Le projet Windrose

Succès! Des économies de climatisation de 25 % dans le Sud, où la chaleur est étouffante.

Aux États-Unis, la climatisation se réalise le plus difficilement dans la région du Sud et de la côte du Golfe du Mexique. Ces régions subtropicales subissent des températures estivales dépassant les 32 ˚C (90 ˚F) et de très hauts taux d’humidité relative. Les conditions de climatisation des maisons et des bâtiments qui en résultent sont donc très particulières. Si le climatiseur installé dans le bâtiment est de taille excessive (pour pallier aux gains thermiques excessifs), il devient difficile d’obtenir un contrôle agréable de l’humidité. De plus, les charges de pointe excessives que ce genre de système de taille supérieure entraînent, surchargent les centrales électriques en périodes chaudes, et gaspillent les combustibles fossiles.

Chez Cardinal, nous savions déjà que notre verre à revêtement LoĒ²® pouvait réduire énormément les gains thermiques provenant des fenêtres, mais nous avons voulu le prouver par des tests et des analyses. Après la conclusion réussie du projet de Roseville en Californie, nous avons lancé un nouveau projet de test de deux ans au Texas pour prouver les avantages du LoĒ² dans le Sud.

Cardinal a donc acheté trois maisons classiques de banlieue identiques de 167 m2 (1 800 pi2) dans la communauté de Windrose au nord de Houston. (Voir le tableau.)

Les maisons étaient munies d’équipement de surveillance pour enregistrer la température et l’humidité à l’intérieur et à l’extérieur, la consommation d’énergie du chauffage et de la climatisation, et d’autres facteurs importants. Quels ont été les résultats? Nos tests ont prouvé que le LoĒ² permet des économies d’énergie bien supérieures à celles du verre teinté à vitrage simple ou double.

Cette étude a été conçue pour établir ce que les économies d’énergie réalisées en utilisant du verre LoĒ² peuvent vous rapporter.

Des économies prévisibles.

Les professionnels de l’énergie se servent souvent de modèles prédictifs pour déterminer l’efficacité énergétique de bâtiments. Grâce aux tests qui ont été menés, nous avons pu prouver que les économies mesurées de climatisation correspondaient très bien aux prédictions réalisées par ordinateur. Une fois la précision des modèles confirmée, il devient possible de les utiliser sur l’ensemble des sept états de la région.

Les fenêtres représentent la partie la plus importante de la charge de climatisation. Pour une maison à vitrages simples teintés par exemple, les fenêtres représentent les 2/3 de la demande de pointe. Le LoĒ² permet l’entrée de plus de lumière durant le jour, tout en ne transmettant que la moitié du gain solaire des fenêtres teintées. Lorsque la taille du climatiseur est réduite, en raison de la diminution du gain solaire, les variations de charge diminuent elles aussi. Ceci permet de réduire les charges de pointe, d’économiser l’énergie de climatisation, et de mieux réaliser le contrôle de l’humidité pendant les périodes de chaleur.

Le coefficient de gain thermique solaire (CGTS) du LoĒ² lui permet de se conformer aux critères exigeants d’efficacité du Code International de la Conservation de l’Énergie (IECC).

Le tableau ci-dessous montre à quel point les prédictions des simulations faites par ordinateur correspondent bien aux résultats obtenus lors des tests à Windrose: les économies prédites de 26% pour le LoĒ² par rapport au verre teinté à vitrage simple correspondent exactement aux résultats obtenus. Une chose est claire : le LoĒ² permet des économies d’énergie significatives par rapport aux produits verriers à gain solaire élevé.

Contrôle des émissions

L’utilisation de combustibles fossiles pour produire l’électricité nécessaire à la climatisation des maisons conduit à la production de sous-produits qui peuvent nuire à la qualité de l’air: les oxydes d’azote (NOx) sont des précurseurs à la formation de smog, le dioxyde de soufre (SO2) contribue aux pluies acides et le dioxyde de carbone (CO2) est jugé comme étant le plus important gaz à effet de serre, contribuant au changement climatique global.

Les fenêtres écoénergétiques LoĒ² permettent non seulement de réduire les dépenses en énergie, mais aussi de réduire la consommation énergétique, et donc la pollution atmosphérique. Chaque année, plus de 300 000 nouvelles maisons sont construites dans le Sud et autant remplacent leurs vieilles fenêtres.¹ Si toutes ces maisons utilisaient LoĒ² au lieu de verre clair ou teinté, plus de 400 000 tonnes de pollution atmosphérique pourraient être évitées. Sur 30 ans, la quantité de pollution évitée en utilisant le LoĒ² serait de plus de 200 millions de tonnes!²

Bien sûr, ces chiffres peuvent paraître astronomiques. Mais qu’est-ce que cela signifie pour chaque propriétaire de maison?

• Pour chaque ménage utilisant le LoĒ², ces réductions de pollution auraient le même effet que de conduire leur voiture 2 000 miles de moins par an.
• Sur l’ensemble de la région des sept états, les économies d’énergie pourraient permettre d’éviter la construction d’une centrale électrique typique tous les ans.
• Sur 30 ans, les réductions de pollution résultant de l’utilisation du LoĒ² auraient le même effet que d’arrêter toutes les centrales électriques de la région pendant quatre mois.

Zone de confort

La American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE ) a développé des normes pour mesurer le confort thermique d’un environnement intérieur. La norme 55 de l’ASHRAE stipule qu’un environnement est «acceptable» lorsque 80 % des occupants s’y sentent à l’aise.

Les produits verriers teintés absorbent l’énergie solaire et se réchauffent fortement. Leurs températures, à la surface du verre, peuvent dépasser les 38 °C (100 °F), même quand les températures à l’extérieur sont relativement douces. La même chose se produit lorsque la modernisation se fait par installation de pellicules solaires à l’intérieur de la maison. Comme le tableau ci-dessous l’indique, plus de 60 % des occupants d’une pièce munie de fenêtres teintées à vitrage simple (ou munie de pellicule solaire d’adjonction) y trouvent les conditions inacceptables. Le vitrage double teinté améliore le confort, mais pas assez pour répondre aux critères établis par l’ASHRAE.

Une autre histoire qui finit bien.

Les fenêtres équipées de LoĒ² permettent des économies d’énergie, des réductions d’émissions polluantes produites par l’utilisation de combustibles fossiles, et créent un confort thermique dans la maison. Le projet de Cardinal à Windrose a prouvé la validité de l’argument avancé ci-dessus et le bénéfice pour les régions du Sud et du Golfe du Mexique, typiques de climat chaud et humide. Le projet antérieur mené à Roseville, en Californie, avait prouvé des économies d’énergie comparables pour le Sud-Ouest des États-Unis.

À l’avenir, Cardinal entend mener d’autres tests de par le pays pour mesurer les performances du LoĒ² dans d’autres conditions climatiques. Cardinal publiera les résultats de ces études afin d’en faire profiter ses clients et le reste de l’industrie.

Pour obtenir plus de renseignements sur le LoĒ², veuillez consulter votre constructeur, votre architecte, votre entrepreneur ou fabricant de fenêtres. Ou bien visitez notre site Web à www.cardinalcorp.com

Remerciements

Le projet Windrose a été géré par Bruce A. Wilcox, P.E. En plus de la gestion du projet, Wilcox s’est chargé du plan d’expérience et de l’analyse de données recueillies. Le groupe d’ingénierie Proctor (Proctor Engineering Group) a vérifié les performances des systèmes de climatisation. Ed Hancock et Greg Barker de Mountain Energy Partners ont installé les systèmes de collecte de données. Aeroseal a scellé et testé les conduites.

Energy Sense de Houston a mené l’analyse initiale du plan, l’inspection de l’isolation pendant la construction, plusieurs tests d’infiltrométrie pendant les saisons d’évaluation et a joué le rôle de liaison locale. Gard Analytics a fourni la modélisation énergétique DOE-2 des bâtiments. Ken Nittler de Westlab s’est chargé de l’évaluation NFRC des fenêtres, et a aidé Gard avec les données de performance des fenêtres pour les programmes de modélisation.

Notes:

Brochure PDF du Projet de Windrose.

¹ Tiré de “Study of the U.S. Market for Windows, Doors and Skylights” (“Etude du marché américain des fenêtres, des portes et des puits de lumière”) par la Ducker Research Company, Inc.

² Tiré de «Energy Savings and Pollution Prevention Benefits of Solar Heat Gain Standards in the International Energy Conservation Code» («Bénéfices en matière d’économie d’énergie et de prévention de pollution, produits par l’application des normes de gain thermique solaire contenues dans le Code international de la conservation d’énergie») par Bill Prindle et Dariush Arasteh.