BE1019558A3 - Panneau de vitrage isolant comprenant au moins un espace interne comprenant une lame d'un gaz isolant. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un panneau de vitrage isolant (200) comprenant au moins une première (10) et une seconde (11) feuilles de verre associées ensemble par l'intermédiaire d'un cadre intercalaire (12) qui les maintient à une certaine distance l'une de l'autre et, entre lesdites au moins deux feuilles de verre, au moins un espace interne (15) comprenant une lame d'un gaz isolant et fermé par un joint périphérique (13,14) disposé autour dudit espace interne. Selon l'invention, un tel panneau comprend des moyens de régénération (16) du gaz isolant de ladite lame de gaz isolant.
Description
Panneau de vitrage isolant comprenant au moins un espace interne comprenant une lame d’un gaz isolant.
1. Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui des panneaux de vitrage isolants comprenant des feuilles de verre délimitant des espace(s) inteme(s) à lame(s) de gaz. Ces panneaux peuvent être utilisés dans tout type d’applications tels que les vitrages utilitaires, les vitrages pour véhicules ou pour bâtiments.
2. Solutions de l’art antérieur
Un panneau de vitrage isolant (ou “Insulating glass units” en anglais) comprend de manière classique deux feuilles de verre associées ensemble par l’intermédiaire d’un cadre intercalaire qui les maintient parallèles à une certaine distance l’une de l’autre. Le panneau est refermé en sa périphérie grâce à un joint périphérique de sorte que l’espace entre les feuilles de verre, également appelé espace interne est complètement fermé. L’espace interne emprisonne ainsi une lame de gaz qui est de l’air sec en général. Le transfert d’énergie à travers un panneau isolant selon cette structure classique est réduit, du fait de la présence de la lame d’air dans l’espace interne par rapport à une simple feuille de verre.
Le transfert d’énergie peut encore être réduit en augmentant l’épaisseur de l’espace interne pour augmenter l’isolation produite par la lame d’air. Il y a cependant une valeur limite de l’épaisseur de l’espace interne à partir de laquelle la convection dans la lame d’air entre les feuilles de verre fait augmenter le transfert d’énergie.
Le transfert d’énergie peut encore être réduit en ajoutant des couches supplémentaires sous la forme d’espaces internes additionnels entourés par des feuilles de verre additionnelles. Par exemple, trois feuilles de verre parallèles séparées par deux espaces internes et scellées en leurs périphéries grâce à un joint. De cette manière, les épaisseurs des espaces internes peuvent être maintenues en dessous de la limite maximale imposée par les effets de convection dans les lames d’air et ainsi le transfert d’énergie peut être encore réduit.
Par ailleurs, le transfert d’énergie peut également être réduit en substituant l’air (N2, O2) par un gaz plus dense et moins conducteur thermique. Des gaz adéquats doivent être incolores, non toxiques pour l’homme (au moins en deçà de concentrations raisonnables), non corrosifs, non inflammables, insensibles à l’exposition aux radiations ultraviolettes, plus dense que l’air et présentant une conductivité thermique plus faible. L’argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) et l’héxafluorure de soufre (SFô) sont des exemples de tels gaz qui sont communément substitués à l’air dans les panneaux de vitrage isolants. Cependant, la mise en œuvre de la plupart de ces gaz conduit à des panneaux de vitrage relativement coûteux à réaliser. Ainsi, il a été envisagé de remplacer ces gaz coûteux par du dioxyde de carbone (ci-après CO2).
En outre, ces panneaux de vitrage perdent en efficacité avec le temps du fait notamment de la dégradation du gaz à l’intérieur du vitrage par exemple sous l’influence du rayonnement solaire incident sur le vitrage (e.g. photo-réduction du CO2 par le rayonnement Ultra Violet, ci-après appelé UV, qui génère du monoxyde de carbone (ci-après CO) qui est un gaz dangereux pour la santé) ou du fait que l’étanchéité du panneau n’est pas absolue (fuite du gaz dans le temps).
Par ailleurs, on ajoute de plus en plus de fonctions à ces vitrages en déposant à leur surface des couches minces destinées à leur conférer une propriété particulière selon l'application visée. Ainsi, il existe des couches à fonction optique, comme les couches dites anti-reflet composées d'un empilement de couches alternativement à haut et bas indices de réfraction. Pour une fonction anti-statique, ou chauffante du type anti-givre, on peut aussi prévoir des couches minces conductrices électriquement, par exemple à base de métal ou d'oxyde métallique dopé. Pour une fonction thermique, de bas-émissivité ou anti-solaire par exemple, on peut se tourner vers des couches minces en métal du type argent ou à base de nitrure ou d'oxyde métallique. Pour obtenir un effet « anti-pluie », il peut être prévu des couches à caractère hydrophobe, par exemple à base d'organo-silane fluoré.
3. Objectifs de l’invention L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.
Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un panneau de vitrage isolant qui soit peu coûteux tout en préservant de bonnes propriétés d’isolation thermique et ceci plus longtemps que les panneaux isolants classiques.
Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de mettre en œuvre un tel panneau qui soit moins sensible aux rayonnements incidents sur le vitrage que les panneaux isolants classiques.
L’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir un tel panneau qui soit simple à réaliser et pour un faible coût.
4. Exposé de l’invention
Conformément à un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un panneau de vitrage isolant comprenant au moins une première et une seconde feuilles de verre associées ensemble par l’intermédiaire d’un cadre intercalaire qui les maintient à une certaine distance l’une de l’autre et, entre lesdites au moins deux feuilles de verre, au moins un espace interne comprenant une lame d’un gaz isolant et fermé par un joint périphérique disposé autour dudit espace interne.
Selon l'invention, un tel panneau de vitrage isolant comprend des moyens de régénération du gaz isolant de ladite lame de gaz isolant.
Le principe général de l’invention repose sur la mise en œuvre dans un panneau de vitrage isolant comprenant une lame de gaz isolant de moyens de régénération du gaz isolant.
Confronté au problème de la dégradation du gaz isolant du panneau fil du temps, par exemple du fait du rayonnement solaire, ce qui conduit à la dégradation des performances d’isolation thermique du panneau, l’homme du métier procède classiquement au remplacement du panneau par un nouveau panneau au bout d’un certain temps ce qui est très coûteux. Afin de limiter les coût, il pourrait envisager, une fois le panneau démonté de sa structure, de vider le gaz du panneau et de remplir ce panneau avec un nouveau gaz avant de le replacer dans la structure. Une telle démarche nécessite cependant les démontage / remontage du panneau ainsi que le remplacement du joint périphérique une fois le panneau rempli, ce qui reste quand même très coûteux.
Grâce à l’invention, un tel panneau est moins sensible aux rayonnements incidents sur le vitrage que les panneaux isolants classiques.
Ainsi, l’invention en fournissant un panneau de vitrage isolant qui comprend des moyens de régénération du gaz isolant du panneau permet de s’affranchir de ces coûts.
En outre, l’invention permet d’obtenir un panneau qui est peu coûteux tout en préservant de bonnes propriétés d’isolation thermique et ceci plus longtemps que les panneaux isolants classiques.
Préférentiellement, la lame de gaz isolant comprend au moins en partie du dioxyde de carbone.
Avantageusement, la lame de gaz isolant comprend un mélange 90 % dioxyde de carbone et 10% Air sec en volume.
Préférentiellement, la lame de gaz isolant présente une épaisseur comprise entre 6 et 12mm et préférentiellement est égale à 11 mm.
Ainsi, pour un mélange de gaz isolant 90% C02 et 10% air sec dans un panneau de double vitrage comprenant des feuilles de verre sodo-silico-calcique de 4 mm d’épaisseur, on obtient avec une épaisseur de la lame de gaz de 11 mm et une couche basse émissivité sur l’une des feuilles de verre présentant une émissivité de l’ordre de 0,02, une valeur minimale du coefficient de transmission thermique U de 1,3 W/(m2.K).
Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de régénération du gaz isolant comprennent un revêtement à propriété photo-catalytique recouvrant au moins une partie de la face interne d’au moins une des première et seconde feuilles de verre.
Selon des modes de réalisation conformes à l’invention, le revêtement à propriété photo-catalytique peut être constitué de l’un ou d’un mélange des semiconducteurs suivants (qui peuvent, le cas échéant, être doppés avec tout type de matériaux) : Ti02, ZnO, Ce02, Zr02, Sn02, W03, Fe203, CdS, ZnS.
Avantageusement, le revêtement est un revêtement à propriété photo-catalytique comportant de l'oxyde de titane (ci-après Ti02) au moins partiellement cristallisé.
Ainsi, par exemple, dans le cadre d’un gaz isolant comprenant du C02, ce revêtement à propriété photo-catalytique de Ti02, sous l’effet des photons UV solaires transmis va initier la réaction d’oxydation des molécules de monoxyde de carbone gazeuses issues de la dégradation (réduction) préalable de molécules de C02 par d’autres photons UV transmis. Ainsi, on observe une régénération du C02 compris dans la lame de gaz du vitrage isolant qui permet de maintenir plus longtemps les propriétés d’isolation thermique du panneau de vitrage isolant.
Préférentiellement, le revêtement à propriété photo-catalytique confère au vitrage une autre fonction que la photocatalyse.
Avantageusement, le revêtement à propriété photo-catalytique est une couche permettant de réfléchir au moins en partie le rayonnement solaire incident sur le panneau de vitrage isolant.
Ainsi, le revêtement à propriété photo-catalytique présente une combinaison de deux fonctions : réfléchir une partie du rayonnement incident (par exemple le rayonnement solaire) sur le panneau de vitrage et la régénération du gaz présent dans le vitrage qui aurait pu être dégradé préalablement par la partie du rayonnement incident transmis dans le vitrage au niveau de la lame de gaz.
5. Liste des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : • la figure 1 présente un premier panneau de vitrage isolant classique ; • la figure 2 illustre un second panneau de vitrage isolant selon un mode de réalisation de l’invention ; • la figure 3 illustre un exemple dans lequel le panneau de vitrage isolant selon l’invention est intégré dans un bâtiment exposé eu soleil ; 6. Description d’un mode de réalisation de l’invention
On présente, en relation avec la figure 1, un premier panneau de vitrage isolant 100 classique comprenant une lame de gaz isolant.
Le premier panneau de vitrage isolant 100 est un double vitrage comprenant une première et une seconde feuilles de verre 10, 11 (par exemple des feuilles de verre sodo-silico-calcique de 4 mm d’épaisseur) associées ensemble par l’intermédiaire d’un cadre intercalaire 12 qui les maintient à une certaine distance l’une de l’autre.
Entre les deux feuilles de verre 10, 11, un espace interne 15 comprenant une lame d’un gaz isolant et fermé par un joint périphérique 13, 14 disposé autour dudit espace interne.
Le cadre intercalaire 12 (également appelé espaceur) s'étend en périphérie des feuilles de verre et est par exemple constitué d'acier galvanisé de 0,4 mm d'épaisseur. Le cadre intercalaire 12 comprend une section creuse transversale qui a, par exemple, la forme d'un carré. Cette section est partiellement ouverte vers l'espace interne 15 comprenant le gaz isolant. Une tablette 121 de matière dessicative est disposée à l'intérieur du cadre intercalaire 12.
Le joint périphérique 13, 14 comprend des couches d'étanchéité de polyisobutylène 13 disposées respectivement entre le cadre intercalaire 12 et chacune des première et seconde feuilles de verre 10, 11. Par exemple, le polyisobutylène utilisé a une perméabilité d'environ 0,11 g d'eau par mm d'épaisseur par m2 x 24 h x kPa de vapeur d'eau. Le joint périphérique 13, 14 comprend également un cordon de polysulfure ou de résine silicone 14 disposé en contact avec les couches d'étanchéité 13 entre chacune des feuilles 10, 11 et le cadre intercalaire 12. On peut également mettre en œuvre un joint périphérique plus étanche encore, par exemple à base de soudure de verre pour maintenir plus longtemps le C02 dans le vitrage.
On présente, en relation avec la figure 2, un second panneau de vitrage isolant 200 selon un mode de réalisation de l’invention.
Le second panneau de vitrage isolant 200 est identique au premier panneau 100 si ce n’est qu’il comprend en outre moyens de régénération 16 du gaz isolant de la lame de gaz isolant.
Par exemple, l’espace interne 15 comprend une lame de gaz isolant comprenant par exemple un mélange 90 % C02 et 10% Air sec en volume.
Préférentiellement, la lame de gaz isolant est comprise entre 10 et 15mm. Par exemple, dans la suite, la lame de gaz fait 11 mm d’épaisseur.
Dans l’exemple illustré par la figure 3, le panneau de vitrage isolant 200 selon l’invention est intégré dans un bâtiment exposé eu soleil 30. Les photons UV incidents 31 appartenant au rayonnement solaire traverse la première feuille de verre 10 du panneau puis, les photons UV transmis 32 de ce rayonnement qui ne sont pas absorbés par le verre de la première feuille de verre 10 rencontrent les molécules gazeuses de CO2 de la lame de gaz isolant et réduisent certaines molécules de C02 en monoxyde de carbone (CO). Ceci dégrade donc une partie du gaz isolant de la lame de gaz au fil du temps et nuit donc aux propriétés isolantes du vitrage.
Préférentiellement, les moyens de régénération 16 du gaz isolant comprennent un revêtement 16 à propriété photo-catalytique recouvrant au moins une partie de la face interne d’au moins une des première 10 et seconde feuilles de verre 11. Par exemple, le revêtement 16 est disposé sur toute la surface interne de la première feuille de verre 10 (également appelée position 2 d’un double vitrage).
Bien entendu, le revêtement peut également être situé par exemple sur toute la surface interne de la seconde feuille de verre 11, ou seulement sur une partie de la face interne de l’une des feuilles de verre 10, 11.
Selon des modes de réalisation conformes à l’invention, le revêtement à propriété photo-catalytique peut être constitué de l’un ou d’un mélange des semiconducteurs suivants (qui peuvent, le cas échéant, être doppés avec tout type de matériaux) : Ti02, ZnO, Ce02, Zr02, Sn02, W03, Fe203, CdS, ZnS.
Dans le présent mode de réalisation, le revêtement 16 est un revêtement à propriété photo-catalytique comportant de l'oxyde de titane au moins partiellement cristallisé. Par exemple, c’est une couche de Ti02 sous la forme cristallographique anatase de 45 nm d’épaisseur, par exemple la couche appelée « Stopsol Super Silver » commercialisée par la société AGC Glass Europe.
En effet, existe certains matériaux semi-conducteurs, à base d'oxyde métallique ou de sulfures, qui sont aptes, sous l'effet d'un rayonnement de longueur d'onde adéquate, à initier des réactions radicalaires provoquant l'oxydation de produits organiques : on parle en général de matériaux « photocatalytiques » ou encore « photo-réactifs ».
Dans le cadre de la présente invention, ce revêtement à propriété photo-catalytique de Ti02, sous l’effet des photons UV transmis 32 va initier la réaction d’oxydation des molécules de monoxyde de carbone gazeuses issues de la dégradation (réduction) préalable de molécules de C02 par d’autres photons UV transmis 32. Ainsi, on observe une régénération du C02 compris dans la lame de gaz du vitrage isolant qui permet de maintenir plus longtemps les propriétés d’isolation thermique du panneau de vitrage isolant 200.
Conformément à un mode de mise en œuvre de l’invention, le revêtement à propriété photo-catalytique 16 confère au vitrage une autre fonction que la photocatalyse.
Dans le présent mode de réalisation, le revêtement 16 « Stopsol Super Silver » est une couche permettant de réfléchir au moins en partie le rayonnement solaire incident sur le panneau de vitrage isolant.
Ainsi, le revêtement 16 réalise à la fois l’isolation thermique en réfléchissant au moins en partie le rayonnement solaire et permet via la photo-catalytise sous photons UV de régénérer le C02 de la lame de gaz du panneau de vitrage isolant 200.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus.
En particulier, le revêtement à propriété photo-catalytique peut conférer au vitrage tout type de fonction tel que anti-reflet, anti-statique, antigivre, couche chanffante, ...
Par ailleurs, l’Homme du Métier pourra apporter toute variante dans les panneaux de vitrage isolants selon l’invention décrit dans les figures précédentes. Par exemple, le panneau de vitrage isolant peut comprendre plusieurs espaces internes comprenant chacun une lame d’un gaz isolant (e.g. triple vitrage), les feuilles de verres des panneaux de vitrage isolant selon l’invention peuvent être constitués de tout type de verre, peuvent être texturés en surface, peuvent comprendre tout type de revêtements destinés à réaliser toute fonction, ou peuvent être eux-mêmes constitués de panneaux de vitrage laminés au moyen d’intercalaires plastiques...
Un panneau de vitrage selon l’invention peut être mis en œuvre dans tout type d’application tel que les fenêtres de bâtiments ou de véhicules, les cloisons, les mûrs, les baies vitrées (e.g. vérandas, éléments de toit, ...), les sols, escaliers,...
Claims (8)
1. Panneau de vitrage isolant (200) comprenant au moins une première (10) et une seconde (11) feuilles de verre associées ensemble par l’intermédiaire d’un cadre intercalaire (12) qui les maintient à une certaine distance l’une de l’autre et, entre lesdites au moins deux feuilles de verre, au moins un espace interne (15) comprenant une lame d’un gaz isolant et fermé par un joint périphérique (13, 14) disposé autour dudit espace interne, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de régénération (16) du gaz isolant de ladite lame de gaz isolant.
2. Panneau de vitrage isolant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la lame de gaz isolant comprend au moins en partie du dioxyde de carbone.
3. Panneau de vitrage isolant selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame de gaz isolant comprend un mélange 90 % dioxyde de carbone et 10% Air sec en volume.
4. Panneau de vitrage isolant selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame de gaz isolant présente une épaisseur comprise entre 6 et 12mm et préférentiellement est égale à 11 mm.
5. Panneau de vitrage isolant selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de régénération du gaz isolant comprennent un revêtement (16) à propriété photo-catalytique recouvrant au moins une partie de la face interne d’au moins une des première (10) et seconde (11) feuilles de verre.
6. Panneau de vitrage isolant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le revêtement est un revêtement à propriété photocatalytique comportant de l'oxyde de titane au moins partiellement cristallisé.
7. Panneau de vitrage isolant selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le revêtement (16) à propriété photocatalytique confère au vitrage une autre fonction que la photocatalyse.
8. Panneau de vitrage isolant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le revêtement à propriété photo-catalytique est une couche permettant de réfléchir au moins en partie le rayonnement solaire incident sur le panneau de vitrage isolant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2010/0642A BE1019558A3 (fr) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | Panneau de vitrage isolant comprenant au moins un espace interne comprenant une lame d'un gaz isolant. |
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|---|---|---|---|
| BE201000642 | 2010-10-28 | ||
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| BE1019558A3 true BE1019558A3 (fr) | 2012-08-07 |
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ID=44065611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| BE2010/0642A BE1019558A3 (fr) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | Panneau de vitrage isolant comprenant au moins un espace interne comprenant une lame d'un gaz isolant. |
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| BE (1) | BE1019558A3 (fr) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010027600A1 (en) * | 1990-09-04 | 2001-10-11 | Hodek Robert Barton | Low thermal conducting spacer assembly for an insulating glazing unit and method of making same |
| US20040206024A1 (en) * | 2001-08-28 | 2004-10-21 | Wolfgang Graf | System comprising a glazing element and a gas supply device |
-
2010
- 2010-10-28 BE BE2010/0642A patent/BE1019558A3/fr active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010027600A1 (en) * | 1990-09-04 | 2001-10-11 | Hodek Robert Barton | Low thermal conducting spacer assembly for an insulating glazing unit and method of making same |
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