Comment les fenêtres à triple vitrage empêchent l'énergie (et l'argent) de s'envoler par la fenêtre (2024)

Il est temps de passer aux fenêtres à triple vitrage. C'est le message d'une série d'études menées par le Laboratoire national du Nord-Ouest du Pacifique du ministère de l'Énergie, en collaboration avec une coalition de partenaires publics et privés.

"Des coûts plus faibles, une plus grande disponibilité et la volonté de réduire les émissions de carbone nous poussent vers un point de bascule où les fenêtres à triple vitrage commencent à avoir beaucoup de sens économique", a déclaré Kate Cort, économiste de recherche au PNNL et responsable de programme pour le domaine en cours. études de validation des fenêtres à triple vitrage.

Ce n’est un secret pour personne : les fenêtres d’une maison peuvent gaspiller beaucoup d’énergie. Ils peuvent laisser échapper de l’air, et même les derniers modèles de fenêtres à double vitrage contribuent de manière significative à la consommation d’énergie et aux coûts d’une maison. Pour une maison neuve, les fenêtres représentent généralement environ 8 % de la surface extérieure, mais sont responsables de la moitié des pertes ou des gains de chaleur. Cette perte d’énergie passive fait des fenêtres un contributeur majeur aux coûts de chauffa*ge et de climatisation de la maison.

Parallèlement, les preuves des économies d'énergie et de coûts réalisées grâce aux fenêtres à triple vitrage s'accumulent lentement depuis des années, depuis l'introduction des premiers prototypes vers 1989. Des études antérieures ont montré que les fenêtres à triple vitrage sont plus économes en énergie que les fenêtres à double vitrage standard de l'industrie. variété de vitres, mais son adoption sur le marché a été lente en raison du coût et de la disponibilité.

Ces inconvénients sont sur le point de changer, a déclaré Cort. Une nouvelle génération de fenêtres minces à triple vitrage est moins coûteuse et peut être plus facilement installée dans les cadres à double vitrage existants. Comme leur nom l'indique, les fenêtres à triple vitrage comportent trois panneaux de verre qui créent un sandwich à deux étages, qui est rempli d'un gaz inerte, tel que le krypton, qui fournit un pouvoir isolant supplémentaire. Ces fenêtres de nouvelle génération profitent des économies d’échelle fournies par la même technologie avancée de fabrication de verre qui produit des écrans de télévision et d’ordinateur minces mais durables.

Au cours des trois dernières années, Cort et ses collègues ont systématiquement évalué les économies d'énergie et les facteurs économiques qui détermineront la rapidité avec laquelle ils seront acceptés par les constructeurs. Ce travail a été soutenu par le DOE Building Technologies Office et la Bonneville Power Administration.

Aujourd’hui, les régulateurs des services publics des États commencent à en prendre note. Récemment, l'État du Michigan a utilisé les données d'une étude de terrain du PNNL sur les fenêtres à triple vitrage pour les inclure dans la liste du manuel de ressources techniques de l'État des mesures d'économie d'énergie approuvées et éligibles aux incitations et aux remises des services publics.

Les nouvelles normes énergétiques créent une urgence

Une autre étude récente dirigée par Cort, Edward Louie, collègue du PNNL, et Robert Hart du Lawrence Berkeley National Laboratory a montré que pour la construction de nouvelles maisons, les fenêtres à triple vitrage peuvent aider les constructeurs à respecter à moindre coût les codes énergétiques 2021 plus stricts pour les nouvelles maisons. Leur étude, publiée dans le numéro de mars 2022 deRevue ASHRAEont montré que lorsqu'un constructeur de maisons améliore les fenêtres d'une nouvelle maison du double au triple vitrage, la performance énergétique des fenêtres peut s'améliorer de 40 % ou plus. Cette performance supplémentaire augmente la valeur isolante totale de l’ensemble de l’extérieur de la maison, souvent appelée enveloppe du bâtiment.

"Notre étude a montré que l'amélioration de l'efficacité énergétique des fenêtres offre aux constructeurs une plus grande flexibilité dans la conception et la possibilité de faire des compromis avec d'autres composants de l'enveloppe, comme l'isolation des murs extérieurs, tout en respectant le code", a déclaré Cort. L’effet global est d’offrir aux constructeurs plus d’options et une meilleure assurance de conformité au code du bâtiment, tout en améliorant le confort des propriétaires.

Quel est le problème avec les fenêtres à triple vitrage ?

Les constructeurs jouent un rôle clé dans l’adoption denouvelle maisontechnologies du bâtiment, a déclaré Cort. En 2020, elle et ses collègues ont interrogé 29 constructeurs de maisons qui ont participé au programme DOE Zero Energy Ready Home. Ils ont demandé aux constructeurs d'expliquer leur processus décisionnel concernant la sélection des fenêtres au cours de la saison de construction 2018 à 2019. Quarante et un pour cent de ces constructeurs ont utilisé des fenêtres à triple vitrage dans toutes leurs nouvelles maisons et 28 % dans la plupart ou certaines de leurs maisons. Pour ceux qui n’utilisaient pas de fenêtres à triple vitrage, le facteur le plus important était le coût.

"La différence de prix entre les fenêtres à double vitrage et à triple vitrage a été un problème pour les constructeurs", a noté Cort. Mais elle a ajouté que l'augmentation du coût supplémentaire des matériaux des fenêtres à triple vitrage est désormais d'environ 700 à 2 400 dollars pour une maison à ossature de bois de 2 400 pieds carrés. Cela représente à peu près le même coût que l’ajout d’un pouce supplémentaire d’isolation rigide dans la même maison.

Certains constructeurs ont également déclaré que le coût indirect de l'installation sur mesure des fenêtres à triple vitrage, qui peut être de 25 à 50 % plus lourde que les fenêtres à double vitrage de taille similaire, a également pesé dans leur choix.

"La plupart des constructeurs ne sont pas familiers avec la nouvelle technologie à triple vitrage, plus fine et plus légère", a déclaré Cort. Mais l’enquête a montré que la plupart seraient disposés à les essayer si le coût et la disponibilité le rendaient pratique pour eux.

Certains constructeurs interrogés par l'équipe de Cort ont noté que les consommateurs appréciaient le confort et le silence des fenêtres à triple vitrage. Une étude récente a confirmé que l'installation de triples vitrages minces réduisait l'infiltration sonore de 8 à 10 décibels en moyenne par rapport à une maison équipée de fenêtres à double vitrage à ossature métallique, ce qui équivaut à peu près à une réduction de moitié du niveau de bruit perçu.

"Quand quelqu'un entre dans la maison et que vous fermez la porte, c'est comme monter dans une Mercedes ou une BMW", a déclaré un constructeur de Seattle. "C'est tellement solide et silencieux. Nous construisons des maisons à côté de l'aéroport Boeing Field de Seattle. Les avions volent juste au-dessus de nous, si près que vous pouvez les voir clairement depuis les maisons, et c'est si calme à l'intérieur que vous ne pouvez pas les entendre."

Les projets de démonstration ouvrent la voie

Lorsqu'il existe de nouvelles approches en matière de construction de maisons, a déclaré Cort, les constructeurs ont besoin d'être assurés que les matériaux seront disponibles en cas de besoin, qu'ils résisteront à l'utilisation et qu'ils réaliseront les améliorations promises.

Pour répondre à ces attentes, le PNNL a uni ses forces avec le DOE, le Lawrence Berkley National Laboratory et la Northwest Energy Efficiency Alliance pour lancer le Partenariat pour les solutions avancées de fenêtres. Avec le soutien du DOE, ce partenariat public-privé travaille avec des constructeurs, des services publics et des fabricants pour stimuler la demande et augmenter la production de modèles de fenêtres à triple vitrage minces « encastrables » rentables et d'autres solutions de fenêtres hautes performances.

L'équipe du PNNL a récemment comparé les performances d'efficacité énergétique de ces fenêtres dans ses Lab Homes, une paire de maisons préfabriquées identiques utilisées pour étudier l'efficacité énergétique. Au cours de la saison de chauffa*ge hivernale 2019 et de la saison de climatisation estivale 2020, les chercheurs ont enregistré la consommation d’énergie et les températures dans toutes les maisons. Au cours des deux périodes d'évaluation de 10 semaines, les fenêtres ont permis d'économiser en moyenne 12 % sur le chauffa*ge et 28 % sur la climatisation pour les structures de 1 500 pieds carrés. De plus, la maison dotée de fenêtres à triple vitrage a réduit le bruit extérieur et a maintenu des températures beaucoup plus confortables et uniformes dans toute la maison pendant les périodes de test estivales et hivernales.

L'équipe de recherche teste actuellement les fenêtres sur le terrain dans 10 endroits à travers le pays, depuis des maisons préfabriquées à Pasco, Washington, jusqu'à un complexe d'appartements net zéro à Rotterdam, New York. Dans ces projets de démonstration sur le terrain, le coût supplémentaire par rapport aux fenêtres ENERGY STAR standard était de 6 $. par pied carré ou moins, a déclaré Cort. Au cours de la dernière année, plusieurs versions d'unités à triple vitrage à verre mince ont été développées, certifiées par le National Fenestration Rating Council, et sont devenues disponibles pour les constructeurs.

"À ce stade, il s'agit de sensibiliser davantage les fabricants, les constructeurs, les programmes de services publics et les consommateurs", a déclaré Cort. "Il est temps de regarder les fenêtres, pas seulement à travers elles."

Plus d'information:Walter Hunt et al, Évaluation des fenêtres minces à triple vitrage dans les maisons du laboratoire PNNL,(2021).DOI: 10.2172/1811300