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Cette page part du principe que vous allez concevoir votre maison avec la pièce à vivre principale orientée au sud et que vous habitez dans des zones tempérées du globe (latitude supérieure à 35°).
Un auvent placé sur les ouvertures de cette pièce (baies vitrées de préférence) permettra de laisser le soleil l’hiver mais pas l’été.
En plein coeur de l’été, vous pourrez ainsi gardez les volets grand ouverts et conserver une maison fraîche, sans climatisation.
Un auvent, comment ça marche ?
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En été, le débord de votre auvent ne doit pas permettre de laisser entrer les rayons solaires aux heures où le soleil darde le plus fort. |
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En hiver, le soleil est plus bas dans le ciel et les rayons pénètrent dans votre pièce et la réchauffent.
D est le débord de l’auvent (distance horizontale entre l’extrémité de l’auvent et le mur où est placé votre fenêtre)
H est la hauteur utile de l’auvent (distance verticale entre le bas de l’auvent et le bas de votre fenêtre ou baie vitrée). |
Le formulaire de calcul
Le but du formulaire ci-dessous est de calculer le rapport entre la hauteur H et le débord D de l’auvent, en fonction de la latitude de votre lieu et des heures pendant lesquelles vous voulez être protégés.
Les valeurs par défaut sont les valeurs conseillées. Plus le rapport H/D est faible, plus loin doit avancer l’auvent.
Les formules pour en savoir plus
Tout d’abord, il faut calculer l’angle entre les rayons solaires et l’équateur au jour considéré. Cet angle est appelé déclinaison et varie entre -23°27’ et +23°27’.
23°27’ correspond à l’angle entre le plan de l’équateur et le plan de l’orbite que décrit la terre autour du soleil (écliptique). Il correspond de même aux latitudes des tropiques. Les tropiques sont donc les limites de la zone autour de l’équateur où il est possible au moins une fois par an d’avoir le soleil pile à sa verticale.
la déclinaison d se calcule approximativement avec la formule suivante :
d = 23.45 x sin(0,986 x (J-80))
J étant le n° du jour dans l’année (1 pour le 1er janvier, 365 pour le 31 décembre), les angles étant exprimés en degré.
L’angle horaire AH est l’angle entre la projection des rayons solaires et la direction sud. Il varie de 15° par heure et vaut par convention -90° à 6h, 0° à midi et +90° à 18h.
L’angle H de la hauteur du soleil (angle entre les rayons solaires et l’horizontale du lieu) dépend de la latitude L du lieu, de la déclinaison d et de l’angle horaire AH. Il vérifie la formule :
sin(H) = cos(L) x cos(d) x cos(AH) + sin(d) x sin(L)
Pour le calcul, on calcule l’angle solaire à l’heure considérée (p.ex. 13h30) et à la latitude et jours choisis. On obtient un rapport hauteur sur "débord". Mais le "débord" considéré n’est pas perpendiculaire au mur puisque qu’à 13h30, le soleil est à un angle de 15°x1,5=22,5° par rapport au sud. Le débord vrai est donc égal au "débord" multiplié par cosinus(22,5°).
Nos conseils
Pour rythmer la façade de votre maison, ne faites pas courir l’auvent sur toute la largeur de la maison. Gardez l’auvent pour la pièce à vivre et faites un décroché pour revenir à un mur standard au niveau des autres pièces en façade sud qui "supportent" d’avoir les volets fermés pendant les journées d’été.
Pour cacher les descentes de gouttières, faites reposer l’auvent sur des piliers creux dans lesquels vous logerez ces descentes de gouttières.
Si votre façade n’est pas parfaitement plein sud, calculez le nombre de degrés entre la perpendiculaire à votre mur et la direction sud, en sachant que le soleil "tourne" d’un angle de 15° par heure.
Par exemple, si votre façade est orientée de 15° sud/sud-est et que vous faites le calcul pour une occultation de 10h30 à 13h30, l’occultation obtenue sera en fait entre 9h30 et 12h30 (15° vers l’est fait que le soleil apparait une heure plus tôt).
Rappel : un tel calcul d’auvent n’est pas adapté pour les murs est ou ouest. Si vous voulez être protégé du soleil par un auvent à l’est ou ouest, vous n’aurez pas de soleil ni l’été ni l’hiver.
Démonstration
Les courbes ci-dessous ont été obtenues à l’aide du logiciel de calculs thermiques Pléiades dont une version d’évaluation peut-être téléchargée sur www.izuba.fr
| Cas d’un auvent de rapport H/D=1,7, sur un vitrage placé plein sud et situé à Agen (latitude 44°).
La courbe rouge représente l’occultation apportée par l’auvent.
On voit que l’auvent est particulièrement efficace :
il laisse passer 90% des apports solaires en hiver, alors qu’il n’en laisse passer que 50% en été.
Remarque : le courbe jaune foncé représente les apports solaires sur la vitre, sans tenir compte de l’effet de réflexion de celle-ci. Dans la réalité, les apports en été sont nettement plus faibles du fait de cette réflexion.
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| Cas du même auvent, mais placé sur vitre orientée à l’ouest.
L’auvent laisse passer 80% de la chaleur solaire en hiver comme en été.
Il ne protège donc pas du soleil d’été.
Notez que les courbes jaunes représentent la chaleur apportée par le soleil sur le vitrage.
Sur un vitrage ouest, cette chaleur est maximale en été ce qui empêche de garder une maison fraîche !
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Forum des ideesnautes
par Pedro : Auvent calculé pour clapier bien tempéré
