Lorsque le soleil ne cesse de briller, les structures des toitures et des façades se réchauffent lentement. Elles forment une sorte de "réservoir" pour le stockage temporaire de la chaleur. Une fois que le matériau de la structure est entièrement réchauffé, il libère de la chaleur à l'intérieur de la maison ou du bâtiment. Ce phénomène est appelé transfert de chaleur.
Comment pouvons-nous minimiser l'impact directe du soleil et maintenir un climat intérieur agréable même pendant les jours les plus chauds de l'année ?
Qu'est-ce que le transfert de chaleur ?
Le transfert de chaleur, également connue sous le nom de transfert thermique, se produit lorsque la chaleur traverse la structure d'un bâtiment, comme les murs ou les toitures. Elle se produit principalement dans les bâtiments exposés à de fortes fluctuations de température. Pensez à la lumière directe du soleil un jour d'été.
Le transfert de chaleur affecte l'efficacité thermique et le confort intérieur. La masse thermique des matériaux de construction est essentielle à cet égard. Par exemple, les matériaux ayant une masse thermique importante, comme le béton et les briques, stockent la chaleur plus longtemps, de sorte que la chaleur se propage plus lentement à travers la structure. Mais sans mesures supplémentaires, un bâtiment solide finira par devenir trop chaud. Nous examinerons ces mesures supplémentaires plus en détail dans la suite de l'article.
Le concept de déphasage est un élément important du contrôle du transfert de chaleur. Il permet de comprendre le mouvement de la chaleur à travers les matériaux.
Déphasage
Le déphasage mesure la différence de temps entre le moment où la chaleur est maximale à l'extérieur et le moment où la chaleur est ressentie à l'intérieur. Il indique donc le temps nécessaire (en heures) pour que la chaleur traverse les structures des toitures et des façades.
Prenons l'exemple d'une structure de toit dont le déphasage est de 8 à 9 heures : elle empêche la plus grande partie de la chaleur d'entrer pendant les journées d'été les plus chaudes. En revanche, une structure avec un déphasage de 4 heures est moins efficace.
Plus le déphasage est court, plus l'intérieur se réchauffe rapidement en été.
Mais outre la masse thermique, quels sont les autres facteurs qui influencent la rapidité du chauffage ?
Comment la surchauffe se produit-elle dans les bâtiments et les habitations ?
Bien qu'une masse thermique limitée raccourcisse le déphasage, des facteurs bien plus importants contribuent à la surchauffe :
- Grandes fenêtres et vitrages mal isolés
Les grandes fenêtres ou les fenêtres dont le vitrage est mal isolé laissent passer directement la chaleur du soleil, ce qui entraîne une augmentation importante de la température intérieure en peu de temps. En particulier en été, cela entraîne un "effet de serre", où la chaleur est conservée à l'intérieur sans moyen efficace de l'évacuer.
- Isolation insuffisante et ponts thermiques
Les jours d'été typiques, avec des températures supérieures à 30°C, les toitures se réchauffent jusqu'à 50-70°C. C'est particulièrement vrai pour les toitures aux finitions foncées. Les toitures sont-elles mal isolées ? Dans ce cas, l'intérieur se réchauffe rapidement. Pensez, par exemple, à une isolation appliquée en trop faible épaisseur ou lorsque la qualité de l'isolation, ou ses performances, sont insuffisantes.
Les ponts thermiques constituent un ici problème important. Il s'agit d'endroits de la toiture ou de la façade où l'isolation est partiellement ou totalement absente. Ces maillons faibles de l'enveloppe isolante permettent à la chaleur de circuler directement de l'extérieur vers l'intérieur, et vice-versa en hiver.
- Conception et orientation des bâtiments
Il ne s'agit pas seulement de la grandeur des fenêtres, mais aussi de leur emplacement. Les bâtiments ayant plus de fenêtres au nord et moins au sud et à l'ouest réduisent le réchauffement rapide. Un positionnement adéquat utilise la chaleur solaire indirecte et assure une régulation naturelle de la température à l'intérieur.
Mais la conception générale joue également un rôle crucial. Les auvents, les surplombs, les marquises et autres éléments d'ombrage réduisent la quantité de lumière solaire directe qui atteint les fenêtres et les murs.
En ce qui concerne les façades...
- Choix des couleurs et des matériaux à l'extérieur
Dans le sud de l'Europe, les façades des maisons sont blanches pour une bonne raison. Les couleurs claires réfléchissent une grande partie des rayons du soleil, tandis que les couleurs foncées absorbent la chaleur.
Le choix des matériaux joue également un rôle essentiel dans l'évacuation de la chaleur avant qu'elle ne pénètre dans la façade. Alors qu'une façade en bois repousse efficacement la chaleur à travers le vide d'air située derrière elle, ce n'est pas toujours le cas d'une construction traditionnelle en briques massives (sans mur creux).
Exigences relatives à la surchauffe dans le cadre de la Performance Energétique des Bâtiments
Depuis l'introduction de la réglementation PEB (Performance Energétique des Bâtiments) en 2006, une exigence de surchauffe s'applique également. Cette exigence s'applique aux nouveaux projets de construction, aux rénovations majeures et aux extensions de bâtiments existants :
- Un indicateur de surchauffe pour évaluer le risque de températures intérieures trop élevées en été
- Exigences en matière d'ombrage et d'isolation pour réduire la surchauffe
- Promotion de la ventilation naturelle pour le refroidissement et le renouvellement de l'air
- Le choix de matériaux de construction qui optimisent le stockage de la chaleur et sa libération progressive pour éviter les surchauffes.
Mesures pour réduire le transfert de chaleur
La chose la plus importante est de limiter autant que possible les gains solaires. La meilleure façon de le faire est expliquée ci-dessous.
Par ailleurs, ces mesures ne sont pas destinées à être appliquées individuellement ; c'est leur combinaison qui constitue la stratégie optimale pour lutter contre la surchauffe des bâtiments et des habitations.
Augmenter l’isolation et réduire les ponts thermiques
On peut penser qu'une meilleure isolation augmente le risque de surchauffe, car la chaleur, une fois à l'intérieur, s'échappe plus difficilement. Mais en réalité, c'est différent :
Une bonne isolation empêche également la chaleur de rentrer. Une enveloppe bien isolée « repousse » l'énergie thermique et retient la chaleur pendant longtemps. Un bon choix de complexe isolant garantit un déphasage plus long. Par ailleurs, la ventilation naturelle nocturne, comme l'ouverture des fenêtres la nuit, permet d'évacuer efficacement la chaleur accumulée la journée. Vous trouverez plus d'informations à ce sujet ci-dessous.
Mais même si le bâtiment est bien isolé, la chaleur pénètre facilement par les grandes fenêtres. En particulier lorsque les grandes fenêtres ne sont pas équipées de verre à haut rendement et qu'elles sont orientées vers le soleil. C'est ce qui ressort d'une étude menée par Buildwise sur la capacité thermique des matériaux d'isolation. Il convient donc de prendre des mesures supplémentaires pour obtenir un effet maximal.
Utiliser l'ombrage et la ventilation (nocturne)
La limitation de la surface vitrée permet d'éviter la surchauffe. En même temps, il est important d'avoir suffisamment de lumière du jour et de verre pour bénéficier de la chaleur solaire gratuite pendant les mois d'hiver. Il s'agit de trouver le bon équilibre.
En outre, il est conseillé d'investir dans...
- Les protections solaires
Selon leur fonction, il est important de trouver un compromis entre la pénétration de la lumière du soleil et les besoins en lumière du jour. Par exemple, on peut envisager d'utiliser des stores extérieurs à commande automatique, qui bloquent facilement la lumière directe du soleil les jours d'été. Les débords de toit offrent également une bonne solution : ils bloquent le soleil d'été mais permettent au soleil d'hiver de chauffer les espaces intérieurs.
- Verre à haut rendement avec contrôle solaire
Le verre à haut rendement énergétique doté de dispositifs de contrôle solaire offre une protection efficace contre les pertes de chaleur dans un bâtiment. Mais les gains de chaleur sont également réduits pendant les mois les plus froids de l'année - précisément lorsque cette chaleur supplémentaire est la bienvenue.
Il est conseillé d'utiliser le verre à contrôle solaire de manière sélective, en particulier dans les vérandas, près des puits de lumière et dans les façades avec de grandes fenêtres orientées vers le sud.
- Ventilation nocturne
La nuit, il fait plus frais à l'extérieur qu'à l'intérieur. Par conséquent, vous pouvez facilement renvoyer la chaleur entrante en ouvrant les fenêtres. Vous pouvez également envisager des systèmes spéciaux de ventilation nocturne.
Mettre en œuvre des stratégies de refroidissement écologique
Les arbres à feuilles caduques font partie d'une stratégie intelligente de refroidissement vert. En été, les feuilles fournissent une ombre naturelle tandis qu'en hiver, après la chute des feuilles, la lumière du soleil réchauffe naturellement le bâtiment. Les arbres à feuilles caduques offrent une protection contre le soleil bas, en particulier sur les côtés ouest et est.
Le lierre et les plantes d'ardoise contre la façade servent d'écran vivant. Cela permet non seulement de créer de l'ombre, mais aussi d'abaisser la température des murs en évaporant l'humidité. C'est un moyen simple et efficace de rafraîchir l'air.
Les toits verts sont un autre outil efficace dans la lutte contre la chaleur ; ils ralentissent le transfert de chaleur vers votre maison et réduisent considérablement la température sur le toit.
Isoler les toitures avec les éléments de toiture Unidek
Revenons aux toitures... car comme vous l'avez lu, une bonne isolation (de la toiture) contribue à un climat intérieur agréable - même pendant les mois d'été.
Kingspan Unidek offres des solutions innovantes pour l'isolation des toits qui répondent parfaitement à la prévention des phénomènes de surchauffe grâce à leur structure exempte de ponts thermiques. Prenons par exemple nos panneaux de toiture Unidek Aero, avec une valeur d'isolation élevée et une installation aisée, ceux-ci offrent un moyen efficace de garder les bâtiments plus frais pendant les mois chauds de l'été, tout en contribuant de façon importante à réduire vos besoins en énergie en hiver.
Le choix des éléments de toiture Unidek est un pas vers l'amélioration de la performance énergétique des bâtiments, conformément aux principes que nous avons abordés dans cet article. En choisissant une isolation de haute qualité, nous créons un climat intérieur plus confortable et durable tout au long de l'année.
