenir trop mou, voire collant, et perdre ses qualités.

Finition des fenêtres est fabriqué avec des matériaux résistants à l'extérieur. Les peintures sont les plus résistantes dans le temps, tandis que les vernis brillants sont les moins résistants. Un vernis parfaitement transparent ne protège pas la fenêtre contre les rayons UV. C'est pourquoi les vernis extérieurs sont légèrement teintés avec des pigments. Si le bois est teinté, les teintures utilisées doivent être résistantes à l'extérieur.

L'efficacité énergétique de la maison peut être améliorée en remplaçant simplement les fenêtres

Dans le cas de la construction d'une maison passive, la performance des fenêtres et des murs est calculée en fonction des conditions climatiques de la région. Bien qu'elles soient construites selon des règles strictes et des normes claires, chaque maison passive construite est unique en son genre. L'ensemble de la maison est conçu dans les moindres détails et le choix des fenêtres se fait dès la phase de conception.

Pour les maisons déjà construites, le remplacement des fenêtres ordinaires par des fenêtres à double vitrage peut augmenter l'efficacité énergétique de la maison, réduisant ainsi les coûts énergétiques. Vous trouverez de nombreux calculs sur les économies d'énergie, certains d'entre eux ont même été réalisés pour 20 ans depuis que les fenêtres ont été changées.

Dans ce cas, la pose de la fenêtre est aussi importante que la fenêtre elle-même. Si vous décidez d'entreprendre une telle démarche, examinez soigneusement les possibilités qui s'offrent à vous et faites appel à une entreprise de pose spécialisée. N'essayez pas de faire des économies sur la qualité, ne faites pas d'économies à ce stade. Les économies apparaîtront par la suite, mais seulement si le choix de la fenêtre et son remplacement sont effectués correctement.