Préface
Ce document constitue la septième édition de CSA A440.2/CSA A440.3, Rendement énergétique des systèmes de fenêtrage/Guide d’utilisation de CSA A440.2:19, Rendement énergétique des systèmes de fenêtrage. Il remplace les éditions précédentes publiées en 2014 et 2009 sous le titre Rendement énergétique des systèmes de fenestration/Guide d’utilisation de la CSA A440.2, et en 2004, 1998, 1993 et 1991 sous le titre Rendement énergétique des fenêtres et autres systèmes de fenestration (et guides d’utilisation associés).
CSA A440.2 s’applique à la détermination des coefficients de rendement énergétique de divers systèmes de fenêtrage, y compris les fenêtres fixes, les fenêtres ouvrantes, les portes coulissantes en verre, les portes à charnières, les lanterneaux à vitrage plat et les murs rideaux. Elle énonce les coefficients de rendement énergétique suivants, lesquels s’appliquent à tous les types de bâtiments (immeubles d’habitation, immeubles commerciaux ou autres) :
a) le coefficient de transmission thermique global (coefficient U);
b) le coefficient d’apport par rayonnement solaire (CARS); et
c) la transmission de la lumière visible (TLV).
Ces coefficients ont la possibilité d'être évalués par modélisation ou par mesure.
De plus, CSA A440.2 permet de déterminer le rendement énergétique (RE) comparatif des fenêtres fixes et ouvrantes, des portes coulissantes et des portes à charnières utilisées dans les immeubles d’habitation bas. En combinant les coefficients U et CARS et les pertes thermiques causées par les fuites d’air, le RE permet la comparaison du rendement énergétique des fenêtres fixes et ouvrantes, des portes coulissantes et des portes à charnières au cours d’une période moyenne de chauffe. Dans le calcul du RE, les dimensions des fenêtres fixes et ouvrantes, des portes coulissantes et des portes à charnières sont présumées.
L’annexe B fournit des renseignements sur l’incidence que pourraient avoir les changements climatiques sur la conception et l’application des produits de fenêtrage.
CSA A440.3, le guide d’utilisation de CSA A440.2, sert à expliquer le contenu et l’utilisation de CSA A440.2. Il permet à l’utilisateur averti d’établir des coefficients de rendement énergétique spécifiques applicables à des systèmes de fenêtrage de diverses dimensions utilisés dans des localités et des orientations données. Le document CSA A440.3 se compose de trois parties. La section I traite du rendement énergétique des systèmes de fenêtrage en termes généraux et offre un survol des éléments qui devraient être pris en compte au moment de choisir des systèmes de fenêtrage. On y explique aussi une partie du contenu de CSA A440.2. La section II contient des explications techniques de certains articles de CSA A440.2. Dans la section III on aborde, à l’intention des utilisateurs avertis, les concepts du rendement énergétique spécifique (RES) et du rendement énergétique de refroidissement (RER).
CSA A440.2 est jugée convenable à l’évaluation de la conformité selon le domaine d’application établi dans la norme.
Groupe CSA tient à remercier Ressources naturelles Canada (RNCan) dont l’aide financière a rendu possible, en partie, l’élaboration de ces normes.
Groupe CSA tient à remercier Michael Lacasse qui a bien voulu revoir la version française de ces normes.
CSA A440.2 a été élaborée en tant que Norme nationale du Canada conformément aux exigences du Conseil canadien des normes. Elle a été publiée en tant que Norme nationale du Canada par Groupe
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CSA A440.2:19 - Rendement énergétique des systèmes de fenêtrage
Domaine d’application
1.1
Cette norme vise
a) tous les systèmes de fenêtrage régis par AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440, y compris
i) les fenêtres à guillotine;
ii) les fenêtres coulissantes;
iii) les fenêtres oscillo-battantes;
iv) les fenêtres à battants, fixes et ouvrantes;
v) les fenêtres basculantes (à soufflet ou à auvent);
vi) les fenêtres fixes;
vii) les lumières latérales;
viii) les impostes;
ix) les portes coulissantes;
x) les portes à charnières latérales;
xi) les portes oscillo-battantes à charnières latérales;
xii) les portes terrasses;
xiii) les systèmes de lanterneau et les fenêtres de toit;
xiv) les fenêtres de serre;
xv) les dispositifs d’éclairage tubulaires;
b) les murs rideaux; et
c) les portes de garage (circulation/accès des véhicules).
Note : À moins d’indication contraire, l’expression « système de fenêtrage » s’applique à tous les produits énumérés à l’article 1.1.
1.2
Cette norme décrit les méthodes de mesure et de calcul qui servent à établir les propriétés suivantes des systèmes de fenêtrage destinés tant aux immeubles d’habitation qu’aux bâtiments commerciaux :
a) le coefficient de transmission thermique global (coefficient U);
b) le coefficient d’apport par rayonnement solaire (CARS); et
c) la transmission de la lumière visible (TLV).
Cette norme prévoit également des méthodes qui permettent de mesurer l’indice de température (I) des systèmes de fenêtrage utilisés à des fins résidentielles et commerciales.
Note : Les propriétés de fenêtrage établies conformément à cette norme visent des conditions intérieures et extérieures particulières. Elles varient légèrement dans des conditions réelles. Les coefficients obtenus à l’aide des méthodes prescrites par cette norme fournissent une base de comparaison acceptable de la tenue en service.
1.3
1.3.1
Cette norme prévoit une méthode qui permet d’établir un coefficient de rendement énergétique pour les systèmes de fenêtrage verticaux utilisés dans des conditions de chauffage dans les immeubles d’habitation bas. Le coefficient de rendement énergétique (RE) comprend des facteurs relatifs
a) à l’apport par rayonnement solaire;
b) aux pertes thermiques par conduction, rayonnement et convection; et
c) aux pertes thermiques par fuites d’air.
1.3.2
Le calcul du RE permet de comparer divers systèmes de fenêtrage d’après leur incidence sur l’énergie annuelle fournie par le système de chauffage. Il se base sur une installation dans les parois verticales d’un immeuble d’habitation bas et tient compte des conditions moyennes
a) du rayonnement solaire incident qui atteint les systèmes de fenêtrage faisant face aux quatre points cardinaux (nord, sud, est et ouest); et
b) des zones climatiques représentatives du Canada.
1.3.3
Le RE ne devrait pas être utilisé pour établir le rendement énergétique
a) d’un vitrage incliné (commercial ou résidentiel); ou
b) des produits de fenêtrage qui seront installés dans des bâtiments commerciaux, industriels ou des immeubles résidentiels de grande hauteur.
1.4
CSA A440.3 est un guide d’utilisation de cette norme. Il prévoit des directives sur la façon d’établir
a) les coefficients de rendement énergétique spécifique (RES) de localités, d’orientations et de dimensions de systèmes de fenêtrage verticaux donnés; et
b) un RE pour le refroidissement des habitations (RER).
1.5
L’annexe B présente le problème des changements climatiques et de leurs effets connexes sur les systèmes de fenêtrage de bâtiments. Il est prévu que les concepteurs de systèmes de fenêtrage auront besoin d’intégrer les changements climatiques aux charges climatiques engendrées par les changements climatiques dans la conception des produits de fenêtrage. Il est également prévu que des précisions devront être apportées aux directives d’installation. L’annexe B présente certains renseignements sur ces questions aux fins de considération par les professionnels de conception en bâtiment, les autorités compétentes et les installateurs. Comme les renseignements sur les changements climatiques évoluent, les exigences de cette norme évoluent également.
1.6
Cette norme ne s’applique pas à ce qui suit :
a) les vitrages fixes coulés dans des panneaux en béton préfabriqué;
b) les portes tournantes;
c) les portes destinées à une utilisation intérieure; et
d) les contre-portes.
Note : Bien que ces produits n’aient pas été considérés dans l’élaboration de cette norme, les méthodes de modélisation qui y sont décrites peuvent être utilisées pour calculer les coefficients U et CARS de ces produits.
1.7
Cette norme ne traite pas de la capacité des systèmes de fenêtrage à conserver à long terme leurs propriétés thermiques et optiques ni de leur étanchéité à l’air dans des conditions d’emploi.
1.8
Dans les normes CSA, le terme « doit » indique une exigence, c’est-à-dire une prescription que l’utilisateur doit respecter pour assurer la conformité à la norme; « devrait » indique une recommandation ou ce qu’il est conseillé mais non obligatoire de faire; et « peut » indique une possibilité ou ce qu’il est permis de faire.
Les notes qui accompagnent les articles ne comprennent pas de prescriptions ni de recommandations. Elles servent à séparer du texte les explications ou les renseignements qui ne font pas proprement partie de la norme.
Les notes au bas des figures et des tableaux font partie de ceux-ci et peuvent être rédigées comme des prescriptions. Les légendes des figures et des équations font également partie de celles-ci.
Les annexes sont qualifiées de normatives (obligatoires) ou d’informatives (facultatives) pour en préciser l’application.
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CSA A440.3:19 - Guide d’utilisation de CSA A440.2-19, Rendement énergétique des systèmes de fenêtrage
Section I — Comprendre le rendement énergétique des systèmes de fenêtrage
I.1 But de CSA A440.2
I.1.1
CSA A440.2 a été élaborée dans le but de comparer le rendement énergétique des divers systèmes de fenêtrage. Auparavant, l’information sur le rendement énergétique fournie par le fabricant se limitait souvent aux coefficients R ou U pour l’aire du vitrage central. Comme cette valeur ne tenait pas compte de l’effet du dormant et du châssis, le rendement énergétique du système de fenêtrage était habituellement surévalué. CSA A440.2 présente un mode opératoire pour l’évaluation des paramètres du rendement énergétique global du système de fenêtrage complet, y compris le vitrage, le dormant et le châssis.
I.1.2
Les propriétés qui influent sur le rendement énergétique des systèmes de fenêtrage sont
a) l’apport par rayonnement solaire;
b) les pertes thermiques causées par la conduction, le rayonnement et la convection; et
c) les pertes thermiques causées par les fuites d’air.
CSA A440.2 prévoit des méthodes qui permettent d’établir le coefficient d’apport par rayonnement solaire (CARS) et les pertes thermiques attribuables à la conduction, au rayonnement et à la convection (coefficient U). AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440 prévoit le mode opératoire pour calculer les fuites d’air.
I.1.3
CSA A440.2 énonce aussi une méthode pour le calcul du rendement énergétique (RE) global pour un système de fenêtrage destiné à être utilisé dans un immeuble d’habitation bas et autonome. Cette méthode consiste à combiner les trois propriétés suivantes en un seul rendement global :
a) le coefficient d’apport par rayonnement solaire (CARS);
b) le coefficient global de transmission thermique (coefficient U); et
c) les fuites d’air.
Le RE permet de comparer le rendement énergétique des systèmes de fenêtrage utilisés dans un immeuble d’habitation bas. Toutefois, en raison de la manière dont on calcule le RE, son applicabilité est limitée. Comme on l’explique à l’article I.6, le coefficient RE s’applique uniquement à la comparaison de systèmes de fenêtrage destinés à être utilisés dans des maisons dans des conditions de chauffage.
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Section II — Commentaires relatifs à certains articles de CSA A440.2
Note : Les numéros des articles dans cette section du guide d’utilisation correspondent à ceux de CSA A440.2 auxquels on a ajouté le préfixe « II ». Cette section ne traite pas de tous les articles de CSA A440.2.
II.1 Domaine d’application
II.1.3.1
Le rendement énergétique (RE) présenté dans CSA A440.2 ne s’applique pas présentement à la consommation énergétique nécessaire au refroidissement mécanique des habitations. Le calcul de l’incidence des systèmes de fenêtrage sur la charge de refroidissement d’une habitation est possible et une méthode simple d’évaluation comparative est prévue à l’article III.4. De même, le RE ne s’applique pas directement au chauffage et au refroidissement des immeubles d’habitation à étages multiples et des bâtiments commerciaux, où la relation entre les charges de chauffage et de refroidissement et les conditions climatiques est plus complexe.
II.1.3.2
L’angle de pose des systèmes de fenêtrage par rapport à l’horizontale a une certaine incidence sur les propriétés thermiques des systèmes de fenêtrage. CSA A440.2 prescrit l’établissement de valeurs de référence à l’égard de la pose à la verticale, puisque la plupart des systèmes de fenêtrage sont installés de cette façon. Le coefficient d’apport par rayonnement solaire (CARS) et le coefficient global de transmission thermique (coefficient U) conviennent généralement à la comparaison du rendement des systèmes de fenêtrage installés autrement. Le RE, toutefois, est basé sur le rayonnement solaire incident sur les parois verticales et, par conséquent, ne s’applique pas directement aux systèmes de fenêtrage à d’autres angles de pose.
Lors de l’élaboration du RE, la moyenne des facteurs climatiques auxquels sont soumises 11 villes canadiennes et deux villes américaines comptant entre 4000 et 6200 degrés-jours de chauffage a été établie, y compris le rayonnement solaire incident qui atteint les systèmes de fenêtrage orientés vers les quatre points cardinaux, en vue de produire un seul ensemble de conditions climatiques moyennes. Les rendements fondés sur ces conditions moyennes ne s’appliquent donc à aucune localité donnée. Toutefois, le classement des systèmes de fenêtrage ressemble dans une large mesure à celui qui résulterait de l’utilisation de conditions climatiques locales.
II.1.4
La cote attribuée à un système de fenêtrage serait probablement modifiée si le RE était calculé pour une orientation particulière. Pour ceux qui voudraient choisir ou commercialiser des systèmes de fenêtrage en tenant compte de ce calcul, l’article III.4 prévoit une méthode pour déterminer le rendement énergétique spécifique (RES) pour une localité et une orientation données. Le RES ainsi obtenu pourrait être utilisé pour faire une évaluation comparative de l’incidence des autres modes d’installation des systèmes de fenêtrage sur la consommation énergétique annuelle du chauffage.
II.1.5
Les propriétés thermiques des systèmes de fenêtrage pourraient varier au fil du temps. La durabilité à long terme de certains vitrages scellés est incertaine. De même, les taux de fuites d’air de certains systèmes d’étanchéité changent plus rapidement que d’autres. Il n’existe pas encore de méthodes normalisées pour établir la capacité des systèmes de fenêtrage à conserver certaines propriétés thermiques.
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Section III — Détermination des propriétés spécifiques des systèmes de fenêtrage
III.1 Facteurs à prendre en compte dans des conditions particulières
III.1.1 Généralités
Le coefficient U, le coefficient d’apport par rayonnement solaire, la transmission de la lumière visible et le rendement énergétique, tels qu’établis dans CSA A440.2, s’appliquent à des dimensions types de systèmes de fenêtrage, à des conditions climatiques moyennes du Canada et à des orientations moyennes par rapport au soleil. Dans certains cas, le concepteur du bâtiment ou l’acheteur pourra s’intéresser aux propriétés d’un système de fenêtrage dans des conditions particulières plutôt que dans les conditions moyennes précisées dans CSA A440.2.
III.1.2 Dimensions spécifiques
Dans le cas de grands projets dans lesquels la plupart des systèmes de fenêtrage ont les mêmes dimensions (p. ex., les immeubles à bureaux ou d’habitation), les systèmes de fenêtrage devraient être comparés en fonction de leurs dimensions réelles et non en fonction des dimensions types utilisées dans CSA A440.2. Dans ces cas, se reporter à l’article III.2.
III.1.3 Emplacement et orientation
Dans certains cas, lorsqu’on évalue le rendement des systèmes de fenêtrage, il pourra être important de connaître l’emplacement du bâtiment ou l’orientation des systèmes de fenêtrage. Par exemple, le concepteur d’une maison solaire passive pourrait ne vouloir comparer le RE des systèmes de fenêtrage que dans leur orientation sud, et non en fonction d’une moyenne des quatre points cardinaux. Un concepteur de maisons pourrait vouloir sélectionner le système de fenêtrage qui offre le meilleur rendement pour chaque hauteur. Dans le cas des systèmes de fenêtrage conçus pour des immeubles d’habitation bas, se reporter à l’article III.3. Dans le cas des autres bâtiments, une analyse détaillée du bâtiment peut être effectuée.
III.1.4 Options de chauffage ou de refroidissement
Pour les bâtiments et les emplacements où l’énergie utilisée pour le refroidissement contribue de façon non négligeable à la facture énergétique annuelle, un RE de refroidissement (RER) pourrait être déterminé et inclus dans le bilan énergétique global du système de fenêtrage. Pour ces cas, se reporter à l’article III.4.
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