Façades double-peau : choisir la bonne combinaison de verre pour optimiser leurs avantages

Une façade double-peau est une façade traditionnelle complétée par une enveloppe extérieure, généralement en verre. Les deux façades, souvent appelées « peaux », sont séparées par un espace vide – appelé espace tampon - dont la largeur peut varier de quelques centimètres à plusieurs mètres. Si des systèmes d'ombrage mécaniques sont installés dans l’espace tampon, la peau extérieure les protège du vent et de la poussière.

Une façade double-peau peut être ventilée mécaniquement ou naturellement, en fonction du type de système de ventilation utilisé dans l’espace tampon. Celles-ci sont appelées façades ventilées actives ou passives (interactives).

Les systèmes actifs ont un revêtement extérieur en verre isolant hermétique devant la cavité intermédiaire ventilée. Les échanges d'air sont artificiellement induits et ont lieu à l'intérieur du bâtiment via des échangeurs de chaleur. En hiver, cette configuration présente l’avantage d’économiser l’énergie nécessaire au chauffage grâce à la récupération de chaleur. Les systèmes actifs ont tendance à utiliser des types de verre plus traditionnels pour l’enveloppe en verre isolante extérieure.

Les façades ventilées passives sont les plus répandues en Europe, en particulier dans les bâtiments commerciaux. Ici, l'échange d'air a lieu entre la cavité intermédiaire et l'environnement. Une convection naturelle est créée via des ouvertures définies, qui sont normalement situées au-dessus et au-dessous du verre extérieur. Le plus souvent, les façades ventilées passives sont composées de murs rideaux placés devant une construction conventionnelle.

Les avantages d'une façade double-peau

En raison des normes de plus en plus strictes en matière de protection de l’environnement qui vise à réduire les apports de chaleur avec une faible transmission de l'énergie solaire, les façades double-peau combinant vitrage écoénergétique et dispositifs de protection mécanique sont de plus en plus populaires. Bien qu’elle ait été utilisée dans les bâtiments au cours des 20 dernières années, la technologie du verre a considérablement évolué au cours de cette période, ce qui a contribué à accroître son utilisation. Aujourd'hui, des verres à couche innovants sont disponibles pour les façades double-peau offrant de nombreux avantages, mais uniquement si la combinaison de verre appropriée est choisie pour les enveloppes intérieures et extérieures.

Le nombre de combinaisons de vitrages possibles aujourd'hui est impressionnant. Ceci fournit aux architectes une palette complète d'options de performance et d'esthétique du verre à prendre en compte ; ils peuvent choisir le vitrage le plus approprié en termes de performances du verre, d'épaisseurs, de dimensions, de résistance thermique et mécanique (durabilité), de protection solaire, de couleur, etc. 

Choisi correctement, le verre peut ainsi offrir des avantages de gestion énergétique améliorée, d’isolation phonique et thermique, de confort des occupants avec la possibilité de profiter de l’air frais grâce aux ouvertures vitrées. De plus, des systèmes d’ombrage peuvent être placés dans l’espace tampon, offrant une sélectivité dynamique (rapport entre l’éclairage naturel et la protection solaire maximale).

Les verres à couche réfléchissant les radiations solaires de l'enveloppe extérieure peuvent réduire considérablement la transmission d'énergie lorsque les stores sont complètement rétractés par rapport à une solution conventionnelle sans couche. Les utilisateurs peuvent utiliser l'ombrage mécanique de manière plus intelligente (ouverte ou dans des états intermédiaires) et profiter plus longtemps de vues dégagées sans craindre une surchauffe. Il s’agit de trouver le bon équilibre pour le bâtiment ; les solutions de vitrage peuvent vous aider à atteindre cet équilibre quasi parfait.

Verre de contrôle solaire 

Le verre de contrôle solaire, par exemple, peut optimiser activement le facteur de lumière du jour (FLJ), ainsi que la régulation thermique du bâtiment. Le verre peut aider à améliorer l'efficacité énergétique du bâtiment en réduisant les besoins en air conditionné, chauffage et éclairage artificiel, ce qui favorise un environnement de travail ou de vie plus confortable pour les occupants du bâtiment. Par conséquent, ces solutions de vitrage peuvent également contribuer à l'obtention de certifications environnementales telles que LEED, BREEAM, HQE, DGNB, etc.

Dans les façades ventilées passives, l’objectif est normalement de refléter une partie de l’énergie solaire à ondes courtes directement sur le verre extérieur, de manière à réduire l’accumulation de chaleur dans l’espace intérieur et, par conséquent, la charge thermique. L'utilisation de couches sur le verre est considérablement renforcée lorsqu'elle est associée à une protection solaire supplémentaire et à une protection anti-reflets dans l'espace intérieur. On obtient également d'excellentes valeurs g lorsque les stores fonctionnent dans un état complètement rétracté ou intermédiaire. La sélectivité dynamique qui peut être obtenue de cette manière rend le système ventilé particulièrement attrayant.

L'utilisation de couches pour le vitrage extérieur offre un autre avantage: la possibilité de jouer avec différents degrés de réflexion de la lumière. Cela permet à l'architecte de concevoir des constructions très transparentes et «légères» ou d'utiliser des réflexions plus élevées pour créer une apparence uniforme et masquer un patchwork de dispositifs d'ombrage ajustés individuellement.

Le défi des couches durables

Alors que le vitrage intérieur d’un système passif est un vitrage iscolant classique double ou triple, un verre de sécurité feuilleté (souvent constitué de verre durci) est généralement utilisé pour le vitrage extérieur. Sa capacité de charge résiduelle assure une sécurité maximale en cas de casse. Le défi lors de l’utilisation de verre haute performance consiste dans le fait que la couche doit être à la fois durable et adaptée à l’utilisation monolithique ou feuilletée contre le PVB. La plupart des couches sur le marché sont très sensibles à l'humidité et aux éléments climatiques externes, et doivent par conséquent souvent être scellés hermétiquement, ce qui limite évidemment la flexibilité.

La combinaison de couches de contrôle solaire hautement durables pour refléter une partie du rayonnement solaire et d'intercalaires PVB spéciaux absorbant l'énergie améliore encore l'efficacité énergétique. En particulier, la sélectivité spectrale (rapport lumière du jour / énergie solaire) peut être considérablement améliorée.

Problèmes potentiels

Bien que les architectes connaissent les avantages des façades à double-peau, certains inconvénients potentiels doivent être examinés attentivement. Encore une fois, il est important de choisir la bonne combinaison de verre qui minimise ces possibles problèmes, tout en optimisant les avantages.

Une façade à double-peau avec la mauvaise combinaison de verres peut également diminuer la quantité de lumière naturelle entrant dans un bâtiment, tout en augmentant la température dans l’espace tampon (ce qui peut réduire la durée de fonctionnement des moteurs électriques, des systèmes d'échangeurs de chaleur, etc.) et créer de la condensation sur la peau externe.

Condensation

Dans les façades ventilées passives - en fonction de l’exposition du bâtiment et des conditions climatiques - de la condensation peut se créer sur la face interne de la vitre extérieure. Une condensation potentielle, pouvant perturber considérablement la vue depuis l’intérieur du bâtiment, est particulièrement préoccupante. Encore une fois, cela ne doit pas être un problème, car des solutions en verre sont maintenant disponibles pour empêcher ce phénomène naturel de se produire.

Les couches anti-condensation pour le verre sont particulièrement durables, appliquées sur la vitre extérieure, ce qui réduit considérablement le risque de condensation. Des tests dans des conditions de construction réelles ont montré que ces solutions de couche anti-condensation fournissent des températures de surface légèrement supérieures à celles d'une surface extérieure sans couche. Cette différence de température réduit considérablement l'apparition de condensation. Alors que le vitrage sans couche dans les tests de comparaison montre une condensation sur plusieurs heures, le verre à couche reste clair et exempt de gouttelettes d’eau dans les mêmes conditions. Attention : il est essentiel d’envisager l’utilisation de verre anti-condensation au stade de la planification du projet, car l’application de tels couches après l’installation n’est pas possible.

Parmi les autres problèmes potentiels liés aux façades à double-peau, citons l’augmentation des dépenses d’investissement et d’exploitation. Une enveloppe supplémentaire autour d'un bâtiment impose des exigences plus élevées (charge / poids) sur la surface au sol. Ceci doit être pris en compte lors de la planification du projet. La transmission du bruit peut également être accrue entre les pièces voisines du bâtiment si les fenêtres sont laissées ouvertes.

Un accompagnement 

Nous disposons d'une équipe d'experts qui peuvent vous aider à choisir la bonne combinaison de verre pour votre façade double-peau. La gamme de verres de contrôle solaire Guardian SunGuard® offre une variété de produits aux esthétiques et propriétés techniques attrayantes pour optimiser les performances des façades double-peau et minimiser les problèmes qui leur sont parfois associés.