La question de la bonne protection solaire se pose chaque année un peu plus, avec le changement climatique en cours. Au-delà de ses conséquences néfastes (canicules, incendies, inondations, tempêtes…), il oblige les concepteurs à repenser l'architecture afin d'offrir du confort aux habitants. Nul besoin de préciser que le caractère passif des brise-soleil permet de protéger un bâtiment des ardeurs du rayonnement solaire, mais sans consommation d'énergie, donc sans rejets de gaz à effet de serre. Voici quelques règles simples et efficaces à mettre en œuvre.
Comment choisir un brise-soleil selon la façade et l’orientation du bâtiment
La protection solaire extérieure, on la connaît également sous le nom des produits qui la composent : lames brise-soleil aluminium, brise-soleil de façade, BSO (brise-soleil orientable), store extérieur, store screen… Elle joue un rôle crucial dans le respect des exigences de plus en plus strictes de la RE 2020 en matière d'isolation, d’économies d’énergie, de baisse des émissions carbone, de confort d'été, d'éclairage, de qualité d'air intérieur, etc.
Les avantages des brise-soleil pour optimiser le confort thermique intérieur sont nombreux. Ils dépendent du type de lames, mais surtout de l'orientation du bâtiment et de la manière dont les lames sont montées sur la façade. Une bonne protection solaire, c’est avant tout celle qui vous protège au moment où vous en avez besoin.
Tous ces aspects sont expliqués dans ce guide afin que vous puissiez faire un choix éclairé.
Nous allons aborder les points suivants :
La course du soleil au fil des jours et des saisons
C’est le soleil qui nous dicte sa loi, et l’art de la conception bioclimatique nous incite à nous y adapter. Pour obtenir un confort thermique et visuel le plus passif possible, il convient d'utiliser au mieux la chaleur et la lumière naturelle en hiver, et d’offrir aux résidents une protection optimale contre les rayons solaires chauds en été.
La protection solaire extérieure devra donc être conçue en fonction de la trajectoire parcourue par le soleil sur un site donné. Cette trajectoire est conditionnée avant tout par la latitude, la date et l'heure de la journée.
Au cours de la journée, le soleil change de position. Il se lève bas à l'Est, atteint son apogée au Sud et baisse à mesure qu'il se déplace vers l'Ouest. Cela influe évidemment sur le type de brise-soleil de façade idéal, suivant l’orientation de celle-ci, pour contrer le rayonnement direct.
De plus, l'inclinaison du soleil dans le ciel varie en fonction des saisons. Elle est d’environ 18° en hiver et de 65° en été (cela dépend de la latitude du bâtiment), ce qui signifie que les protections solaires doivent être adaptées en conséquence pour être efficaces au bon moment de l'année.
Une mauvaise conception entraînera donc un manque de confort thermique et visuel pour les utilisateurs du bâtiment, d’où l’importance de l’étude d’ensoleillement Héliodon. Il faudra également tenir compte des masques solaires locaux (arbres, autres bâtiments, relief…).
Quel brise-soleil pour une façade SUD ?
Sur la façade Sud le soleil est à son zénith, mais il est beaucoup plus haut dans le ciel en été qu’en hiver (respectivement 65° et 18°). Pour éviter que le soleil d'été ne devienne l'ennemi du confort domestique, les brise-soleil extérieurs structurels sont indispensables. Sur une façade orientée au sud, il est préférable de placer les lames horizontalement car le soleil d’été est haut.
Dans ce cas, nous conseillons 2 dispositions de brise-soleil :
1. Le brise-soleil en projection pour une façade Sud
Ce type est egalement appelé brise-soleil horizontal, en auvent ou en casquette et le choix idéal pour protéger les fenêtres des rayons de soleil orientés Sud.
- Brise-soleil à lames fixes
- Bloque complètement le rayonnement solaire direct en été (le soleil haut)
- Permet de profiter des apports solaires en hiver
- Convient aux bâtiments peu hauts et larges, l’ombre portée se fait sur une hauteur de fenêtre. Pour un bâtiment en hauteur, un brise-soleil en projection est nécessaire sur chaque étage
- Considérer la profondeur de projection comme la moitié de la hauteur de fenêtre
2. Le brise-soleil vertical à lames horizontales
- Idéal pour protéger les fenêtres des rayons de soleil orientés Sud
- Brise-soleil à lames fixes ou orientables
- Bloque complètement le rayonnement solaire direct en été
- Suivant l’orientation des lames, la lumière et la chaleur pénètrent en hiver et en mi-saison
- Convient très bien aux bâtiments hauts, en recouvrant les façades de manière architecturale, efficace et homogène
En fonction de l’inclinaison des lames et de leur pas (l’écartement entre 2 lames), le brise-soleil est souvent un compromis entre d'une part la création d'un maximum d'ombre en été lorsque le soleil est haut, et d'autre part le fait de laisser passer un maximum de lumière et de chaleur solaire en hiver.
Une étude approfondie est nécessaire à cet égard. DUCO peut vous y aider !
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Façade EST et OUEST : Type de brise-soleil idéal
En matière de surchauffe estivale, on pense surtout à la façade Sud. Mais sur les façades Est et Ouest, le soleil est plus bas, il frappe plus directement et le rayonnement pénètre plus à l’intérieur, sans une bonne protection solaire. Pendant les mois les plus chauds de l’année, le bâtiment est donc soumis à rude épreuve.
Le brise-soleil extérieur permet de bloquer le rayonnement solaire direct également sur les façades Est et Ouest. Il vient majoritairement du côté, sur ces façades. Les lames brise-soleil réfléchissent une grande partie de ce rayonnement avant que celui-ci ne frappe le vitrage et ne réchauffe le bâtiment, tout en laissant passer la luminosité indirecte.
1. Brise-soleil à lames verticales
Pour les façades Est et Ouest, le brise-soleil à lames verticales est la solution optimale car :
- Il bloque le rayonnement solaire direct venant du côté et évite donc l’inconfort thermique et visuel
- Idéal en cas de soleil bas
- Utiliser des lames brise-soleil orientables sera encore mieux pour doser l’ensoleillement
Le brise-soleil vertical à lames horizontales peut être utilisé, mais étant donné la forte variation de hauteur du soleil, il faudra utiliser des lames brise-soleil orientables. Les lames du brise-soleil orientable peuvent être ajustées en fonction de la position du soleil, selon un angle qui empêche les rayons directs du soleil de pénétrer entre elles. Elles transmettent néanmoins suffisamment de lumière naturelle pour que l'espace intérieur soit agréablement éclairé.
Le brise-soleil en projection n’est pas conseillé car la plage horaire de protection est faible (quelques heures seulement). Hormis bien sûr, pour d’évidentes raisons esthétiques !
2. Brise-soleil en volets coulissants et repliants
Des protections solaires amovibles peuvent être adaptées selon chaque situation pendant la journée. Dans les logements ou les hôtels, les architectes plébiscitent les volets coulissants et/ou repliants. Ils se distinguent à la fois par leur fonction décorative et par leur fort niveau de protection solaire, procurant un confort thermique de manière passive aux habitants. Ils s’installent aisément devant les fenêtres, ou entre dalles sur les balcons.
Ces systèmes coulissants ou repliables existent en différents types et finitions pour habiller la façade dans une multitude de manières : 2 types de cadre de panneaux, remplissages en lames aluminium ou en bois, en tôle perforée…
Et la protection solaire pour une façade NORD ?
Sur le côté Nord d'un bâtiment, une protection solaire fixe n'est pas vraiment nécessaire, sauf pendant les mois d'été, tôt le matin et tard le soir. Dans ce cas, un brise-soleil orientable, des volets mobiles coulissants et pliables, ou des stores verticaux en toile (screen) sont idéaux.
Les protections solaires fixes ont un impact important sur les économies d'énergie quand elles sont positionnées sur les façades orientées au Sud, à l'Est et à l'Ouest. Ces économies sont négligeables sur les façades orientées au Nord. Néanmoins, les lames brise-soleil fixes sont parfois utilisées pour des raisons esthétiques, par exemple pour créer un aspect homogène sur toutes les façades, car c'est aussi cela, une belle architecture !
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Toitures vitrées : type de brise-soleil idéal
Les puits de lumière et autres verrières procurent une luminosité verticale très agréable. Cependant une protection solaire peut s’avérer nécessaire pour conserver le maximum de confort pendant les mois chauds, quand le soleil est le plus haut dans le ciel.
Notre conseil :
- Adopter des lames orientables pour bloquer au maximum les rayons aux heures chaudes, et garder le maximum de luminosité quand il y en a besoin
- Opter pour des lames tournées vers le Sud, parallèles à l’axe Est-Ouest
Le rôle de la taille des lames et leur inclinaison
La taille et le pas des lames, leur inclinaison, les tailles de projection, sont des facteurs importants pour bien bloquer les rayons du soleil en période chaude, et pour pouvoir en profiter en période froide. De même concernant la luminosité et le FLJ (Facteur de Lumière du Jour).
Un facteur de lumière du jour élevé permet le meilleur confort visuel. Plus on s’éloigne des sources de lumière naturelle, plus le FLJ baisse. Il est donc important de prévoir suffisamment d’ouvertures pour laisser pénétrer la lumière naturelle, et de protéger de l’éblouissement par des protections solaires. Suivant la façade concernée, on optera pour des protections solaires fixes ou orientables, extérieures ou intérieures.
Une étude spécifique est alors nécessaire pour définir ces différents paramètres au plus efficace.
L’objectif des lames inclinées
Les lames inclinées, par exemple à 45°, sont positionnées de telle sorte qu'en été, lorsque le soleil est haut, elles bloquent les rayons autant que possible. De cette manière, une température agréable est maintenue à l'intérieur du bâtiment, même s'il y a de grandes surfaces vitrées.