C E N T R E D ’ A I D E À L A D É C I S I O N
E N É N E R G I E R E N O U V E L A B L E
www.retscreen.net
ANALYSE DE PROJETS D’ÉNERGIES RENOUVELABLES :
MANUEL D’INGÉNIERIE ET D’ÉTUDES DE CAS RETS
CREEN
®
Centre de la technologie de l’énergie de CANMET
- Varennes (CTEC)
En collaboration avec :
Exonération
Cette publication, diffusée à des fins uniquement didactiques, ne reflète pas nécessairement le point de vue du gouvernement du Canada et ne cons-titue en aucune façon une approbation des produits commerciaux ou des personnes qui y sont mentionnées, quels qu’ils soient. De plus, pour ce qui est du contenu de cette publication, le gouvernement du Canada, ses ministres, ses f o n c t i o n n a i r e s e t s e s e m p l o y é s o u a g e n t s n’offrent aucune garantie et n’assument aucune responsabilité.
© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 - 2002.
Chapitre 8
ANALYSE DE PROJETS
DE CHAUFFAGE
SOLAIRE PASSIF
Chapitre 8 TABLE DES MATIÈRES
1 CONTEXTE - PROJETS DE CHAUFFAGE SOLAIRE PASSIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 Description des principes du chauffage solaire passif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 MODÈLE RETSCREEN POUR PROJETS
DE CHAUFFAGE SOLAIRE PASSIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1 Correction des propriétés thermiques des fenêtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2 Calcul des économies d’énergie en chauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.1 Calcul de la demande mensuelle de chauffage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.2 Calcul des gains internes mensuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.3 Calcul des gains solaires utiles mensuels pendant la saison de chauffage. . . . . . . . . . . . . 20
2.2.4 Économies d’énergie annuelles en chauffage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3 Calcul des économies d’énergie en climatisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4 Calcul des économies annuelles d’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.5.1 Validation du modèle de chauffage solaire passif par comparaison avec un modèle détaillé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.2 Validation du modèle de chauffage solaire passif par comparaison avec une méthode de caractérisation énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.6 Sommaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3 RÉFÉRENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.3
1. Contexte - Projets de chauffage solaire passif
Chapitre 8 ANALYSE DE PROJETS
DE CHAUFFAGE SOLAIRE PASSIF
Le manuel Analyse de projets d’énergies renouvelables : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen
®
est un document de référence électronique destiné aux professionnels et aux étudiants universitaires. Le présent chapitre couvre l’analyse de projets potentiels de chauffage solaire passif avec le logiciel d’analyse de projets d’énergies renouvelables
RETScreen ® International; il présente le contexte de ces projets ainsi qu’une description détaillée des algorithmes utilisés dans le modèle RETScreen
®
pour projets de chauffage solaire passif. Une collection d’études de cas de projets de chauffage solaire passif, comprenant mandats, solutions et informations sur comment ces projets se sont comportés dans la réalité, est disponible sur le site Web du Centre d’aide à la décision en énergie renouvelable RETScreen ® International www.retscreen.net
.
1 CONTEXTE - PROJETS DE CHAUFFAGE SOLAIRE PASSIF
Le chauffage solaire passif (CSP) est le chauffage des locaux en utilisant les gains solaires par les fenêtres. En choisissant des fenêtres performantes, c’est-à-dire avec une résistance thermique élevée et une bonne transmission de la lumière du soleil, et en orientant une majorité d’entre elles vers l’équateur (p. ex. : vers le nord dans l’hémisphère Sud), la demande annuelle de chauffage peut-être réduite de manière significative. Des études montrent que des maisons conçues selon les principes du solaire passif peuvent consommer jusqu’à deux fois moins d’énergie que des maisons identiques dont les fenêtres sont de qualité ordinaire et orientées sans aucune préoccupation des gains solaires (Enermodal, 1993). L’utilisation du solaire passif peut aussi conduire à une meilleure utilisation de la lumière naturelle pour l’éclairement et à un cadre de vie plus agréable. Enfin, la sélection appropriée de dispositifs d’ombrage (p. ex. : auvents, toits en saillie, arbres) peuvent aussi contribuer à réduire la charge de climatisation en
été. Les Figures 1 et 2 montrent deux bons exemples d’utilisation des principes du chauffage solaire passif dans des applications résidentielles.
Figure 1 :
Principes du chauffage solaire passif dans une application résidentielle au Canada.
Crédit photo :
Waterloo Green Home
8.5
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
Figure 2 :
Principes du chauffage solaire passif incorporant un solarium dans une maison aux USA.
Crédit photo :
Pamm McFadden/NREL Pix
Généralement, il est plus rentable d’appliquer les principes du chauffage solaire passif lors de constructions neuves.
En effet, les concepteurs ont alors une plus grande liberté de choix pour l’orientation des fenêtres et l’installation de dispositifs d’ombrage à un très faible coût additionnel. De plus, les concepteurs peuvent aussi tirer bénéfice de la plus faible charge de pointe en chauffage pour réduire la puissance installée des systèmes de chauffage
(de production et de distribution) et parfois même, de climatisation. Le chauffage solaire passif peut aussi être avantageux lors de rénovations ou d’améliorations apportées à l’enveloppe de bâtiments existants. Le simple remplacement de fenêtres conventionnelles par des fenêtres performantes peut déjà générer d’importantes économies de chauffage.
Le modèle RETScreen ® International pour projets de chauffage solaire passif
Le modèle RETScreen
®
International pour projets de chauffage solaire passif permet d’évaluer la production d’énergie, la viabilité financière et les réductions d’émissions de gaz à effet de serre des projets de conception de type solaire passif et/ou de fenêtres écoénergétiques s’appliquant à des résidences de faible hauteur et à des petits bâtiments commerciaux où une demande de chauffage relativement significative existe. Le modèle calcul, pour des projets de rénovation ou de construction neuve, la différence de la consommation énergétique (chauffage et climatisation) entre un bâtiment faisant appel au chauffage solaire passif (ou utilisant des fenêtres écoénergétiques) et un bâtiment identique qui n’utilise pas les propriétés du chauffage solaire passif (ou de fenêtres écoénergétiques).
8.6
1. Contexte - Projets de chauffage solaire passif
Le chauffage solaire passif convient mieux aux édifices dont la demande de chauffage est relativement importante par rapport à la demande de climatisation. Les bâtiments peu
élevés, en climat froid ou tempéré, en sont les meilleures applications.
Le chauffage solaire passif est plus difficile à intégrer aux immeubles à bureaux, commerciaux ou industriels puisque dans ce genre de bâtiments, les gains internes sont souvent très élevés pendant la journée. Cependant, même pour ces applications commerciales ou industrielles, les principes du chauffage solaire passif peuvent être appliqués avec succès, comme montré à la Figure 3.
Figure 3 :
Chauffage solaire passif dans une application de bâtiment commercial (NREL) aux USA.
Crédit photo :
Warren Gretz/NREL Pix
1.1 Description des principes du chauffage solaire passif
Les fenêtres constituent l’élément principal d’un bâtiment solaire passif. Le verre a l’intéressante propriété de laisser passer la lumière visible du soleil et de retenir à l’intérieur du bâtiment la chaleur qui se dégage des surfaces échauffées par les rayons du soleil; le verre
étant opaque aux grandes longueurs d’onde de rayonnement thermique. Ce phénomène, connu sous le nom « effet de serre », est particulièrement bénéfique pour fournir de la chaleur en hivers (c.-à-d. pendant la saison de chauffage). Il serait trop simple de conclure qu’il suffit de mettre des fenêtres plus grandes ou plus nombreuses pour obtenir plus de gains solaires puisque les fenêtres sont beaucoup moins isolantes que les murs d’un bâtiment. La conception solaire passive demande donc de trouver la meilleure combinaison de surfaces, d’orientations et de propriétés thermiques des fenêtres pour optimiser les gains solaires et réduire les pertes de chaleur, tout en assurant le confort des habitants.
8.7
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
La Figure 4 montre les plans des deux niveaux d’une maison conçue selon les principes du chauffage solaire passif (maison « Waterloo Green Home » montrée à la Figure 1). Soixante pour cent de la fenestration est en façade sud et représente sept pour cent de la surface de planchers de cette maison de faible masse thermique. Si une surface de fenestration plus grande avait été utilisée au sud, il aurait fallu que la maison ait une plus forte masse thermique afin d’absorber les surchauffes solaires. Les fenêtres utilisées dans cette maison sont du type : triple vitrage avec deux films basse émissivité, remplissage à l’argon, intercalaires isolés (pourtour scellant et espaçant les verres du vitrage) et cadre isolant en fibre de verre. Elles sont soit à battants, soit fixes et ont respectivement des valeurs
U
de 1,11 et
1,05 W/(m²-°C) et un cœfficient de gains solaires (CARS ) de 0,38 et 0,45.
Figure 4 :
Plans d’une maison solaire passive (Waterloo Green Home).
Le soleil ne brillant qu’une partie de la journée, son apport énergétique n’est pas toujours disponible. Une bonne conception solaire passive inclura des moyens de stocker la chaleur.
Pour les bâtiments avec une surface de fenestration modeste (moins de 10 % de la surface de planchers, excluant le sous-sol), la conception nord-américaine traditionnelle, privilégiant la construction de bâtiments légers avec ossature de bois ou d’acier et murs intérieurs en gypse, est suffisante; ces maisons offrant une masse thermique adéquate pour stocker les gains solaire et prévenir les surchauffes les journées les plus ensoleillées de l’hiver. Les matériaux lourds comme la pierre et le béton sont un bon moyen de stocker la chaleur durant la journée et pour la rediffuser lentement durant la nuit. Les bâtiments solaires passifs avec une grande surface de vitrage doivent avoir une masse thermique importante.
8.8
1. Contexte - Projets de chauffage solaire passif
La Figure 5 décrit le principe de base du fonctionnement d’un bâtiment conçu selon une architecture solaire passive, par comparaison avec un bâtiment de conception traditionnelle.
Figure 5 :
Principe de fonctionnement d’un bâtiment solaire passif.
Une conception solaire passive apporte cependant certains inconvénients, notamment pendant la saison chaude. Les gains solaires additionnels peuvent vite devenir inconfortables ou générer une charge supplémentaire de climatisation. Cependant, ce problème peut-être
évité en réduisant les gains solaires à l’aide de dispositifs pour apporter de l’ombre aux fenêtres et par conséquent, supprimer le rayonnement solaire direct à la source. Plusieurs moyens d’apporter de l’ombre existent : des arbres à feuilles caduques autour de la maison, des auvents ou des toits en saillie ou même des volets ou des stores. Une bonne conception solaire passive inclura de telles mesures pour assurer le confort des occupants et éviter de transformer les gains solaires des fenêtres en charges de climatisation pendant l’été. Une autre façon de réduire la surchauffe est de minimiser la surface de fenêtres sur le côté ouest du bâtiment. Ce principe est utilisé car le bâtiment sera habituellement plus chaud en fin de journée (les températures diurnes sont plus élevées que les températures nocturnes, le bâtiment a été exposé au soleil toute la journée, etc.) et par conséquent, aura besoin de moins d’énergie solaire pour le chauffage dans l’après-midi. Cette technique de construction est illustrée dans le complexe passif solaire multi résidentiel montré à la Figure 6.
En conclusion, le chauffage solaire passif requiert une orientation convenable du bâtiment ainsi qu’un emplacement et une superficie convenables des fenêtres (ces impératifs sont plus faciles à mettre en œuvre dans le cas de constructions neuves). Il demande également l’utilisation correcte de fenêtres performantes, de dispositifs d’ombrage et de masse thermique pour réduire la demande aussi bien en chauffage qu’en climatisation. Un investissement minimal dans des principes de chauffage solaire passif (p. ex. : des fenêtres performantes) peut grandement améliorer la performance de l’enveloppe du bâtiment et s’accompagner de bénéfices financiers et environnementaux.
8.9
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
Figure 6 :
Complexe multi-résidentiel de conception solaire passive.
Crédit photo :
Alexandre Monarque
8.10
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
2 MODÈLE RETSCREEN POUR PROJETS
DE CHAUFFAGE SOLAIRE PASSIF
Le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif peut être utilisé pour évaluer la production d’énergie (ou les économies d’énergie) et la performance financière associées
à l’utilisation optimale de fenêtres à haut rendement énergétique. Bien qu’il puisse aussi
être utilisé pour de petits bâtiments commerciaux, le modèle s’adresse principalement aux applications résidentielles de faible hauteur; il peut être employé pour tout endroit du monde où il y a une demande en chauffage significative. Le modèle permet de déterminer comment des fenêtres efficaces peuvent réduirent de quatre façons la consommation d’énergie d’un bâtiment :
augmentation des gains solaires dans le bâtiment par l’utilisation de fenêtres plus grandes et mieux orientées;
réduction des pertes thermiques par l’utilisation de fenêtres plus isolantes;
augmentation ou réduction des gains solaires par l’utilisation de vitrages appropriés; et
diminution de l’énergie utilisée pour la climatisation suite
à un meilleur ombrage sur les fenêtres.
Le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif détermine chacune de ces
économies d’énergie. Un système de chauffage solaire passif peut comprendre des fenêtres performantes, une modification de la surface et de l’orientation des fenêtres ainsi que des
éléments assurant un ombrage.
Le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif comporte six feuilles de calcul : Modèle énergétique, Évaluation de la ressource solaire et des besoins thermiques (RS&BT),
Caractéristiques des fenêtres, Analyse des coûts, Analyse des réductions d’émissions de gaz à effet
de serre (Analyse des GES) et Sommaire financier.
Les feuilles de calcul Modèle énergétique et RS&BT, ainsi que la feuille de calcul optionnelle
Caractéristiques des fenêtres, sont complétées en premier. La feuille Analyse des coûts est ensuite complétée, suivie de la feuille Sommaire financier. La feuille Analyse des GES est facultative. Cette feuille est fournie pour aider l’utilisateur à évaluer l’atténuation potentielle de gaz à effet de serre (GES) engendrée par le projet proposé. En général, les feuilles de calcul sont remplies du haut vers le bas et le processus peut être répété aussi souvent que nécessaire pour optimiser la conception du projet au niveau des coûts et de l’utilisation de l’énergie.
Le calcul des gains solaires et des pertes thermiques par conduction à travers l’enveloppe d’un bâtiment est relativement complexes. Ce calcul dépend en effet du niveau d’ensoleillement et de la température extérieure, mais aussi des propriétés thermiques des fenêtres.
La méthode la plus précise d’analyse de ces phénomènes consiste à effectuer des calculs de transfert de chaleur sur une base horaire, à partir des caractéristiques détaillées du bâtiment. Cependant, les données horaires nécessaires pour faire une analyse détaillée sont rarement disponibles.
8.11
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
RETScreen utilise des algorithmes simplifiés afin de minimiser les données d’entrée requises pour déterminer chacune des économies d’énergie. Le modèle ne prédit pas la consommation pour le chauffage ou la climatisation d’un bâtiment. Il calcule plutôt l’écart de la consommation énergétique en chauffage (ou en climatisation) entre le cas proposé (de conception solaire passive) et le cas pour un bâtiment identique exempt de principes de conception solaire passive (appelé « cas de référence »). Dans les situations de rénovation, le bâtiment de référence sera généralement le bâtiment existant avant rénovation. Pour les nouvelles constructions, le cas de référence sera habituellement un bâtiment construit selon les pratiques locales courantes.
Le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif a été élaboré avec les hypothèses suivantes : la configuration du cas de référence consiste à utiliser un bâtiment avec des fenêtres standard (p. ex. en Amérique du Nord : double-vitrage avec un cadre en bois ou en PVC) avec des surfaces de fenêtres différentes dans les quatre directions. Le cas proposé permet une répartition différente des surfaces des fenêtres afin de capter plus de soleil. Il permet aussi une amélioration des caractéristiques des fenêtres afin d’augmenter les gains d’énergie solaire ou de réduire les pertes par conduction thermique. La comparaison permet d’évaluer la réduction de l’énergie utilisée pour le chauffage et, dans les cas où un système de climatisation est intégré, de tenir compte de l’éventuelle augmentation de l’énergie de climatisation en été.
Les hypothèses simplificatrices inclus le calcul des pertes thermiques et des gains basé sur des données mensuelles des niveaux d’ensoleillement et de la température extérieure, plutôt que sur des données horaires. L’utilisation (ou l’utilité) des gains solaires pour réduire l’énergie nécessaire au chauffage repose sur une méthode développée par Barakat et Sander (1982). Une fonction unique au logiciel RETScreen est qu’il ajuste les propriétés thermiques des fenêtres en fonction de leurs dimensions en utilisant l’approche recommandée par Baker et Henry (1997). Il est entendu a priori qu’une certaine marge d’erreur est introduite suite à la simplification du modèle; toutefois, la comparaison avec des modèles logiciels plus complexes montre que le modèle RETScreen est suffisamment précis pour
être un outil acceptable au stade de préfaisabilité (voir section 2.5).
Les demandes nettes de chauffage et de climatisation sont calculées sur une base mensuelle et sont ensuite additionnées pour l’année. Les économies d’énergie attribuables au solaire passif sont en fait la différence entre les résultats du cas de référence et ceux du cas proposé pour un bâtiment donné. Pour chaque mois, un bilan énergétique est effectué entre d’une part les gains solaires et internes et d’autre part, les pertes thermiques à travers l’enveloppe du bâtiment. La différence entre les pertes et les gains, est l’économie d’énergie nette par la conception solaire passive. Une différence positive indique que le cas proposé est plus performant que le cas de référence car il contribue à réduire la demande de chauffage du bâtiment. Le modèle appelle cette quantité d’énergie « énergie renouvelable fournie ». Celle-ci est en fait l’économie d’énergie par rapport à la consommation d’énergie classique qui aurait
été celle du cas de référence et qui est diminuée dans le bâtiment de conception plus efficace.
Un schéma fonctionnel du modèle énergétique est illustré à la Figure 7. La section 2.1 décrit comment les propriétés thermiques des fenêtres sont corrigées en fonction des dimensions réelles. Les sections 2.2 et 2.3 détaillent le calcul des économies d’énergie en chauffage et en climatisation. Enfin, la section 2.4 additionne les contributions pour donner la valeur de la quantité d’énergie renouvelable fournie annuellement. Une validation du modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif est présentée dans la section 2.5.
8.12
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Figure 7 :
Schéma fonctionnel du modèle énergétique de chauffage solaire passif.
Économies d'énergie en chauffage
Calcul des besoins en chauffage pour les cas proposé et de référence
[section 2.2.1]
Correction des propriétés thermiques des fenêtres
[section 2.1]
Économies d'énergie en climatisation
Calcul des besoins en climatisation pour les cas proposé et de référence
[section 2.3]
Calcul des gains internes
[section 2.2.2]
Calcul de la portion utile des gains solaires pour les cas proposé et de référence pendant la saison de chauffage
[section 2.2.3]
Calcul des économies d'énergie pendant la saison de chauffage
[section 2.2.4]
Calcul de l'augmentation des besoins de climatisation
à cause des gains solaires pour les cas proposé et de référence
[section 2.3]
Calcul des économies d'énergie pendant la saison de climatisation
[section 2.3]
Calcul des économies d'énergie globales
[section 2.4]
Calcul de la réduction de la charge de pointe en chauffage et en climatisation
[section 2.4]
Le terme « chauffage solaire passif » comprend habituellement à la fois la collecte d’énergie solaire, par exemple à travers des fenêtres, et son stockage, par exemple dans des dalles de béton et des murs. RETScreen s’adresse exclusivement à l’aspect « fenêtre » du chauffage solaire passif. Pour la majorité des applications, ceci est sans conséquence. D’autres limitations du modèle comprennent : le modèle devrait être utilisé que pour les bâtiments résidentiels peu élevés ou les petits édifices commerciaux (superficie au sol inférieure à
600 m²) et pour des climats où le chauffage est prépondérant; la distribution des fenêtres est limitée à quatre façades principales ayant un angle de 90º entre elles (le bâtiment peut être orienté selon n’importe quel azimut); et les effets d’ombrage sont calculés en utilisant des facteurs d’ombrage moyen, censés être représentatifs des valeurs moyennes saisonnières.
8.13
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
Comme le facteur d’ombrage est un paramètre variant dans le temps qui change avec la position du soleil et l’heure de la journée, l’impact de l’ombre doit être considéré comme une approximation. Cependant, ces limitations sont acceptables à l’étape de la conception initiale afin de garantir un outil facile à utiliser pour préparer des études de préfaisabilité, surtout en considérant le fait que les données horaires détaillées pour un bâtiment ne sont de toute façon habituellement pas disponibles.
2.1 Correction des propriétés thermiques des fenêtres
Une caractéristique unique au modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif, est la possibilité de sélectionner des fenêtres spécifiques offertes sur le marché par différents fabricants. Le logiciel comprend la base de données de produits en ligne RETScreen qui contient plus de 1 000 fenêtres dont les caractéristiques de certification sont connues.
Comme première étape dans le processus de modélisation du chauffage solaire passif, le logiciel ajuste les propriétés thermiques de la fenêtre à la taille de la fenêtre réelle (par opposition à la taille de la fenêtre testée ou certifiée) en utilisant la méthode décrite par
Baker et Henry (1997).
Les dimensions des échantillons utilisés pour établir, selon les normes canadiennes, les valeurs
U
des fenêtres et les cœfficients d’apport de rayonnement solaire (CARS 1 ) sont données dans le Tableau 1 pour quelques types de fenêtres. Le CARS est un nombre sans dimension représentant le rapport entre l’énergie solaire qui pénètre effectivement dans le bâtiment (et s’y transformera en chaleur) et l’énergie solaire incidente dans le plan et sur la surface totale des fenêtres. Dans le modèle, les fenêtres d’une même orientation sont toutes considérées avoir le même CARS. S’il y a plus d’un type de fenêtre par côté du bâtiment, une moyenne des CARS des différents types de fenêtres, pondérée en fonction de leurs surfaces respectives, peut être entrée.
Il existe plusieurs sources d’information pour obtenir le CARS de différents types de fenêtres. Par exemple, des valeurs génériques sont listées dans le tableau 11 du chapitre 29 du ASHRAE Handbook Fundamentals (1997).
Type de fenêtre
Fixe
À battants
Coulissante
Porte-patio
Largeur
(mm)
1 220
600
1 550
1 830
Tableau 1 :
Dimensions normalisées de fenêtres certifi ées.
Hauteur
(mm)
1 220
1 220
920
2 085
1 Le CARS est parfois mentionné dans la littérature canadienne comme CGCS (coeffi cient de gain de chaleur solaire) et en anglais comme SHGC (Solar Heat Gain Coeffi cient).
8.14
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Pour calculer la valeur
U
et le cœfficient d’apport de rayonnement solaire CARS d’une fenêtre ayant une autre taille que celle de l’échantillon de certification, RETScreen utilise les paramètres connus suivants qui sont issus de la base de données de produits en ligne RETScreen :
U
U
W
H t cv
CARS t
CARS cv
= valeur
U
totale de la fenêtre selon l’essai de certifi cation
[W/(m²-ºC)]
= valeur
U
pour la vitre en son centre selon l’essai de certifi cation
[W/(m²-ºC)]
= cœffi cient d’apport de rayonnement solaire total pour la fenêtre selon l’essai de certifi cation [-]
[-] = cœffi cient d’apport de rayonnement solaire pour la vitre en son centre selon l’essai de certifi cation
= largeur de l’échantillon certifi é (incluant vitre et cadre)
= hauteur de l’échantillon certifi é (incluant vitre et cadre)
[m]
[m]
Le calcul suppose que les dimensions du cadre (largeur du pourtour de la vitre) sont fixes, que le cœfficient d’apport de rayonnement solaire du cadre est nul et que la valeur
U
du vitrage sur les bords peut être calculée, de manière approximative, à partir de la valeur
U du centre de la vitre et de la valeur
U
totale de la fenêtre.
Pour une fenêtre rectangulaire, la fraction de cadre
F c
, définie comme la portion de la surface totale de la fenêtre recouverte par le cadre, est donnée par l’équation géométrique suivante :
(1) où
H c
est la hauteur moyenne du cadre (hauteur du pourtour de la vitre). En considérant que le cadre ne contribue pas au gain solaire, la fraction de cadre peut aussi être considérée
égale à :
F c
CARS t
CARS cv
(2)
En introduisant dans l’équation (1) la valeur de
F
moyenne du cadre
H c
peut être calculée par :
c
obtenue par l’équation (2), la hauteur
H c
=
( )
−
(
+
4
)
2
−
4
( )
(3)
8.15
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
La valeur
U
estimée du cadre et des autres éléments du pourtour de la fenêtre
U
*
c
est déterminée en résolvant l’équation (4) :
(4) où
A t
,
A v
et
A c
sont respectivement les surfaces totale, de vitrage et du cadre, calculées pour la fenêtre de largeur
W
et de hauteur en utilisant les formules suivantes :
H
et pour la hauteur moyenne de cadre
H c
A t
=
(
WH
)
(5)
(6)
A c
A A v
(7)
L’équation (4) permet d’obtenir :
U
*
c
=
−
v
A c
(8)
La valeur
U
caractéristique de la taille de la fenêtre considérée et le cœfficient d’apport de rayonnement solaire, peuvent être déterminés par :
U t
*
=
U A
*
v
+
U A
*
c
A t
*
(9)
8.16
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
(10) où
U t
*
est la valeur
U
approximative de la taille de la fenêtre considérée,
CARS
son cœfficient d’apport de rayonnement solaire estimé et
A t
*
,
A
*
v
et
A
*
c t
*
est
sont les surfaces caractéristiques de la fenêtre considérée (c.-à-d. en utilisant les dimensions réelles de la fenêtre) et calculées à partir des équations (5) à (7).
Des calculs similaires sont réalisés pour une fenêtre coulissante dans le sens horizontal ou vertical, en utilisant différentes équations pour décrire la géométrie de la fenêtre.
Dans le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif, les fenêtres peuvent faire face à quatre orientations ayant un angle azimutal de 90° entre elles (le bâtiment peut cependant être orienté selon n’importe quel angle azimutal). Pour chaque orientation, les valeurs issues des équations (9) et (10) sont additionnées pour donner la valeur
U
globale et le cœfficient d’apport de rayonnement solaire global pour toutes les fenêtres d’une même orientation :
(11)
(12) où
U n
et
CARS n
sont la valeur
U
globale et le cœfficient d’apport de rayonnement solaire global pour toutes les fenêtres d’une même orientation
n
,
U
*
et
CARS
*
sont la valeur
U
totale et le cœfficient d’apport de rayonnement solaire global pour la
j
ème
fenêtre d’orientation
n
,
A j
est la surface de la fenêtres qui ont l’orientation
n
.
j
ème
fenêtre d’orientation
n
et
k
est le nombre de
8.17
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
2.2 Calcul des économies d’énergie en chauffage
Deux paramètres sont évalués chaque mois pour déterminer la demande de chauffage nette : la demande globale de chauffage et les gains solaires utiles. Un troisième paramètre, les gains internes, aussi évalué mensuellement, est considéré constant tout le long de l’année.
Comme noté précédemment, le modèle détermine la différence de la consommation énergétique entre le bâtiment solaire passif (« cas proposé ») et un édifice identique sans propriété solaire passive (« cas de référence »). La demande de chauffage mensuelle et les gains solaires utiles mensuels seront différents entre le cas proposé et le cas de référence car les propriétés des fenêtres et leurs orientations sont différentes. Par contre, les gains internes de chaleur seront les mêmes pour les deux bâtiments. Les sections suivantes expliquent comment déterminer ces trois paramètres.
2.2.1 Calcul de la demande mensuelle de chauffage
La demande mensuelle de chauffage du bâtiment est considérée varier linéairement avec la température extérieure, être basée sur les cœfficients de pertes de chaleur d’une maison typique (la valeur UA est en W/°C) et avoir une température de consigne intérieure,
T
de 21 °C. La demande de chauffage du cas de référence pour le mois exprimée en Wh, est alors :
i
, ,
(13) où est la température moyenne extérieure pour le mois dans le mois
i
et
i
,
N
h i,
est le nombre d’heures
est le cœfficient de pertes de chaleur global du bâtiment de référence.
La valeur
UA
pour la maison de référence est le produit du cœfficient caractéristique d’isolation par la surface au sol :
(14) où
U
*
La valeur
U
tive du niveau d’isolation entrée par l’utilisateur.
A sol
est la surface totale au sol de l’édifice. est déterminée à partir du Tableau 2, en fonction d’une description qualita-
8.18
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Niveau d’isolation
Faible
Moyen
Élevé
U mur
(W/(m 2 o C))
0,46
0,30
0,22
Tableau 2 :
Caractéristiques d’isolation du bâtiment du cas de référence.
U*
(W/(m 2 o C))
3,0
2,0
1,0
Le bâtiment du cas proposé aura un cœfficient de pertes de chaleur quelque peu différent car les dimensions et les valeurs
U
des fenêtres auront changées. Le cœfficient de pertes de chaleur du bâtiment pour le cas proposé
UA prop
, est tout simplement :
(15) où
U mur
est la valeur est la valeur
A n
U
du mur estimée selon son niveau d’isolation (voir Tableau 2),
U
globale pour toutes les fenêtres ayant l’orientation
n
est la surface totale de fenêtres pour l’orientation
n
.
U n
(voir équation 11) et
Finalement, la demande mensuelle de chauffage pour le cas proposé
à partir d’une équation similaire à l’équation (13):
HL
prop i,
, est calculée
(16) où le cœfficient de pertes de chaleur global
UA prop
est donné par l’équation (15).
2.2.2 Calcul des gains internes mensuels
Les gains internes sont identiques pour le cas de référence et pour le cas proposé. Le gain interne quotidien
IG q
est supposé constant tout le long de l’année et sa valeur est entrée par l’utilisateur. Le gain interne
IG i
pour le mois
i
est alors :
(17) où est le nombre d’heures dans le mois
i
.
8.19
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
2.2.3 Calcul des gains solaires utiles mensuels pendant la saison de chauffage
L’ensoleillement reçu par le bâtiment à travers les fenêtres contribue à la diminution de la demande de chauffage. Cependant, seulement une partie des gains solaires sera utile pour réduire la demande de chauffage. Cette section décrit le calcul des gains solaires et comment le facteur d’utilisation caractérisant la fraction de gains solaires réellement utiles, peut être estimé.
Gains solaires
L’augmentation des gains solaires obtenus dans la confi guration du cas proposé est la somme de deux composantes. La première est attribuable à l’augmentation des gains solaires par la transmission plus importante à travers le vitrage du rayonnement dans le spectre visible. La deuxième est la nouvelle répartition des surfaces de vitrage qui change la quantité totale d’énergie captée par les fenêtres selon leurs différentes orientations. Les gains solaires pour le
i
ème
mois dans le cas de référence,
et dans le cas proposé,
S
sont déterminés par :
(18)
(19) où est le rayonnement incident quotidien total sur une surface verticale ayant une orientation fenêtres d’orientation
n n
pour le mois
i
.
D
l’ombrage des fenêtres d’orientation
, et
,
est un facteur saisonnier caractérisant
n
pour le mois
i
,
A n
est le cœffi cient d’apport de rayonnement solaire global de toutes les fenêtres d’orientation bre d’heures dans le mois
CARS n n
est la surface totale de
(voir équation 12), et
n h,i
est le nom-
i
. La valeur 0,93 est un facteur de correction pour tenir compte du fait que le rayonnement solaire n’est pas perpendiculaire au vitrage.
Le rayonnement solaire incident, , est calculé suivant les méthodes décrites par Duffi e et Beckman (1991) et en utilisant un algorithme similaire à celui décrit dans le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire de l’eau. Le cœffi cient d’ombrage des fenêtres (
D
,
) est choisi parmi deux valeurs (toutes deux introduites par l’utilisateur) selon la saison (été ou hiver). Les saisons sont considérées comme deux périodes de six mois. Quel que soit l’hémisphère, les mois d’été sont ceux où le soleil est le plus haut et l’hiver, ceux où le soleil est le plus bas.
8.20
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Facteur d’utilisation des gains solaires pendant la saison de chauffage
Le facteur d’utilisation, , est calculé suivant les méthodes du programme
HOT 2000 de Ressources naturelles Canada, initialement développées par Barakat et Sander (1982). Ce facteur, qui varie chaque mois, est déterminé à partir de l’équation suivante :
(20)
Les cœffi cients (
a
,
b
,
c
et
d
) dépendent de l’importance de la masse thermique du bâtiment et des variations tolérables de température à l’intérieur de celui-ci. Dans le programme, des variations de température de l’ordre de 5,5 °C sont considérées comme des valeurs maximales acceptables pour une maison solaire passive.
En fonction du niveau de masse thermique du bâtiment, le Tableau 3 donne les cœffi cients
a
,
b
,
c
et
d
. Le niveau de masse thermique du bâtiment est défi ni par l’utilisateur.
Inertie thermique
Faible
Moyenne
Élevée a
1,156
1,000
1,000
Tableau 3 :
Cœffi cients utilisés dans le calcul du facteur d’utilisation.
b
-0,3479
4,8380
0,2792 c
1,117
4,533
0,245 d
-0,4476
3,6320
0,4230
Le rapport des gains sur la charge (RGC) est déterminé par l’équation (21) :
RGC i
=
S i
HL i
−
IG i
(21) où
S i
est le gain solaire du mois chauffage du mois
i
(équations 18 et 19),
HL i i
(équations 13 et 16), et
IG i
est la demande de
est le gain interne du mois
i
(équation 17).
Le facteur d’utilisation résultant de ces calculs indique quelle proportion des gains solaires admis dans le bâtiment sont réellement utiles pour diminuer la demande de chauffage. Comme les gains solaires sont différents entre le cas de référence et le cas proposé, deux facteurs d’utilisation distincts, et
f
, doivent être calculés.
8.21
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
2.2.4 Économies d’énergie annuelles en chauffage
Les économies d’énergie en chauffage pour chaque mois sont calculées par l’écart d’énergie nécessaire pour chauffer le bâtiment entre le cas de référence et le cas proposé :
(22)
L’exposant + signifie que si l’une des valeurs entre parenthèses est négative, celle-ci sera fixée arbitrairement à zéro. En effet, si les gains solaires et internes sont plus grands que la demande, il n’y a aucun besoin en chauffage. Les variables qui apparaissent dans l’équation (22) sont issues des équations (13) et (16) à (20).
Les économies d’énergie lors de la saison de chauffage,
∆
q ch
, sont la somme des contributions mensuelles :
(23)
2.3 Calcul des économies d’énergie en climatisation
En améliorant les gains solaires, l’apport de chaleur additionnel peut contribuer à augmenter la demande en climatisation pendant les mois d’été. Pour déterminer les économies annuelles d’énergie réelles, cet effet indésirable doit être évalué. Pour les climats demandant en priorité du chauffage, les pertes de chaleur par conduction à travers les fenêtres en
été sont minimes par rapport aux gains solaires et peuvent être négligées (Miller et coll.,
1998). Ainsi, les besoins additionnels de climatisation sont calculés seulement en fonction de l’augmentation des gains solaires.
Bien que la notion de facteur d’utilisation ait été développée pour le chauffage, cette notion peut être étendue en définissant un facteur d’utilisation modifié représentant pour chaque mois la proportion inutile ou indésirable des gains solaires mensuels reçus pendant la saison de climatisation. Si les points de consigne des thermostats de chauffage et de climatisation sont réglés à la même température, le bâtiment sera toujours soit en mode chauffage soit en mode climatisation (en ne considérant aucune fluctuation de la température intérieure). Dans ce scénario, soit les gains solaires seraient utiles pour réduire la demande de chauffage, soit ils contribueraient à surchauffer le bâtiment et donc, à augmenter la demande de climatisation. Ainsi, la contribution à la demande de climatisation serait égale à un, moins le facteur d’utilisation.
8.22
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Cependant, les points de consigne des thermostats de chauffage et de climatisation sont différents. Il y a une zone morte, c’est-à-dire une gamme de températures dans laquelle ni chauffage ni climatisation ne sont demandées. Le facteur d’utilisation modifié est alors calculé à partir du point de consigne de climatisation plutôt qu’à partir de celui de chauffage.
Le concept des facteurs d’utilisation en chauffage et en climatisation est illustré à la
Figure 8. La courbe du dessous représente le facteur d’utilisation en chauffage
f
pour un climat typique de l’hémisphère Nord. Lors des mois d’hiver, le facteur d’utilisation en chauffage approche 100 %, signifiant ainsi que presque tous les gains solaires sont utiles et contribuent à réduire la demande de chauffage. Pendant l’été, cette valeur chute à 0 % puisque les besoins en chauffage sont éliminés.
Lors des mois d’hiver, le facteur d’utilisation en climatisation
f
′
atteint les 100 % et indique que la contribution des gains solaires à la demande de climatisation est de 0 %. Comme le facteur d’utilisation en climatisation diminue en été, sa valeur complémentaire augmente jusqu’à approcher 100 %. Donc, presque tous les gains solaires durant l’été contribuent à la demande de climatisation.
L’espace entre les deux courbes représente la zone morte. Le modèle ignore la portion des gains solaires qui ne contribuent ni à réduire la demande de chauffage ni à augmenter la demande de climatisation puisqu’ils ne contribuent aucunement à générer des économies d’énergie.
100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
Jan f = Gains solaires utiles réduisant la demande en chauffage
Fév Mars Avr Mai f' = Gains solaires augmentant la demande en climatisation
Juin Juil Août Sep
Figure 8 :
Exemple de facteurs d’utilisation en mode chauffage et en mode climatisation.
Oct Nov Déc
8.23
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
La procédure suivie pour calculer les économies d’énergie en climatisation est alors identique à celle décrite à la section 2.2.3. Les économies d’énergie pendant la saison de climatisation , sont exprimées par une équation similaire à l’équation (23), mais sans terme relatif à la demande de chauffage et avec
f i
remplacé par :
(24)
Le facteur d’utilisation modifié
f i
′
est calculé par l’équation (20). Toutefois, le rapport des gains sur la charge RGC apparaissant dans cette équation doit utiliser la demande de chauffage calculée avec la température de consigne de climatisation la température de consigne de chauffage
plutôt que
. Les équations (13) et (16) sont alors remplacées par les équations (25) et (26) :
(25)
(26)
Dans le modèle, la température de consigne de climatisation est fixée à 25 °C.
Comme précédemment et parce qu’il y a des différences selon les cas étudiés, des facteurs d’utilisation modifiés distincts sont nécessaires à la fois pour le cas proposé et pour celui de référence.
2.4 Calcul des économies annuelles d’énergie
Les économies annuelles d’énergie
∆
q fournie
, mentionnées dans le modèle comme énergie
renouvelable fournie, sont obtenues en additionnant simplement les économies d’énergie de chauffage et de climatisation (équations 23 et 24) :
(27)
8.24
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Finalement, le modèle calcule également la réduction de la charge (puissance) de pointe en chauffage ou en climatisation qui indique à l’utilisateur ses chances de diminuer la charge par rapport à un système classique de chauffage ou de climatisation. La réduction de la charge de pointe en chauffage
∆
P ch
est calculée en utilisant l’équation suivante :
(28) où et
UA prop
sont calculés à partir des équations (14) et (15), de consigne en chauffage (21 °C), et
est le point
est la température de conception en chauffage (appellée température extérieure de calcul en chauffage dans le modèle). Le calcul de la diminution de la pointe de climatisation
∆
P clim
est légèrement plus compliqué :
(29) où
T
concept, clim
est la température de conception en climatisation (appellée température
T
consi, clim
est le point de consigne en climatisation (25 °C) et
S max
est le maximum du gain solaire. Cette dernière valeur est calculée en supposant que la pointe de charge de climatisation a lieu un jour d’été ensoleillé
(le rayonnement énergétique normal est alors égal à 1 100 W/m
2
); les angles solaires sont calculés pour estimer les valeurs sur des fenêtres orientées au nord, au sud, à l’est et à l’ouest
(voir les équations complètes dans le manuel de McQuiston et coll., 2000).
2.5 Validation
De nombreux experts ont contribué au développement, test et validation du modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif. Ceux-ci inclus des experts en modélisation de systèmes de chauffage solaire passif, des ingénieurs experts en coûts, des spécialistes en modélisation des gaz à effet de serre, des professionnels en analyse financière, et des scientifiques spécialisés dans les bases de données météorologiques de satellites ou de stations de surveillance au sol.
Deux séries de tests ont été effectuées pour évaluer la précision du modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif. Tout d’abord, le modèle RETScreen a été comparé au logiciel HOT2-XP afin d’apprécier la précision du bilan énergétique calculé. HOT2-XP est la version conviviale du logiciel d’analyse énergétique résidentielle détaillée HOT2000 de
Ressources naturelles Canada (RNCan). La seconde série de tests avait pour but d’évaluer la caractérisation par RETScreen des performances énergétiques des fenêtres, par comparaison avec les résultats de la méthode dite « ER ». La méthode « ER » de caractérisation
énergétique des fenêtres est une norme canadienne, développée sur une base de simulations énergétiques horaires.
8.25
Chapitre 8 - Analyse de projets de chauffage solaire passif
2.5.1 Validation du modèle de chauffage solaire passif par comparaison avec un modèle détaillé
HOT2-XP et RETScreen ont été utilisés pour effectuer une simuler pour une maison canadienne standard. Les variables d’entrée dans les deux modèles ont été choisies de façon
à être les plus proches possible de manière à ce que les résultats puissent être comparés avec précision. Cette maison de deux étages avait une charpente en bois (faible masse thermique et niveau d’isolation thermique moyen), ne comportait aucun système d’ombrage, avait une superficie de de 200 m². Elle avait une forme rectangulaire, les plus courts côtés faisant face au nord et au sud. La façade principale était au sud avec une surface de vitrage égale à 15 % de la surface habitable et distribuée sur les façades avant et arrière uniquement. Les performances énergétiques des fenêtres étaient les suivantes : valeur
U de 2,94 (W/(m 2 -°C)) et CARS de 0,60 (fenêtre avec double vitrage clair rempli d’air, un cadre de bois et utilisant un intercalaire métallique). La maison était équipée d’une chaudière au gaz naturel fonctionnant avec un rendement de 80 % et d’un climatiseur ayant un cœfficient de performance COP de 3,0.
HOT2-XP a prédit que la maison du cas de référence consommerait 28 787 kWh pour assurer sur une base annuelle, le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire et la climatisation. Les performances du cas de référence ont été améliorées en ajoutant sur le double vitrage une couche à faible émissivité, en le remplissant d’argon et en utilisant un cadre en fibres de verre. Les performances thermiques des nouvelles fenêtres avaient une valeur
U
de 2,08 W/(m 2 -°C) et un CARS de 0,54. La surface de fenêtres a été maintenue identique. La simulation a été reprise et donnait une consommation annuelle d’énergie de
25 988 kWh, soit une réduction de 2 798 kWh par année.
Pour cette même maison, le modèle RETScreen de projets de chauffage solaire passif a montré que les fenêtres plus performantes permettaient d’économiser 2 302 kWh par année par rapport à la maison équipée de fenêtres conventionnelles. Ceci implique que le modèle
RETScreen, tout au moins en comparaison avec HOT2-XP pour cet exemple, sous-estime les bénéfices de l’utilisation de fenêtres plus performantes d’environ 500 kWh ou 18 % : une différence acceptable au niveau d’une étude de préfaisabilité.
2.5.2 Validation du modèle de chauffage solaire passif par comparaison avec une méthode de caractérisation énergétique
Le Tableau 4 ci-après compare le résultat des simulations de la performance relative de fenêtres obtenu à partir de RETScreen et des fenêtres testées selon la méthode de caractérisation énergétique « ER ». Après avoir testé des fenêtres dans une gamme de combinaisons de valeurs
U
et de CARS, il apparaît que RETScreen suit d’assez près les résultats du système de caractérisation énergétique des fenêtres « ER » en ce qui concerne l’évaluation de la performance thermique des fenêtres. La corrélation pour les économies annuelles d’énergie est aussi bonne. À noter que la différence des valeurs de « ER » a été multipliée par le nombre d’heures de chauffage dans une année, soit 5 400 heures dans ce cas.
8.26
2. Modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif
Fenêtre d’essai
(#)
3
4
5
1
2
8
9
6
7
(W/(m²-°C))
3,63
2,78
2,78
1,87
1,70
1,65
1,76
0,85
0,45
Propriétés des fenêtres
Valeur U CARS
(-)
0,63
0,57
0,46
0,52
0,42
0,30
0,26
0,36
0,34
(ER)
-34,0
-20,0
-28,0
-3,0
-7,0
-14,0
-20,0
7,0
15,0
RETScreen
Caractérisation
énergétique
Rang relatif
(%)
0 %
30 %
16 %
64 %
57 %
42 %
30 %
86 %
100 %
Méthode ER
Économies annuelles d’énergie
(kWh/m²)
Rang relatif
(%)
0,0
92,6
47,8
196,0
176,2
127,8
91,7
265,1
307,8
0 %
29 %
13 %
63 %
56 %
40 %
29 %
85 %
100 %
Tableau 4 :
Comparaison entre RETScreen et la méthode de caractérisation énergétique ER.
Économies annuelles d’énergie
(kWh/m²)
0,0
82,0
35,1
181,5
158,1
117,1
82,0
240,1
286,9
2.6 Sommaire
Le modèle RETScreen pour projets de chauffage solaire passif calcule les changements au niveau de la demande de chauffage et des gains solaires, résultant de l’utilisation de fenêtres
à haut rendement énergétique. Les variations de la demande de chauffage entre le cas de référence et la conception proposée sont calculées en évaluant le cœfficient de pertes de chaleur relatif aux changements proposés pour la dimension et la valeur
U
des fenêtres.
Les modifications du gain solaire sont évaluées en calculant les gains solaires pour chacun des cas (proposé et de référence) et en estimant la part du gain solaire réellement utile au chauffage. La même méthode peut être appliquée pour calculer l’augmentation d’énergie associée à la demande de climatisation pendant les mois d’été.
Le modèle a été validé en comparant ses prédictions à celles d’autres méthodes. En dépit des simplifications introduites, le modèle pour projets de chauffage solaire passif a prouvé
être valable à l’étape de préfaisabilité. Ceci est particulièrement vrai en considérant que
RETScreen ne requiert que 12 données d’entrée contre 8 760 données pour la plupart des modèles horaires.
8.27
RÉFÉRENCES
ASHRAE, Handbook, Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1791 Tullie Circle, N.E., Atlanta, GA, 30329, USA, 1997.
ASHRAE, Applications Handbook, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1791 Tullie Circle, N.E., Atlanta, GA, 30329, USA, 1991.
ASHRAE, Applications Handbook, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1791 Tullie Circle, N.E., Atlanta, GA, 30329, USA, 1995.
Baker, J.A. and Henry, R., Determination of Size-Specifi c U-factors and Solar Heat Gain
Cœffi cients From Rated Values at Established Sizes – A Simplifi ed Approach, ASHRAE
Transactions 103, part 1, 1997.
Barakat, S.A. and Sander, D.M., Utilisation of Solar Gain Through Windows for Heating
Houses, BR Note No. 184, Division of Building Research, Conseil national de recherche du Canada, Ottawa, ON, Canada, 1982.
CSA, Energy Performance Evaluation of Windows and Other Fenestration Systems, Standard
CAN/CSA A440.2, Association canadienne de normalisation, 178 Rexdale Boulevard, Toronto,
ON, Canada, M9W 1R3, 1998.
Duffi e, J. and Beckman, W., Solar Engineering of Thermal Processes, 2
nd
Edition, John Wiley
& Sons, 1991.
Enermodal Engineering Limited, Performance of Windows Used in the Advanced Houses
Program, préparé pour Ressources naturelles Canada, 1993.
IEA, Low Cost, High Performance Solar Air-Heating Systems Using Perforated Absorbers:
A Report of Task 14, Air Systems Working Group, Morse Associates, Inc., Washington, DC,
USA, septembre 1999.
McQuiston, F.C., Parker, J.D. and Spitler, J.D., Heating, Ventilation and Air-Conditioning:
Analysis and Design, John Wiley & Sons, 2000.
Miller, S., McGowan, A. and Carpenter, S., Window Annual Energy Rating Systems, ASHRAE
Transactions, Annual meeting, Toronto, ON, Canada, juin 1998.
RNCan, HOT2000, disponible à Ressources naturelles Canada, Centre de la technologie de l’énergie de CANMET–Ottawa, 580 Booth Street, Ottawa, ON, Canada, K1A 0E4. www.buildingsgroup.rncan.gc.ca/software/hot2000_f.html
8.29
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