Différence entre les verres à faible émissivité (Low-E) à simple, double et triple argent

1. Le concept du verre à faible émissivité

Le verre à faible émissivité (Low-E) est un produit composé de plusieurs couches de métal ou d'autres composés déposées sur sa surface. La couche fonctionnelle principale du verre Low-E est l'argent. L'argent est l'une des substances naturelles les moins émissives. Le dépôt d'une couche d'argent nanométrique sur le verre permet de réduire son émissivité de 0,84 à 0,02-0,12. Ce revêtement filtre la lumière du soleil et la transforme en une source de lumière froide. Il présente une transmission élevée de la lumière visible et une forte réflexion des infrarouges moyens et lointains, permettant ainsi de produire une lumière froide qui répond aux exigences d'un éclairage naturel tout en assurant une température ambiante confortable.

2. Différence entre les verres à faible émissivité (Low-E) à simple, double et triple couche d'argent

1. La différence entre les couches du film

Le verre Low-E standard ne contient qu'une seule couche d'argent pur (couche fonctionnelle) ; on parle alors de verre Low-E à argent simple. Le verre à double argent compte plus de 9 couches, dont deux d'argent pur ; le verre Low-E à triple argent, quant à lui, en contient plus de 13, dont trois d'argent pur (voir figure 1). Bien que les exigences de fabrication des verres à double et triple argent soient plus élevées que celles du verre à argent simple, leurs performances en matière d'économie d'énergie sont nettement supérieures.

2. Différences de fonction

Paramètres optiques : À transmittance lumineuse égale, les verres Low-E à double et triple argent présentent des coefficients d’ombrage Sc et de transfert thermique U inférieurs (voir tableau ci-dessous). Ces verres, inférieurs aux verres Low-E à simple argent, bloquent davantage l’énergie thermique du rayonnement solaire et optimisent le filtrage de la lumière solaire vers les sources de lumière froide.

Confort intérieur : Le vitrage à faible émissivité (Low-E) réduit considérablement les échanges thermiques entre l'intérieur et l'extérieur. Ainsi, lorsque la climatisation fonctionne en mode refroidissement ou chauffage, une fois la température intérieure souhaitée atteinte, elle peut rester en veille plus longtemps, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie. De plus, les propriétés d'ombrage du vitrage Low-E diminuent fortement le recours aux rideaux, améliorant ainsi le confort lumineux et créant un environnement intérieur plus transparent et lumineux. À titre d'exemple, en été, la durée de fonctionnement efficace de la climatisation et de la réfrigération est de 100 jours pour les bâtiments équipés de vitrages ordinaires. Avec du vitrage Low-E simple couche argentée, cette durée est réduite à 35 jours, voire moins avec du vitrage Low-E triple couche argentée, ce qui permet de réaliser des économies supplémentaires sur les factures d'électricité. À long terme, bien que l'utilisation de vitrages Low-E double et triple couche argentée augmente le coût de construction, elle réduit considérablement la consommation énergétique du bâtiment pendant sa durée de vie, et le surcoût est rapidement amorti.

Les avantages du verre triple argent Low-E sont les suivants : la transmission de la lumière visible est plus élevée qu’auparavant, ce qui permet à la pièce de bénéficier d’un ensoleillement suffisant ; la transmission de la chaleur infrarouge solaire est faible, et le coefficient de transfert thermique est également plus faible, ce qui permet une isolation thermique efficace.

Dans l'énergie totale du rayonnement solaire, la lumière visible représente environ 47 % et la lumière infrarouge environ 51 %. La lumière visible affecte la vision humaine, tandis que l'infrarouge transmet de l'énergie thermique. Cette énergie thermique transmise par le vitrage infrarouge entraîne une hausse de la température intérieure, une augmentation de la charge de travail de la climatisation et une consommation d'électricité accrue. La distribution de l'énergie thermique transmise par le rayonnement solaire se situe dans la gamme de longueurs d'onde de 780 à 2500 microns (zone à droite de la ligne verticale sur la figure), et la proportion de cette énergie transmise à travers le vitrage peut être mesurée par la « transmittance totale de l'énergie thermique infrarouge solaire ».

Le verre Low-E à triple argent présente une très faible « transmittance totale de l'énergie thermique infrarouge solaire », et la chaleur solaire qui le traverse ne représente qu'environ 15 % de celle du verre Low-E à simple argent, ce qui rend l'isolation thermique du verre Low-E à triple argent particulièrement efficace.
La partie gauche de la ligne verticale sur la figure représente la zone de lumière visible, et le niveau de la courbe dans cette zone reflète la transmission lumineuse du verre. À droite se trouve la zone infrarouge, et la surface sous la courbe reflète l'énergie thermique directement transmise par le soleil. Le verre Low-E à simple couche d'argent présente la plus grande surface (seuls les verres Low-E sont comparés), suivi du verre à double couche d'argent, et le verre Low-E à triple couche d'argent présente la plus petite surface, ce qui explique ses performances d'isolation thermique optimales.

Les paramètres du verre correspondant à la figure ci-dessus sont les suivants :

Type creux Transmittance lumineuse (%) Coefficient d'ombrage Sc Transmittance totale de la chaleur infrarouge solaire (%)
Argent simple 65 0,55 30
Double Argent 63 0,40 12
Triple Argent 65 0,33 4

Du point de vue du seul rayonnement solaire (Sc), la valeur du vitrage Low-E triple argent n'est pas significativement inférieure à celle du double argent, car l'énergie lumineuse visible dans le rayonnement solaire représente une part bien plus importante que l'énergie thermique infrarouge. Cependant, en considérant la « transmittance totale de l'énergie thermique infrarouge solaire », le vitrage Low-E triple argent ne laisse passer que 4 % de l'énergie thermique solaire, contre 12 % pour le vitrage Low-E double argent, soit une différence de trois fois. L'isolation thermique et les économies d'énergie du vitrage Low-E triple argent sont donc nettement supérieures à celles du double argent. L'utilisation de ce vitrage permet de réduire efficacement la consommation d'énergie liée à la climatisation intérieure.